摘 要：針對機械工程大類高年級專業(yè)課“計算機輔助制造”課程，改革了教學方法，形成了一種適合于高年級教學的教師“主講、主持、指導”與學生“主動、互動、獨立”的教與學的關(guān)系。建立了面向項目與論題相結(jié)合的“計算機輔助制造”技術(shù)教學方法，并在多年的教學實踐中應用，取得了良好的效果，為提高機械工程學科及制造工程專業(yè)的人才培養(yǎng)質(zhì)量提供了一種可借鑒的手段。
　　關(guān)鍵詞：計算機輔助制造；項目；論題；工程教育改革
　　一、課程的特點、存在問題及改革的必要性
　　目前在我國由高等教育大國向高等教育強國的轉(zhuǎn)變過程中，當代工程教育改革和實踐日益受到重視，卓越工程師教育也開始全面展開[1]。數(shù)字化制造技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要發(fā)展方向，計算機輔助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）技術(shù)作為數(shù)字化制造的核心技術(shù)，是現(xiàn)代制造業(yè)從業(yè)人員和機械工程學科人才必須掌握的基礎(chǔ)技術(shù)之一。因此，“計算機輔助制造”課程是機械工程學科下機械制造及其自動化、工業(yè)與制造系統(tǒng)工程及其他相關(guān)專業(yè)的核心專業(yè)課，在本科生教育和培養(yǎng)中占有十分重要的地位。
　　該課程屬于高年級專業(yè)課，一般安排在“制造工程基礎(chǔ)”、“機械制造工藝學”和“機床及夾具”等先行課程的大三下學期或大四上學期。CAM課程的特點是起點高、內(nèi)容多、發(fā)展快、應用廣、綜合性和實踐性強，而在現(xiàn)行教學計劃中，計算機輔助制造技術(shù)配套課程少、學時有限，難以適應上述特點的教學需要，更不適應現(xiàn)代工程教育改革的理念——“做中學”和“研中學”的需要[2]。存在的問題主要表現(xiàn)在：
　　（1）在知識點上，學生對關(guān)鍵和重要的CAM知識點掌握程度有限。由于課程學時有限、沒有合適的教學手段使得無法自主、深入地完成課程的主要論題即關(guān)鍵知識點的學習。
　　（2）在知識面上，學生對CAM知識點之間的關(guān)聯(lián)脈絡(luò)缺乏全面了解和把握，綜合能力有待提高。由于各知識點講解時所用例子相互獨立，數(shù)字化制造的“信息流”效果難以體現(xiàn)，導致知識點沒有通過完整的案例貫穿起來。
　�。�3）學生的知識實踐與運用知識的能力不高，缺乏運用CAM知識解決制造工程問題的能力，這需要通過加強實驗與現(xiàn)場教學來解決。
　�。�4）學生獨立學習、研究實踐并總結(jié)展示的能力不高。愛因斯坦認為在學校中“發(fā)展獨立思考和獨立判斷的一般能力，應當始終被放在首位，而不應當把獲得專業(yè)知識放在首位。如果一個人掌握了他的學科的基礎(chǔ)理論，并且學會了獨立思考和工作，他必定會找到他自己的道路，而且比起那種主要以獲得細節(jié)知識為其培訓內(nèi)容的人來，他一定會更好地適應進步和變化�！盵3]。由此可見，教學中對學生特別是對即將參加工作或接受深造的高年級大學生的獨立能力培養(yǎng)尤為重要，這同時也是大學素質(zhì)教育的重要體現(xiàn)。
　　為解決上述問題，改革計算機輔助制造技術(shù)現(xiàn)有教學模式是十分必要的。多年來，我們通過實踐論題與項目相結(jié)合的計算機輔助制造課程的教學方法：即將面向項目的教學和基于論題的教學貫穿于整個課程始終，逐步形成了一種適合于高年級教學特點的教師“主講、主持、指導”與學生“主動、互動、獨立”的教與學關(guān)系，在提升教學效果和質(zhì)量上取得了一些成效，增強了學生對計算機輔助制造技術(shù)的掌握程度與應用能力。
　　二、項目與論題相結(jié)合的教學方法內(nèi)涵
　　項目與論題相結(jié)合的CAM課程教學方法的內(nèi)涵及要點如圖所示，主要包括課程教學內(nèi)容、課堂教學方法、實踐教學、課程考核等幾個方面。
　　1.課程教學內(nèi)容
　　通過論題布局加強關(guān)鍵和重要知識點的安排，通過兩類零件項目將關(guān)鍵知識點集成起來，并融入精品教材內(nèi)容及最新科研成果。
　　計算機輔助制造涉及的重要技術(shù)環(huán)節(jié)主要包括：幾何建模（設(shè)計并表示零件是什么形狀結(jié)構(gòu)和有何技術(shù)要求）、工藝設(shè)計/數(shù)控編程（規(guī)劃和表示零件按什么樣的過程和程序制造出來的）、數(shù)控加工/檢測（在實際設(shè)備上如何按數(shù)控程序進行零件加工和檢測）、制造系統(tǒng)（整個計算機輔助制造軟硬件系統(tǒng)是如何組成并協(xié)調(diào)運行的）。圍繞上述四大環(huán)節(jié)，在課程教學中通過論題強化了它們的教學內(nèi)容，并分別安排了相應的實驗，將理論授課與實驗及現(xiàn)場參觀相結(jié)合。
　　在幾何建模環(huán)節(jié)，明確產(chǎn)品的幾何建模是CAM信息源頭的地位，突出了實體建模特別是特征建模方法及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的教學，緊緊圍繞CAD的核心問題——物體的“內(nèi)在表示（Representation）”和“外在表現(xiàn)（Presentation）”組織該部分課程內(nèi)容，參考了多部國際精品教材的有關(guān)章節(jié)，例如CADCAM： Principles， Practice and Manufacturing Management（英國）和Principles of CAD/CAM/CAE Systems（韓國）。這些精品教材在CAD及幾何模型建立和表示方面，內(nèi)容全面，深入具體，易于學生理解和掌握。
　　在工藝設(shè)計和數(shù)控編程環(huán)節(jié)，強化了CAPP方法（包括派生、創(chuàng)成、混合）、手工編程、交互圖形數(shù)控編程3個論題，并強調(diào)工藝知識庫在此過程中的重要作用。在理論教學內(nèi)容方面，參考了國際精品教材Computer-Aided Manufacturing（美國），因為該部教材的重點內(nèi)容是包括CAPP與數(shù)控編程在內(nèi)的輔助制造方面，是CAM課程在世界范圍內(nèi)的權(quán)威教材。在實踐教學內(nèi)容方面，安排了我們的最新科研成果和主流CAD/CAM系統(tǒng)的課堂演示，如半創(chuàng)成式汽車底盤零件CAPP、綜合式基于PDM的三維CAPP以及Pro/Engineering的制造模塊Pro/Mfg等，提高了學生學習興趣和效果。
　　在數(shù)控加工和檢測環(huán)節(jié)，在突出數(shù)控機床組成及數(shù)控加工原理、坐標測量機組成及數(shù)控測量原理兩個論題的同時，增補了它們各自國際上最新技術(shù)發(fā)展的內(nèi)容，即基于STEP-NC的CAPP/CAM和智能數(shù)控系統(tǒng)、便攜式先進測量方法。授課內(nèi)容參考了國際精品教材Computer-Aided Manufacturing（美國）和國外最新科研成果（如英國巴斯大學和德國斯圖加特大學關(guān)于STEP-NC的CAM/CNC技術(shù)成果，美國法如、API等測量儀器公司的新研發(fā)的便攜式測量系統(tǒng)等），使學生不僅掌握了經(jīng)典的數(shù)控加工和檢測的理論知識，而且了解了當今最新成果及未來發(fā)展趨勢。

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