模具CAD/CAM
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服务定位

本课程自2007年成为广东省精品课程以来,一直坚持以市场需求为导向、以职业技能培养为核心、以校企共建为保障,融合职业资格标准,不断完善、优化课程的资源建设,实现了学校、企业、行业、社会的有效共享。
一、课程性质与作用
本课程是计算机辅助设计与制造专业的核心技能课程。该专业是中央财政支持建设专业、广东省示范专业。
1、专业人才培养目标:
计算机辅助设计与制造专业培养德、智、体、美全面发展,具有良好综合素质,掌握计算机辅助设计(CAD)和制造(CAM)技术的基本理论和专业技能,从事产品造型、模具设计、数控程序编制、数控加工和技术管理的高端技能型专门人才。专业的就业岗位定位主要为模具企业四个岗位:产品造型员、模具设计员、数控自动编程员、数控机床操作员。
2、专业相关职业岗位(群)的任职要求与对应课程(模块)

岗位(群)

岗位主要技能要求

对应课程(模块)

产品造型员

会计算机基本操作

计算机应用基础

识图纸、懂工程图标准

机械制图与CAD

能使用CAD软件建模、装配、出工程图

模具CAD/CAM软件应用

模具设计员

熟悉模具结构,正确设计典型模具

模具设计

懂加工装配精度

公差配合与技术测量

能了解材料特性,正确选择模具材料

工程材料

使用CAD/CAM软件进行模具设计

模具CAD/CAM软件应用

数控自动编程员

正确编制加工工艺

机制工艺及数控加工工艺

能手工进行数控编程

模具数控加工编程

使用CAD/CAM软件进行自动编程

模具CAD/CAM软件应用

数控机床操作员

熟悉机床结构及加工特性

金属切削机床与数控机床

正确编制加工工艺

机制工艺及数控加工工艺

熟练操作数控机床

数控机床操作实训


专业课程体系


二、课程设计的理念与思路
本课程主要目标是培养学生熟练应用UG软件进行产品造型设计、模具设计和数控自动编程的能力。特别强调UG软件的实际操作能力,力争与就业岗位能力的无缝联接。在课程设计实施过程中遵循了下列原则:
技能核心、知识为辅;
讲练结合、以练为主;
工学合作、校企互补;
课内课外,内外交互。
教学工厂、顶岗实习。
1、讲、练、训有机融合的一体化教学,以岗位职业技能培养为主线。
(1)根据岗位工作过程安排课程内容顺序和项目实例,强调工作过程导向。
(2)知识服务于技能、服务于能力、服务于可持续发展。知识和软件菜单的讲解通过项目实例穿插进行。
(3)打破理论、实践、实训的界限,课堂在实训室和生产车间,整个课程用项目穿插训练,采取讲、练、训有机融合的一体化教学模式。
2、与企业合作共同进行课程设计和教学。
(1)企业参与:课程的设立、内容模块选取。
(2)在企业进行岗位工作过程实习、企业工程师讲解。
(3)校企合作自编讲义: 《模具CAD/CAM软件应用》。
(4)真实的实训项目:大量使用企业实际产品项目进行教学,并将教师承接的企业委托项目用于学生的生产实训。
3、实施基于工学交融,“学、导、训、产、研”一体化的教学组织形式
依托“6真( “真环境”、“真岗位”、“真任务”、“真要求”、“真员工”以及“真产品”)”,机电工程学院组建了“教学工厂”,按照企业运作模式,学生实行“岗位制”。根据每个岗位下达任务,学生首先自主探究习、研读、相互讨论岗位任务书和岗位任务实施指南,明晰任务要求、制定任务实施步骤、学习任务涉及知识和技能点;学习中遇到问题,指导教师进行辅,启发、诱导学生分析出现问题的原因和解决问题的方法,让学生自己找到答案。问题迎刃而解后,为了能够更好掌握岗位专业技能,工作任务需反复练,达到熟练的程度。随着岗位职业综合能力的提高学生能够参与企业产品的生同时参与企业或教师项目产品发。
通过“学、导、训、产、研”一体化教学组织,提高学生自主探究学习能力,分析问题解决问题能力,职业岗位技能。
三、教学内容的针对性与适用性
广东省是我国制造业信息化的示范省。大量香港和台湾的制造业在广东特别是深圳周边地区设厂,从而带动了深圳机电行业特别是模具制造业突飞猛进发展。深圳已成为全国最大的模具生产基地之一,如深圳宝安、龙岗、龙华及东莞等地区机械模具、塑胶等行业有近2000家;同时与本专业密切相关的电器机械、电工器材制造业、计算机、仪器仪表、计量器等制造业也有近1000家。这些企业随着深港两地经济合作的加强,正沿着高标准、大规模方向发展。许多大企业越来越普遍使用高精度的数控机床,并普遍使用CAD/CAM技术。

计算机辅助设计与制造专业岗位定位主要为模具企业四个岗位:产品造型员、模具设计员、数控自动编程员、数控机床操作员。本课程依据其核心技能的培养需要而设立。
经过大量企业调研和论证,深圳及周边企业大部分要求本专业学生能熟练掌握一门CAD/CAM软件,保证学深学透,避免学习多个软件、每个软件都不精通的问题。而CAD/CAM软件有许多种,高职学生应掌握中高档软件,中高档软件最常用的是UG和PRO/E。经过专业教学指导委员会反复讨论,确定本课程主要围绕UG软件进行。理由是:(1)UG软件是目前企业常用的、功能最强大的CAD/CAM软件之一;(2)UG软件包含造型设计、模具设计和数控编程三个模块,这就确保了熟练掌握UG软件的应用可以满足产品造型员、模具设计员、数控自动编程员和数控机床操作员四个岗位的核心技能要求,针对性强。
根据岗位工作的分工和工作过程安排课程内容顺序和项目实例,为避免学生只“会”不“熟”的现象,在每个模块之后马上安排1-2周技能强化训练,并且加大整个课程时数至270学时,确保熟练掌握核心技能。
四、教学内容的组织与安排
我们根据岗位的真实工作任务及其工作过程整合、序化教学内容,和理安排工作任务坚持理论与实践一体化。
1、本课程相关的岗位工作过程及任务关系

2、课程总体内容模块设计
根据上图的岗位工作的分工、工作过程顺序及工作任务关系,确定本课程的教学内容模块及顺序如下表。

顺序

课程内容模块

时数

目的

实施载体

师生地位

场地

1

岗位工作过程实习

12

了解真实的企业环境、岗位分工、岗位工作流程

企业现场实习

企业工程师主讲

企业

2

造型设计

84

讲练UG软件造型技能

项目穿插

边讲边练

实训室

3

造型设计技能强化

52

技能强化

企业实际项目

学生主体

实训室

4

模具设计

36

讲练UG软件模具设计技能

项目穿插

边讲边练

实训室

5

模具设计技能强化

26

技能强化

企业实际项目

学生主体

实训室

6

数控编程

34

讲练UG软件数控自动编程技能

项目穿插

边讲边练

实训室

7

数控编程技能强化

26

技能强化

企业实际项目

学生主体

实训室

3、设计特点
(1)以真实工作任务及其工作过程为依据教学内容整合、序化。
(2)讲、练、训有机融合的一体化教学模式,实现了教、学、做结合。
课程的设计打破了理论、实践、实训的界限,采取讲、练、训有机融合的一体化教学模式。整个课程用项目穿插讲解、训练。全部课程在CAD/CAM实训室或企业车间进行。大量使用企业实际产品项目进行教学,企业工程师参与讲义编写和授课。
(3)强调技能不只要“会”更要“熟”的理念
在每个模块之后马上安排1-2周技能强化训练,将教师承接的企业委托项目用于学生的生产实训。并且加大整个课程时数至270学时,确保学生熟练掌握岗位核心技能,避免了只“会”不“熟”的现象。
4、课程的重点、难点及解决方法
(1)课程重点
本课程的重点就是使学生能够熟练使用UG软件平台,进行产品造型、模具结构设计、模具零件自动编程,强调模具设计与加工岗位整体工作流程与技巧。
(2)课程难点及解决方法
本课程的难点是涉及如何把理论知识与实际操作内容进行有机整合,选取和开发适合学生训练的生产实际项目,而且项目要有合适的难度,每个子项目均是独立的课题,组合起来又是一个系统的集成,项目应具有很强的实用性和针对性,能涉及对模具设计与制造的全面理解掌握,以及模具CAD/CAM软件的综合应用。

序号

课程难点

解决方法

1

整体工作过程,岗位的无缝连接,整体概念

以岗位实际工作过程为主线,到企业中挖掘教学案例,实施项目一体化教学。

2

学深学熟

根据心理学的遗忘曲线,适当重复应用,多学多练;项目一体化教学,系统训练。

3

主动学习

以赛促学,强化竞争意识,调动学习积极性;项目驱动教学,激发学习兴趣。

五、教学模式的设计与创新
1、讲、练、训一体化的教学模式:
根据学生特点,打破传统的学科知识体系,以岗位工作过程为导向组织教学。课堂搬到CAD/CAM实训室进行,每人一台电脑。不再围绕菜单讲解,而是将技能项目训练贯穿始终,项目任务驱动,穿插讲解涉及到的相关命令和技能,边讲边练,以练为主。在每个岗位技能模块之后马上安排1-2周技能强化训练,避免了学生只“会”不“熟”的现象。将教师承接的企业委托项目用于学生的生产实训,从而实现了讲、练、训的一体化。
2、工学结合、行动导向:
重视岗位真实环境的训练,例如学生入学的认识实习改为实训,主要内容是拆装模具(其中含有以后项目驱动式一体化教学中要用到的项目实例),目的是让学生对模具结构和项目实例有一个形象化的概念;本课程教学的第一天就安排学生到模具企业车间进行岗位工作过程实习;课程教学中采用的项目实例主要来自于模具企业真实产品,同时将教师承接的企业委托项目用于学生的生产实训;授课用的软件、计算机、加工中心都是企业级的。
3、以赛促学,充分调动学生学习的积极性,实现分层次培养:除了采用常规的教学模式以外,还探索了以赛促学的新思路。
(1)强调过程性考核,课堂上培养竞争意识:我们调查发现,高职学生普遍学习热情不高,主要是学习目标不明确,学习方法也不对。为了培养学生的竞争意识,我们采取了以比赛促学习的模式。首先,改革考核方法,加大过程性考核所占比重,如将《模具CAD/CAM软件应用》课程平时成绩由原来的占30%调整为50%,每次课对项目练习完成出色的前8名同学加分,对不认真练习或完成质量不高的后3名同学减分,这样在课堂上调动了大家学习积极性,学习秩序有了很大的提高。
(2)组织高级别数控技能大赛的赛前训练,促进学生主动学习:我们积极组织学生参加全国和广东省数控大赛,每次参赛前都发动学生尽量报名参加集训,由于学生参赛目标明确,训练中积极性很高。比如,2009年“全国三维数字化创新设计大赛”集训中,07级40名学生,有35名参加了集训,训练面非常大。整个集训和竞赛历时58天,过程艰辛而枯燥,但同学们所表现出的热情和勤奋是我们所有教师在其它课程学习中无法看到的。同学们通过参加竞赛,明确自己的奋斗目标,把以往的被动学习自发转化为积极主动投入。在这之后的每年竞赛集训中,这种方式都得到了普遍认同,也对学生日常教学起到了积极促进作用。“以赛促学”,成为我们教学模式的新思路。

4、实施技能尖子培养工程,因材施教:我们将“吃不饱”的学生吸收到数控技能兴趣小组中,安排专职教师辅导,每天晚上训练2小时,使这类学生技能水平有了质的飞跃,在各类大赛中频频获奖。
5、基于教学工厂的工学交融人才培养模式:将校内实训室整合提升成校内“教学工厂”,按照实际工厂进行岗位设置和管理。用真实的项目体系取代课程体系,项目主要来源于教师承接的科研项目(研究或加工)采取项目体系引导教学活动,学生在真实企业环境中,学会分析与解决生产及企业中的实际问题,从而提高学生对企业的适应能力。学生参与项目的研究(研制)过程,自主探究式学习相关知识技能,教师主要组织和引导。创建基于企业工作过程的学生职业能力综合评价体系,率先在高职院校推行全方位绩效考核。由于“教学工厂”是按照企业架构与运作模式建立的能够完成真实产品生产的企业,以“教学工厂”为平台的校内实训基地具有“6真”特性,实现在企业顶岗实习。《模具CAD/CAM软件应用》课程教学内容按照教学工厂的要求进行安排组织,学生掌握岗位技能知识,实现顶岗-就业的“零距离”式地圆满过渡。

(1)“教学工厂”建立“真环境”
“教学工厂”按企业标准组织架构,配备企业级生产设备,引入企业能工巧匠,生产企业真实产品与教师研发项目产品,实施企业化运作管理,建立了具有真实职业氛围的教学与生产环境。
(2)“教学工厂”设立“真岗位”
依据企业岗位划分,“教学工厂”设置五个职业岗位,分别为产品造型设计、模具结构设计、数控加工工艺设计与编程、数控加工与模具装配、生产管理及辅助。学生分组轮岗训练(如图所示),从事产品设计、生产、品质检测、经营管理、市场营销等工作,在不同的岗位上“边学习,边训练,边工作,边提高”。本课程侧重练习学生在产品造型员、模具设计员、数控自动编程员、数控机床操作员的技能。

(3)“教学工厂”完成“真任务”
通过校企合作平台,承接企业真实生产项目;鼓励教师积极参与企业技术攻关与应用技术型科学研究;激励学生勇于创新、大胆创业,借此将企业任务、科研项目、创业项目融入教学内容,并依照实际工作过程,实施“学、导、训、产、研”一体化教学,其内容不仅会符合人才培养目标,还会根据企业实际要求予以拓展,并融入规范的职业资格标准。
(4)“教学工厂”实施“真要求”
教学实施过程中,严格按照企业运作流程实行“岗位制”,执行企业ISO 9000质量管理体系标准;推行“任务驱动、分组分层,自主探究学习”的教学模式,对任务分层、对学生分组,强调自主探究式学习;教学过程中逐渐渗透学生综合素质、创新创业能力培养;任务按质量、效率、态度、团结协作等因素进行成绩评定。
(5)“教学工厂”锻炼“真员工”
“教学工厂”履行教学与经营两大任务,一边引进企业能工巧匠,一边充分发挥专业教师的优势,实现“一师双岗”、“一岗双师”。工厂每个职能部门均由教师、企业人员、学生组成的团队执掌,按照企业标准开展生产任务,按照学校标准开展教学任务。一方面,借企业生产平台提升师生的专业技能应用水平与企业熟知度,另一方面,借教学平台加强企业人员专业理论基础、训练学生专业技能与知识。
(6)“教学工厂”生产“真产品”
学生经过岗位任务训练之后,达到各岗位的职业能力的要求,可以通过企业真实产品设计和加工的体验,使学生真正达到一个合格操作员的水平,实现和企业用人的无缝对接。



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