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计算机辅助设计与制造课程的教学改革与深化
发布时间:2020-01-05 22:50

摘 要:“计算机辅助设计与制造”专业的人才培养应改变过去与工程实际相脱节的形式化的教学模式,以能力培养为主线,改革高职教学课程体系与教学内容,突出职教办学特色,培养学生职业能力。

关键词:高等职业技术教育;教学改革;职业能力;CAD/CAM   

计算机辅助设计与制造技术(CAD/CAM)的应用加速了机械制造业的发展,大大缩短了产品设计和生产周期,实现了对机电产品大型化、高速化、高精度的要求,成为制造业的现代化改造和发展的核心技术。我国机械制造业,要真正成为“世界加工制造中心”,就必须要有先进的制造技术与一大批掌握先进制造技术的人才作为支撑。机械制造业不断引进高新技术和信息化数字化技术的应用和发展,从而导致具备信息化数字化技术专业技术人才的大量需求,尤其是会操作能设计懂维护和管理的机械 CAD/CAM专业技术人员就更是企业所急需。高职计算机辅助设计与制造专业要适应市场需求,改革现行的课程体系、教学内容和教学方式,高起点地培养从事机械产品设计、模具设计、数控加工的复合型人才,以满足制造业技术发展对人才的需求。教育部《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》(教高〔2006〕16号)文件已对高职教育教学质量提高提出了要求。

1 教学模式要产学研相结合高等职业技术教育的专业应理解为一个职业领域和与之相适应的专业劳动,是在生产、管理、建设、服务第一线的技术应用性的专业人员的技术活动。高等职业技术教育必须注意劳动与职业的关系,注意劳动组织方式及其变化对技术人员能力的要求, 对在实际工作环境下的劳动过程知识进行研究、分析和传授。技术人员需要的不仅仅是系统的科学知识,而且还需要与实际工作过程有关的经验、技术规则和技巧即实践知识和技能。实践技能的获得,只有在职业环境下,通过各种各样的实际训练才能获得。产学研结合是建立在校企合作模式上的教学模式,“产”是生产实践,“学”是学习和教学,“研”是技术开发与推广、教育规律及教学方法研究。高等职业技术教育应是对学生进行生产实践、学科知识学习与科研结合,教师应是指导实践、教学与科研相结合。通过实践,与其他人员的合作共事,培养了学生的实践能力、创新能力和创业精神以及通力合作的团队精神、职业道德和职业能力。要实现学生与教师共同且培养过程全程参与的产学研教学模式应做到以下几个方面: (1)设立专业委员会。教师与企业的技术人员组成“计算机辅助设计与制造”专业委员会,负责制定教学计划及课程开发。 (2)在企业建立实训基地。为学生学习和实践提供真实的工作环境,不仅仅是师傅带徒弟的培训, 更为教育教学计划的贯彻执行提供物质资源基础。 (3)企业帮助学校建设实训基地。避免企业从设备、管理制度上的帮助,应建立一种企业运作与管理的文化环境。 (4)企业参与,共同办学。学校与多个企业共同办学,以至于形成教育企业集团。 (5)建立研发机构。利用学校的人力资源优势, 教师、学生、企业技术人员共同参与进行产品开发与技术应用研究。

2 培养目标要以市场需求为导向计算机辅助设计与制造专业是集机械、电子、信息和管理等学科于一体的新兴交叉学科,对人才的知识、能力、素质结构提出了新的要求。学生应具有职业岗位基本知识与能力、机械设计知识与能力、机械制造的知识与能力、CAD/CAM软件应用的知识与能力。学生要成为职业素质优良,专业技术适用, 实践能力突出,能在机械制造业领域面向机械产品设计与制造、数控加工、CAD/CAM技术应用等多个不同方向发展,能够从事机械产品的设计、数控设备的操作、数控加工工艺、编程、维护以及生产组织和管理等方面工作的高技能专业人才。

3 培养方案要体现职业能力培养过程相关性  高等职业技术教育,应使学生掌握足够的理论知识与技能,使学生具有职业岗位的技术与知识的综合运用能力,能够进行一定的管理活动和社会活动,学生的人文素质得到提高和发展。知识的学习和能力的培养过程,必须符合认知过程和教育规律。众所周知,基础理论课程体系的教学过程是从浅到深,从点到面,循序渐进的课程体系构成,专业课程体系的构建和教学计划,则是由专业工作需要的多个并列的课程构成。实践技能的培养,则需要在实际工作环境下,一步一步地从浅入深,从简到难,手脑并用的训练过程中获得,但对实践知识和实践技能的归纳、分类、分层次,我们还缺乏经验。高职教育的教学计划,应打破过去的模式,做到与职业技术岗位职业能力的培养过程相关。高职教育的课程体系,应是建立在对专业技术活动的职业能力分析之上,对其职业能力的构成及层次进行研究,最终得到分层次的职业能力模块。这些模块不是并列关系,而是从低到高的递增的能力模块,每个模块都具有承上启下的作用,上一个模块是下一个模块的基础,每个模块都需要一定的理论知识、实践知识和技能支撑。也就是说,只有通过该模块的知识学习与技能培训才能获得该模块的职业能力。教学计划的安排应是在学生受教育期间, 分阶段的完成这些模块,以获得最终的专业技术活动职业能力。图示如下:   这种高职教育递增的模块化教学体系,使教学内容也发生了较大变化。首先,教学内容应体现与实践的相关性。另外,教学内容应体现明显的递增性,而不是课程的并列关系。例如,数控机床加工技术专业,在学生进行机械加工实习时,就应对《金属切削机床》进行讲解。而在教学的中后期,进行数控加工技术专业技能培养阶段,数控加工编程操作实训时,讲解《数控机床》。笔者认为,现行的在一次教学中,讲解《金属切削机床(含数控机床)》,是不符合学生的认知规律的。

4 教学内容要体现与职业实践相关性目前,学校的主要任务是传授具有普遍意义的理论知识,与职业相关的实践知识及职业技能的培养,没有纳入教学知识体系之中去。注重学生科学的思维能力的培养,而不注重职业活动的组织方法的学习和锻炼,这种课程体系无法培养出高职人才。实施产学研结合教育,就是要发挥企业在职业教育体制中的作用,教育理念要以职业实践为重点,课程内容包括理论知识要以实践为中心展开。 9 高 葛:《计算机辅助设计与制造》课程的教学改革与深化4.1 按照职业实践某一能力的知识点和技能点,优化和整合课程内容  根据课程内容的利用程度大小、学生接受的难易程度以及某项技能对形成职业能力的作用程度, 对课程内容进行了精简、增加和优化。如机械设计的知识与能力主要通过《机械设计基础》、《机械设计课程实训》、《模具设计》(塑料模具设计、冷冲模具设计、压铸模与其他模具,任选一门)、《模具设计实训》课程来完成,《机械设计基础》课程包括:工程力学、机械原理、机械零件的内容,这样大大提高了学生的机械产品设计能力。 4.2 实践教学体系体现规范性和全面性原则实践课程应形成体系,既要科学,也要符合教育规律,应反映整个职业活动的全部内容,使学生获得知识的过程与职业实践相对应,不能是片面的和片断性的知识。“计算机辅助设计与制造”专业的实训体系分为两条线一综合:一条线是机械设计,包括机械设计基础实训、模具设计实训;一条线是机械制造,包括机加工实训、数控认证实训;一综合是 CAD/CAM软件认证实训。要求每个实训环节内容要结合生产实际,在实训的过程中要求学生进行全面的训练和提高,实训内容和实训过程不能是支离破碎,要根据工作岗位的组织过程形成体系。如我们在CAD/CAM软件认证实训时,根据认证大纲要求及职业岗位工作需要,要求学生运用CAD/ CAM软件,先设计一具有一定功能的装置或简单模具,模拟装配进行干涉检查,准确无误后,生成工程图,需要进行加工的零件,进行自动编程,再进行仿真加工,后置处理生成G代码,随后可以在数控实训基地进行加工。整个过程反映了当前职业岗位的基本要求和工作过程。

5 教学方法要以活动导向为主活动导向(任务导向)学习是由老师确定活动产品(工作任务),也可以是学生和老师共同确定,以实施因材施教。学生通过主动学习,以达到学习过程与职业活动相对应的目的,使学生在完成既定任务的过程中进行合作性学习、研究性学习,培养学生的创新能力,这是高层次的素质教育。可以促使学生的独立意识、独立决策能力及独立工作能力的形成。活动导向性学习,使学生成为学习的主体,并在多元的教育环境下,主动获取知识和技能。教师的角色也发生了变化,成为学生学习过程的指导者、计划者和组织者。活动应具备以下几个特征:①活动内容应体现一个或多个关键能力要求。②活动内容应具体化, 使学生预知最后结果。③活动过程具有较强可操作性。④活动内容的职业相关性。⑤理论知识与实践知识的有机结合。⑥所学知识的适当综合应用性。活动应包括以下几个部分:①活动总目标(可预知的最后结果)。②活动子目标。③要完成活动须具备的知识和技能。④完成学习内容、掌握技能的学习计划和方法。⑤需要获得的其他信息(与其它课程的关系)。⑥完成计划。⑦自我评价和组织评价。⑧工作总结。活动总目标就是工作任务,是指可预知的最后结果,可以是加工零件、完成实验、设计产品、编织工艺、制定管理文件、撰写论文、技术指导与实施、调研报告等。活动子目标是总目标的细化,根据活动内容,可有可无。完成任务需具备的知识和技能,使学生明确学习目的,且能够在学习过程中做到学以致用,理论联系实际。学生在教师的指导下制定学习计划和学习方法,教师根据教学内容、要求以及学生的特点,采用适当的教学方式,使学生在多元的教学环境下学习。学生在学习期间,不断的完成任务,不断的进行各种活动的过程,使学生学会了工作,学会了做事,职业素质得到了提高。

6 教学评价要以职业能力测评为主教学评价是对学生学习过程和教师教学过程的评价。对教学过程具有引导作用,教学评价应体现实践性、实用性,做到“双证书”制度的有机结合。教学评价应包括以下几个方面的内容:①以评定学生不同学习阶段的能力为主。②对学生劳动过程组织能力适当评价。③对学生的学习态度及职业道德进行评价。教学评价应对整个教学过程全程评价,评价工作由学校、企业和社会共同参与。教学评价方式应依据评价内容多样化,开卷、闭卷、笔试、口试、个人或小组进行的实践活动等都可以作为评价手段。采用何种方法,应由参与评价的组织和教师以及学生共同确定。高等职业技术教育教学改革是一项系统工程, 以校企合作为办学模式,实施产学研结合教育,教学内容体现职业实践的相关性,遵循职业教育规律,不断创新,与时俱进,在社会各界的参予与支持下,为我国的制造业技术发展培养高质量的高等职业技术人才。


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