应用型本科模具CAD/CAM教学改革探析

摘要： 根据目前模具行业的发展趋势及其对人才的需求状况，本文作者针对应用型本科院校材料成型及控制工程专业模具CAD/CAM教学中存在的一些问题，对教学内容进行重新整合，借助于网络教学，实现将理论教学与实践教学融为一体的零距离教学新模式，并建立了一套与新教学模式相适应的考核体系，调动了学生的积极性和主动性，拓宽了学生的知识面，培养了学生的实践能力和创新能力，为现代模具企业提供了合格的工程技术人才。

关键词： 应用型本科 模具CAD/CAM 零距离教学模式

模具CAD/CAM是材料成型及控制工程专业的一门主干专业课程，它具有知识密集、学科交叉、综合性强等特点。传统的模具CAD/CAM课程一直沿用轻实践、重理论的教学模式，教学内容偏重于介绍模具CAD/CAM硬件与软件系统、计算机数据处理与分析理论、计算机图形处理基础，实际的模具CAD/CAM软件应用技术及其二次开发方面的教学内容比重偏小。这与应用型人才的培养要求不相适应，无法满足现代企业对于能实际动手进行模具设计与制造的应用型人才的需求［１］。因此，改革传统的模具CAD/CAM教学体系迫在眉睫。笔者根据现代模具企业对人才的需求状况和在校大学生的认知规律及学习动机，对教学内容和考核体系进行改革，并开发网络教学作为第二课堂。目的是提高在校大学生的专业素质，为模具企业培养优秀的工程技术人才。

1.教学内容的改革

教学内容改革是模具CAD/CAM教学改革的核心，其改革的宗旨是为模具企业提供能应用模具CAD/CAM技术完成整个模具设计及加工的综合型人才。基于此，将整个教学内容改革分为三大模块进行，即模具CAD/CAM的基础知识、商品化模具CAD/CAM软件的实际应用及其二次开发。三大模块既相互独立又相互渗透，充分保证了模具CAD/CAM教学的系统性和科学性，减少了理论教学时数，增加了软件上机操作的实践环节，突出了应用型人才的培养目标。

1.1理论教学的整合

在现代模具企业中，从事模具设计的工程技术人员必须以计算机为辅助工具，完成模具设计构思和论证、模具总体设计、技术设计、零部件设计和有关零件的强度、刚度、热、电、磁的分析计算和产品图绘制等工作；从事模具加工的工程技术人员必须精通计算机辅助数控加工程序的编制，包括刀具路径、刀位文件生成、刀具轨迹仿真、NC代码生成及后处理等。为此，模具CAD/CAM课程必须打破传统的理论教学体系，建立以模具CAD/CAM为中心的理论基础体系，即该课程的基础知识为软件的应用及其二次开发而设置，从而避免空洞的、不切实际的理论教学，让学生学有所用。这样既明确了学生的学习目标，激发了学生的学习兴趣，又为实践教学环节奠定了坚实的理论基础，得到了学生的普遍赞誉。

1.2商品化模具CAD/CAM软件的应用

随着计算机技术的进步，模具加工行业得到了空前的发展，以模具CAD/CAM软件技术为核心的现代集成制造系统代替了传统设计与制造方法。例如PTC公司的Pro/E软件通过一种独特的、参数化的以及面向零件的3D实体模型设计及制造技术，彻底改变了传统的设计及制造加工理念。应用Pro/E系统的CAD功能，可以完成产品的模型设计及相应的模具设计（如图1所示）。应用系统的CAM功能提供的铣削加工、车削加工和线切割等加工方式，完成模具的加工。Pro/E模具设计与加工的一般流程为：设计生成产品三维模型；由产品模型生成凹、凸模；各组件设计；仿真加工；进行后置处理生成NC序列［２］。在指导学生学习模具CAD/CAM软件时，可适时地将模具设计及其制造工艺理论等知识融合在软件应用中，学生能快速掌握模具CAD/CAM软件的使用技巧，达到事半功倍的效果。

1.3模具CAD/CAM软件的二次开发

由图1可以看出，注塑模除了凹、凸模外，其余的零件按照其外形特征可分为板类零件、顶杆类零件、螺钉类零件、导柱导套类零件及浇口套类零件等。若将每类零件均创建各自的UDF库，那么在以后的设计中，就可以插入UDF，而不必再重新创建这些零件特征。这在一定程度上可以节省设计时间、提高设计效率［３］。

2.基于校园网的模具CAD/CAM教学平台设计

模具CAD/CAM是一门实践性很强的课程，只靠课上时间是远远不够的，为此我们在校园网上建立了该课程的网站，其结构如图2所示。由此可看出，该课程网站设置了交流、资源和任务三大模块。在交流模块里，教师可以在约定的时间向学生提出质疑，学生也可以把在学习中遇到的问题与教师、同学交流、探论；教师还可以把自己的作品到网上，供学生欣赏和交流。在资源模块中设置了授课录像、基本教学资料、理论教学资料和实践教学资料，该部分内容是对课上内容的进一步强化和补充。学生可以有针对性地随时浏览该部分内容，便于理解、巩固已学知识。在任务模块中，教师可以随时布置作业及测试等，学生可以很方便地将作业、测试题上传到网上。因此该课程网站可以看作是学生的第二课堂，是学生课外学习的拓展。在以后的课程网站建设中，我们将有计划地开展模具CAD/CAM网上教学，应用现代计算机技术、软件技术以及网络技术，进行模具设计分析、加工制造、成型模拟分析等方面的教学，充分利用网络资源，延展课堂教学内容，给学生提供一个施展才华的舞台。

3.考试方法的改革

在模具CAD/CAM的教学过程中，考试形式的多样性和灵活性可带来教学上的新活力，考试的方法与内容的选择对于学生学习的源动力有很强的促进和导向作用，因此目前的考核形式取代了原先的单一期末考试。学生成绩由几部分组成：平时上课回答问题、网上作业及网上浏览讨论次数情况占30%，上机操作占30%，综合实践及本课程的专题报告各占20%。这种考核体系贯穿了整个教学过程，从课堂到课后一起抓，意在充分调动学生的学习积极性，让学生充分利用各种资源为我所用。同时注重了理论知识与实践的综合运用，培养了学生应用已学知识去分析问题和解决问题的能力，以及对知识的梳理及综合能力，避免了考试前的突击复习，应付考试的现象。

4.结论

通过对模具CAD/CAM课程的教学改革与实践，我们构建了合理的课程体系，并运用先进的教学方法和手段较好地完成了教学内容，体现了该课程改革的特色和成果，筑建了一个在教学中学、在实践中学、在生活中学的理论性与应用性紧密结合的知识平台，实现了应用型人才的零距离培养模式，充分调动了学生的学习积极性，激发了学生的创新意识和创新潜能，培养出的学生得到了企业的充分肯定。

参考文献：

［1］黄晓燕.模具CAD/CAM精品课程的建设与实践［J］.成都电子机械高等专科学校学报，2007，（1）：31-33.

［2］余强，陆裴.Pro/E模具设计基础教程.清华大学出版社，2005.

［3］钟日铭.Pro/E参数化零件设计基础与实战精选，2006.

本课题为常州工学院重点课程建设项目