基于UG的“CAD/CAM应用技术”项目式课程研究

◎ 梁矗军

“CAD/CAM 应用技术”课程是高职机械、机电、模具、数控等制造类专业课程体系中的核心课程。 随着职业教育课程改革的不断深入，“CAD/CAM 应用技术” 课程大多采用项目式课程进行教学， 但是，“课程项目”设计成为推进课程改革的瓶颈之一。 大量调研得知， 当前众多制造类企业使用UG 软件进行设计与生产，因此，基于UG 软件的“CAD/CAM 应用技术”项目式课程设计更需要探索与实践。

一、基于UG 的“CAD/CAM 应用技术”项目式课程的设计目标

UG 软件(Unigraphics 软件的简称)是当前世界上最先进和紧密集成的、 面向制造行业的CAD/CAE/CAM 软件，使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。UG 软件主要用于产品设计、 工程和制造全范围的开发过程， 它不仅在全世界的机械制造行业有着广泛的应用，而且在机械专业教学领域，特别是“CAD/CAM 应用技术”课程教学中也有着显著的引导作用。

无锡商业职业技术学院机电技术学院基于“CAD/CAM 应用技术”课程多年实践教学经验，以项目任务驱动为主线、 从行业工作岗位的实际需要出发，结合相关前导课程和后续课程的内容，设计和开发基于UG 的“CAD/CAM 应用技术”课程的教学项目。

通过教学项目的针对性设计， 使UG 软件的学习与应用不再割裂于机械设计其他课程的教学，而是更加注重与相关课程的整体融合。学生学习“CAD/CAM 应用技术”课程后，能理解产品设计全生命周期的概念和意义， 更有利于他们构建三维实体造型的产品设计能力、开发能力、自动编程和数控加工的应用能力。

二、基于UG 的“CAD/CAM 应用技术”项目式课程改革的实践研究

1. 构建基于UG 的“CAD/CAM 应用技术”项目化课程理论架构

项目式课程改革的理论研究主要包括两方面内容：一方面，通过编制“CAD/CAM 应用技术”项目化课程教学内容的调查问卷和访谈提纲，考察相关专业学生的学习效果及应用能力的整体特征，分析影响其学习能力的主要因素，从而厘清“CAD/CAM 应用技术”项目化课程设计的目标、内容、方式和过程。 另一方面，进行大量机械设计企业行业调研，以此作为制订高职“CAD/CAM 应用技术”项目化课程核心课程标准的理论基础。

2. 进行基于UG 的“CAD/CAM 应用技术”项目化课程体系建设

项目教学法，以行动为导向，其基本特点是：把整个学习过程分解为一个个具体的工程或事件，设计出一个个项目教学方案， 按行动回路设计教学思路。以项目教学法实施“CAD/CAM 应用技术”课程的教学，除了传授基础理论知识和基本操作技能外，还需要培养学生的职业能力，即专业素养、解决问题的能力、学习新知识的能力、与人协作的能力、完成项目的社会能力等几个方面， 真正做到全面提高学生的综合职业素养。

项目教学法一般分为五个阶段进行： 第一是确定项目任务，第二是制定计划，第三是实施方案，第四是检查评估，第五是归档总结。

（1）强化市场调研，以岗位能力为出发点，制订核心课程标准。 近年来，随着产业结构的进一步优化，市场分工愈加细化，企业人才需求在类型、数量和能力层次方面也有较大调整， 除了对高技能人才重点需求外， 还需要具有组织能力和管理才能的专业综合型人才。为此，对相关企业调研，充分分析企业对各不同层次技术人员的专业能力、 职业素质方面的要求，以岗位能力为出发点，并结合本校实际，制定合理的课程计划，以此形成核心课程标准，作为进行项目化教学的理论与实践依据。

“CAD/CAM 应用技术” 课程对学生的职业能力要求主要有以下几方面：对一般复杂程度的机械零部件(包括曲面零件)进行实体建模的能力、绘制工程图的能力、装配建模的能力、简单机械设备TopDown 分析与设计能力、简单机构运动分析能力、一定的钣金设计能力等，以及在实际工作中的项目协调、合作能力。

（2）以工程实际为导向，设计典型性和综合性教学项目。 在课程标准中， 规定了基于UG 的“CAD/CAM 应用技术”课程的性质、目标、内容框架，规定了学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面所应达到的基本要求， 并提出了指导性的教学原则和评价建议，但是，它不包括教学重点、难点、时间分配等具体内容。 因此要合理适当地设计教学项目，才能很好地实施核心课程标准。

通过对企业的深度调研， 及与毕业生的跟踪沟通，衔接前后课程，以工程实际为导向，设计典型性案例项目帮助学生获得基本职业岗位能力， 设计综合性案例项目仿真机械产品设计、制造全过程；将整体学习内容和过程贯穿起来， 使项目式课程设计与企业接轨，培养学生的综合职业素养。 课程项目设计要具有较强的操作性，以调动学生参与项目的积极性，使项目实施易行。

（3）“以项目为基础、教师为引导、学生为主体”，实施教学过程。 在实施教学过程中，教师要根据“项目教学法” 的特点， 并结合生产实际，“以项目为基础、教师为引导、学生为主体”，帮助学生掌握课程所需的知识与技能， 培养他们分析问题和解决问题能力，培养他们团队协作完成项目的职业能力。

表1、 表2 是项目教学法在UG 教学中应用实例，表1 为轴套类零件的三维造型项目分析表，表2为轴套类零件齿轮油泵从动轴的三维造型项目分析表。

表1 轴套类零件三维造型项目分析表

表2 齿轮油泵从动轴三维模型造型项目分析表

通过齿轮油泵从动轴三维模型造型这个项目，让学生从产品的图纸分析、模型建立、渲染与表现等方面学习轴套类零件结构， 了解到轴套类零件结构各部位的作用及设计的成因， 以及工艺方案选择分析等的全过程，综合了多门学科的知识。 通过完成该项目，把理论与实践有机地结合起来，帮助学生掌握基础知识，同时培养他们合作解决实际问题的能力。

（4） 设计项目式课程评价体系， 加强过程化管理、细化评价指标，提高项目课程质量。 项目式教学的学习评价体系可以包含教师评价、学生自我评价、学生互评以及职业技能鉴定等社会性评价， 实现评价主体多元化。 以评价促动项目的实施，从而提高项目化课程的质量。

一方面，对整个课程教学中学生的学习态度、表现进行“过程评价”。 构建量化的评价分值表，将学生所有的学习成果和学习全过程的表现作为评价依据，包括考勤、学习知识、完成作业、实践操作等四部分，由教师客观公正地完成，保证和提高教学质量。另一方面， 对学生在项目实施中表现的职业能力进行职业素质评价，包括工作责任﹑工作规范﹑质量意识﹑服务意识﹑沟通能力﹑团队合作意识等评价，由学生自评和互评完成，可以增强学生的就业竞争力，激励他们增强信心走向成功。

还可以考虑专业研究人员参与及引入社会力量，以提高机械类专业学生的职业能力为导向，力求更规范、更细致、更系统。

3.开发校本教材，建立课程资源库，完善项目化课程

UG 软件功能强大，功能模块较多，各模块功能相对独立，当前国内各个高职高专院校中“CAD/CAM应用技术” 课程采用的教材主要是针对UG 的各功能模块按知识体系独立编写的教材。 即使采用了项目式教学法， 还存在教学案例与生产实际项目联系不够、 对工程上产品设计的方法思路及理念了解不够、 教学项目设计与该课程的前后相关课程内容设置吻合度不高等问题。 因此，可以在整合基于UG 的“CAD/CAM 应用技术”课程实践教学内容基础上，结合该课程的前导课程“机械制图”“机械设计”、后续课程“数控编程”（数控方向）“模具设计”（模具方向）具体教学内容，针对不同的专业方向，设计典型性和综合性的案例教学项目， 从而形成适应本校教学实际的基于UG 的“CAD/CAM 应用技术”项目化课程校本教材，以及项目化课程资源库，使项目化课程真正得到完善。

三、实施项目化教学的几点思考

1.项目式教学过程中，以学生为主体，教师起引导作用，但在某些基础性项目实施过程中，还需要适当合理使用传统教学方法，确定任务目标， 让学生加强练习，帮助学生熟练掌握基本职业技能。

2.项目式教学通常安排学生分团队完成，此时可以让其按项目灵活搭配团队，利用学生之间的技术交流，相互提高学生技能水平。

3.项目式课程仿真企业产品设计、制造全过程，但学校配套的实训基地还存在学生多、 设备少的问题，只有解决这一矛盾才能保证项目课程有效开展。

4.项目式课程的实施必须与企业接轨，从课程设计、项目确定、课堂教学到评价系统等都可以聘请企业技术人员参与，从而保证项目式课程的职业性、时效性和配套性，使学生从业时能迅速上手。 而企业也免去了培训新员工的麻烦，学校和企业达到双赢。

5.项目课程的评价体系尚有待进一步研究：①合理细化过程评价标准， 保证学生参加项目学习评价时的公正公平性，才能夯实学生的专业素质基础，避免项目化课程实施流于形式。 ②对学生职业素质的综合评价，可以从学生的团队合作意识，企业对学生完成项目所体现的职业素养， 教师对学生项目答辩等方面进行。 但是如何来配比这些评价因素的比重也需要进一步研究。

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