首页 -> 2007年第9期
项目教学法在ＣＡＤ／ＣＡＭ实训中的应用
作者：史翠兰
关键词：项目教学法；CAD/CAM技术
CAD/CAM技术是一门多学科综合应用新技术，其发展十分迅速，许多大中型企业，甚至小型企业都在努力引进这一新技术，以提高企业自身的技术素质，增强产品在国内外市场的竞争能力。目前，高职院校机械类专业都相继开设了“CAD/CAM技术及应用”这门新课程。该课程特点是综合性强、实践性强。CAD/CAM实训是理论教学结束后进行的实践教学环节，目的是提高学生的CAD/CAM技术综合应用能力，一般安排两周时间。以往的CAD/CAM实训都是教师找几个实例，学生在机房应用CAD/CAM软件完成零件造型和生成数控代码。这种实训模式以教师为中心，学生被动地完成任务，实训结束后学生也只是提高了软件操作的熟练程度，没有真正掌握CAD/CAM技术。近两年，我院在CAD/CAM实训中引入项目教学法，调动了学生的积极性和主动性，实训效果也有很大改善。
项目教学法的特点
项目教学法是以学生的自主性、探索性学习为基础，以培养学生综合能力为目标，采用类似科学研究的方法，师生通过共同实施一个完整的“项目”而进行教学活动，促进学生主动积极发展的一种新型教学方法。在职业教育中，项目是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的任务，能将某一教学课题的理论知识和实际技能结合在一起，具有一定的难度，不仅是对已有知识、技能的应用，而且还要求学生运用新学习的知识、技能解决过去从未遇到过的实际问题。
项目教学法在
CAD/CAM实训中的应用
（一）确定实训项目及任务
项目的设立应根据教学大纲有关知识技能的要求而定，必须认真斟酌，因为它是实训成功的关键。本实训项目选用机械行业比较典型的减速器来实现CAD/CAM应用，具体任务是应用Pro/Engineer实现一级齿轮减速器的几何造型和箱体加工，减速器分解如图1所示。该项目体现了如下特点：
基本包括了全部教学内容项目内容包括各零部件的几何造型，零部件装配，生成箱体的工程图，上、下箱体及其组合加工等，几乎涵盖了本门课的全部教学内容。
图1 减速器分解图
难度适中并能适当拓宽学生的知识面既有对以前所学知识的进一步巩固，又渗透了新知识，使学生运用已有知识、技能解决过去从未遇到过的实际问题。在项目中包含了以前课程中没讲过的内容，如齿轮参数化设计、螺纹加工、箱体夹具设计等。
综合性强，覆盖面宽本门课程在教学计划中安排在最后阶段，学生已经学完了大部分专业课，该项目涉及学生所学过的大部分专业知识，如机械制图、机械设计、机械制造基础、数控加工技术等。通过完成这个项目，学生可综合应用已学过的知识。
学生对教学内容既熟悉又有兴趣对于减速器学生比较熟悉，实训室有实物模型。在机械设计课程教学中已经完成了减速器设计，在机械制造课程中也接触过，但如何应用CAD/CAM技术实现造型和加工，学生对此有着强烈的兴趣。
具有广泛的实际应用价值减速器用于汽车、矿山机械、冶金机械、化工机械、建筑机械、轻工机械等各种机械的传动，应用比较广泛，是典型的机械传动装置。
（二）项目的具体实施
该项目的实施过程包括如下四个阶段：
准备阶段（1）布置本次实训要完成的项目、实训目的、要求和具体任务。任务按Pro/E提供的功能以模块方式布置，共有四个模块：零件几何造型、零部件装配和总体装配、工程图创建、数控加工。（2）教师与学生一起分析减速器工作原理和零部件的特点，画出减速器的零件组成结构，确定所属模块图，如图2所示。（3）将学生分成几个小组，每组6～8人，以小组为单位制定项目实施计划，包括确定完成任务的方法、步骤、时间安排和每个人的具体任务分工；教师与各组学生一起修改完善实施计划，最后确定计划。（4）准备好减速器实物模型、资料、手册、测量仪器等。（5）确定减速器各零部件尺寸，由各组自己决定实物测量方法或自己设计减速器各零部件尺寸。
图2 减速器零部件的构成
实施阶段项目实施按模块进行，分成四个步骤：第一步，在Pro/E实体模块中进行零件几何造型；第二步，在组装模块中，装配轴部件和整个减速器；第三步，在工程图模块中，创建箱体工程图；第四步，在加工模块中，对箱盖、箱座和其组件进行数控加工。
编写实训报告编写实训报告是整个实训教学的重要组成部分。它是制作者制作思想的体现，是项目成果的文字表达，也是学生撰写技术性文件能力的体现，因此，它是培养学生分析、总结、归纳和表达能力的重要方面。从实训开始时就应提醒学生将整个工作情况记入草稿本内，完成时将草稿本的内容整理归纳后编写正式的实训报告。根据本课程和项目特点，实训报告要求学生在计算机上完成，通过抓图和使用Word软件，学生的计算机应用能力可得到很大提高。
项目评价与成绩评定阶段项目评价是对整个项目教学实施情况的验收，也是对学生在该项目运作过程中所取得的成绩做出的评价。项目成绩评定包括四部分：任务完成（占40%）、答辩（占30%）、实训报告（占20%）、平时表现（占10%）。每一部分都有评分标准，在实训开始就发给学生。最后成绩分为五个等级：优秀、良好、中等、及格、不及格。其中，任务完成情况由自评、互评、教师评三方面成绩综合构成。答辩成绩由答辩委员会给出，答辩委员会由教师和每组推荐的一名学生组成，做到公平、公正、合理。通过这个过程，培养学生的独立工作能力、综合职业能力和协作精神。
项目教学法实施过程中应注意的几个问题
在CAD/CAM实训中应用项目教学法，应重视以下几个问题：
鼓励学生自己解决问题当学生遇到困难和新知识时，鼓励学生自己解决，教师可以适当引导，提高学生在一定范围内学习新知识、新技能的能力。如在项目中遇到齿轮的参数化设计内容，学生以前从未接触过，感到无从下手，教师只讲解决这类问题的关键点，然后引导和启发学生自己去查资料，运用已有知识去解决问题。学生通过自己努力掌握了参数化设计的方法，完成了齿轮参数化设计并生成族表，各组又独立完成了其他标准件库的建立，学生体会到了战胜困难和自己获取新知的乐趣，也学会了学习。
采用“一题多解”形式在零件几何造型和加工中，有多种方法可以实现，每一种方法不管难易都应该展示给学生，再由教师与学生共同评价各种方法的优缺点及适用范围，这样学生可以学到更多的操作技巧，全面吸收整个项目活动的精髓。如对于箱体零件造型有三种方法：第一种是整体造型再分割的方式；第二种是用箱座、箱盖分别造型的方式进行；第三种是将箱座、箱盖相关部分及共有部分集中造型，余下结构分开造型。这三种方式各有优缺点，整体造型方式造型方便，但形成箱座、箱盖的模型数据较大，其中包含有不是本体的数据（即箱座含有箱盖的数据，反之亦然）；分体造型方式造型相对较为繁琐，但数据量合适；第三种造型方式综合了前两种造型方式的优点。经过与学生分析比较，决定采用第三种方式。
与生产实际紧密结合学生对所学知识真正能融会贯通，需要到生产实际中通过体验和感性认识而内化知识和技能。在加工模块教学进行箱体加工时，学生对箱体在数控机床上的装夹和工艺参数的选择感到茫然。教师可让学生带着问题到校实习工厂观察有关箱体加工，如箱体如何定位、如何夹紧，夹具的形式，压板和螺栓的形状，加工的整个过程等。这样，学生对以前所学的知识及其应用有了更深的理解。
教师指导要恰到好处项目教学法的根本宗旨是让学生自己发现知识、提高技能，因此，教师一定要把握好指导尺度。在完成项目的过程中要因材施教，针对不同层次的学生教师指导的深度要有所不同。如果学生有问题，教师应该给予启发性、提示性指导，不但使学生记忆深刻，还能锻炼学生的思维，培养其创新能力。
项目教学法有其独特的优势，它体现了职业教育教学的特征。在CAD/CAM实训中采用项目教学法激发了学生的学习兴趣，使学生在整个实训过程中充满热情。通过实训，学生理解了知识，学会了操作，提高了分析问题和解决问题的能力，培养了团队精神和合作能力。
参考文献：
[1]教育部高等教育司，全国高职高专校长联席会．点击核心——高等职业教育专业设置与课程开发导引[M]．北京：高等教育出版社，2004．
[2]蒋庆斌，徐国庆.基于工作任务的职业教育项目课程研究[J].职业技术教育，2005，（22）．
作者简介：
史翠兰（1963—），辽宁丹东人，硕士，辽宁机电职业技术学院副教授，研究方向为CAD/CAM技术。
（本文责任编辑：张立环）
（本栏责任编辑：周秀峰）