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【摘要】本文通过具体案例展示了作者如何在《MasterCAM》教学过程中实施项目教学法。
【关键词】项目教学法 MasterCAM 教学设计
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）09-0240-02
“给你55分钟，你可以造一座桥吗？”這是德国教育专家弗雷德·海因里希教授在“德国及欧美国家素质教育报告演示会”上介绍“项目教学法”的一个实例。首先由学生或教师在现实中选取一个“造一座桥”的项目，学生分组对项目进行讨论，并写出各自的计划书；接着正式实施项目——利用一种被称为“造就一代工程师伟业”的“慧鱼”模型拼装桥梁；然后演示项目结果，由学生阐述设计思想和构造机理；最后由教师对学生的作品进行评估。
《机械CAD/CAM》是职业院校数控专业的一门核心专业课程，主要培养学生应用CAD/CAM技术实现零件的自动编程能力，属于典型的技能训练类课程，适合采用项目化教学手段。基于此，我在MasterCAM软件的教学过程中均采用了项目教学法，现将一次课的教学设计展示如下：
（一）教材：
二维加工——外形铣削，是《MasterCAM》自编教材第三章第一节的内容。教材在介绍了二维图形绘制和三维实体设计的方法后，又介绍《MasterCAM》软件的精髓——后置处理功能。但单纯的学习软件操作并不能达到此目的，学生还要掌握如何进行参数的设置、选择和分析，这就要求紧密联系生产实践。
结合以上想法我设计本次课的教学目标如下：
知识目标：
a）清楚地描述二维加工的范畴及方式
b）掌握完成二维加工所需的六个步骤
c）会对后处理产生的程序进行修改并应用于实际加工中
职业通用能力目标：
1）学会学习的能力
2）交流能力
3）问题解决能力
制造业通用能力目标：
1）识图能力
2）规范意识
3）自我管理能力
4）团队合作能力
教学重点：
1）二维加工所需的六个步骤
2）参数设置
教学难点：刀具设置、机床加工参数设置
学时安排：2课时
（二）教法、学法：
①结合学校课改要求，实践采用“行动导向”的教学模式，配合多媒体教室、相关软件以及学材的应用。整个教学突出层次与板块、梯度与效率。
②以四人为一小组，提倡自主学习、合作学习、探究学习，鼓励学生利用已有的学习能力，大胆冲破心理束缚，说出自己独特的感受与见解。并通过学生自评和教师总评的环节，完善学习内容，凸显重难点以及注意事项。
（三）教学流程
（1）知识导入：
在学生完成准备工作之后，教师通过极域电子教学网为其播放一段多轴联动的数控机床高速铣削运动鞋鞋底模具的视频。据此总结数控编程的方法，即手工编程和自动编程。视频的程序由CAM软件后置处理自动生成，MasterCAM作为CAM软件的一种也有后置处理的功能，即能自动生成NC程序。从而激发学生学习MasterCAM软件后处理功能的兴趣，并引出本次课的学习内容二维加工——外形铣削。
此环节教师起分析，引导的作用，学生主要是观察视频、总结和思考。耗时5分钟。
（2）知识介绍：
首先介绍二维加工的概念以及加工方式，即外形铣削、面铣削、挖槽，钻孔【强调钻孔属于二维加工的范畴】，其次通过边讲解边演示的办法逐一介绍实现二维加工——外形铣削的六个步骤。
在MasterCAM绘图区创建一个零件二维图，并标注零件的真实尺寸。【强调绘图时应确定图形的原点坐标（F9）】
设置此零件毛坯，确定工件原点（G54等）【强调工件原点的设定原则：工件原点是工件坐标系或程序坐标系原点，如果把工件表面的中心点作为工件坐标系或程序坐标系原点，则分别设置为0、0、0。】
确定加工方式：外形铣削【外形铣削要考虑入刀点位置，即鼠标单击位置】
刀具设置：点明“建立新的刀具”较“从刀具库中选取刀具”的优势【强调刀长、刀刃长、肩部长的数据应符合刀长>肩部>刀刃的要求，否则今后的显示将会出现问题。】
设置机床加工运行参数【根据实际生产的需求设置参数】
操作管理
a）刀具路径模拟
b）实体验证
c）操作管理
d）后处理（程序需修改才能应用于实际生产加工）
此环节教师起主导作用，学生应注意及时识记强调事项。耗时25分钟。
（3）布置任务：
教师要求学生在给出的两项任务中（学材）任选一项，完成从零件的图样绘制到自动生成NC程序全过程，将所生成的程序修改后应用于数控仿真系统，验证结果。
此环节教师下达任务，学生在正确理解教师的要求下接受并选择任务，耗时4分钟。
（4）分组实施：
学生4人为一组，自由组合
角色安排：
负责人：组长
MasterCAM软件操作：1人
数控仿真软件操作：1人
信息传输员：1人
实施任务
此环节学生自由分组，商量后定选项，由组长进行角色安排，全组共同实施任务。教师在全场进行巡视，答疑，辅助。耗时25分钟。
（5）评价环节：
首先学生自评：
1）根据时间选择若干组学生进行发言，主要谈谈本组是如何合作，工艺参数如何设置，使用MasterCAM软件后处理功能的感受。
2）抽取集训队的学生谈谈实际生产与软件操作的差距。
其次教师评价：
1）总结本次课的重难点。
2）强调软件的局限性，引起学生重视。
3）指明学科之间的关联性、互通性。
4）强调团队合作的重要。
此环节教师仔细观察，提问代表性学生组合（速度最快与最慢、成功与失败）及学生个体（参加集训队训练的），并做最后总结。学生选出本组代表进行发言，认真自评并听取他人经验介绍，总结此次课的得失。耗时10分钟。
（6）布置作业：
教师要求学生课后预习新课，为下次课做准备。耗时1分钟。
（四）设计思考
对于本次课的教学设计，我主要基于以下几个方面的思考： 1）09技师数控班的学生已经具备了一定的手工编程基础，也参加了较长时间的实习训练，会操作上海宇龙的数控仿真软件。
2）数控技术与编程于MasterCAM这两门课联系紧密。
3）集训队的学生在生产实习方面占有优势，应发扬他们的优势，通过引导他们谈谈生产实践与软件应用的本质区别，即参数的设置，让同学们深刻体会到软件的局限性，明白使用MasterCAM最需注意的还是要联系生产实践，合理进行参数的设置，分析和选择。
4）行动导向教学能极大程度上调动学生学习的自主性，使每个学生都能在课堂上找准自己的位置，增强学生的自信心，同时体会到团队的力量。
实践证明，《MasterCAM》课程以项目为载体，以项目工作过程安排教学，对激发学生的学习兴趣，提高学生的专业技能，实现本课程的教学目标起到很好的推动作用，通过多元化过程性教学评价体系能客观全面反映学生的学习状态，教学效果良好。
【关键词】项目教学法 MasterCAM 教学设计
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）09-0240-02
“给你55分钟，你可以造一座桥吗？”這是德国教育专家弗雷德·海因里希教授在“德国及欧美国家素质教育报告演示会”上介绍“项目教学法”的一个实例。首先由学生或教师在现实中选取一个“造一座桥”的项目，学生分组对项目进行讨论，并写出各自的计划书；接着正式实施项目——利用一种被称为“造就一代工程师伟业”的“慧鱼”模型拼装桥梁；然后演示项目结果，由学生阐述设计思想和构造机理；最后由教师对学生的作品进行评估。
《机械CAD/CAM》是职业院校数控专业的一门核心专业课程，主要培养学生应用CAD/CAM技术实现零件的自动编程能力，属于典型的技能训练类课程，适合采用项目化教学手段。基于此，我在MasterCAM软件的教学过程中均采用了项目教学法，现将一次课的教学设计展示如下：
（一）教材：
二维加工——外形铣削，是《MasterCAM》自编教材第三章第一节的内容。教材在介绍了二维图形绘制和三维实体设计的方法后，又介绍《MasterCAM》软件的精髓——后置处理功能。但单纯的学习软件操作并不能达到此目的，学生还要掌握如何进行参数的设置、选择和分析，这就要求紧密联系生产实践。
结合以上想法我设计本次课的教学目标如下：
知识目标：
a）清楚地描述二维加工的范畴及方式
b）掌握完成二维加工所需的六个步骤
c）会对后处理产生的程序进行修改并应用于实际加工中
职业通用能力目标：
1）学会学习的能力
2）交流能力
3）问题解决能力
制造业通用能力目标：
1）识图能力
2）规范意识
3）自我管理能力
4）团队合作能力
教学重点：
1）二维加工所需的六个步骤
2）参数设置
教学难点：刀具设置、机床加工参数设置
学时安排：2课时
（二）教法、学法：
①结合学校课改要求，实践采用“行动导向”的教学模式，配合多媒体教室、相关软件以及学材的应用。整个教学突出层次与板块、梯度与效率。
②以四人为一小组，提倡自主学习、合作学习、探究学习，鼓励学生利用已有的学习能力，大胆冲破心理束缚，说出自己独特的感受与见解。并通过学生自评和教师总评的环节，完善学习内容，凸显重难点以及注意事项。
（三）教学流程
（1）知识导入：
在学生完成准备工作之后，教师通过极域电子教学网为其播放一段多轴联动的数控机床高速铣削运动鞋鞋底模具的视频。据此总结数控编程的方法，即手工编程和自动编程。视频的程序由CAM软件后置处理自动生成，MasterCAM作为CAM软件的一种也有后置处理的功能，即能自动生成NC程序。从而激发学生学习MasterCAM软件后处理功能的兴趣，并引出本次课的学习内容二维加工——外形铣削。
此环节教师起分析，引导的作用，学生主要是观察视频、总结和思考。耗时5分钟。
（2）知识介绍：
首先介绍二维加工的概念以及加工方式，即外形铣削、面铣削、挖槽，钻孔【强调钻孔属于二维加工的范畴】，其次通过边讲解边演示的办法逐一介绍实现二维加工——外形铣削的六个步骤。
在MasterCAM绘图区创建一个零件二维图，并标注零件的真实尺寸。【强调绘图时应确定图形的原点坐标（F9）】
设置此零件毛坯，确定工件原点（G54等）【强调工件原点的设定原则：工件原点是工件坐标系或程序坐标系原点，如果把工件表面的中心点作为工件坐标系或程序坐标系原点，则分别设置为0、0、0。】
确定加工方式：外形铣削【外形铣削要考虑入刀点位置，即鼠标单击位置】
刀具设置：点明“建立新的刀具”较“从刀具库中选取刀具”的优势【强调刀长、刀刃长、肩部长的数据应符合刀长>肩部>刀刃的要求，否则今后的显示将会出现问题。】
设置机床加工运行参数【根据实际生产的需求设置参数】
操作管理
a）刀具路径模拟
b）实体验证
c）操作管理
d）后处理（程序需修改才能应用于实际生产加工）
此环节教师起主导作用，学生应注意及时识记强调事项。耗时25分钟。
（3）布置任务：
教师要求学生在给出的两项任务中（学材）任选一项，完成从零件的图样绘制到自动生成NC程序全过程，将所生成的程序修改后应用于数控仿真系统，验证结果。
此环节教师下达任务，学生在正确理解教师的要求下接受并选择任务，耗时4分钟。
（4）分组实施：
学生4人为一组，自由组合
角色安排：
负责人：组长
MasterCAM软件操作：1人
数控仿真软件操作：1人
信息传输员：1人
实施任务
此环节学生自由分组，商量后定选项，由组长进行角色安排，全组共同实施任务。教师在全场进行巡视，答疑，辅助。耗时25分钟。
（5）评价环节：
首先学生自评：
1）根据时间选择若干组学生进行发言，主要谈谈本组是如何合作，工艺参数如何设置，使用MasterCAM软件后处理功能的感受。
2）抽取集训队的学生谈谈实际生产与软件操作的差距。
其次教师评价：
1）总结本次课的重难点。
2）强调软件的局限性，引起学生重视。
3）指明学科之间的关联性、互通性。
4）强调团队合作的重要。
此环节教师仔细观察，提问代表性学生组合（速度最快与最慢、成功与失败）及学生个体（参加集训队训练的），并做最后总结。学生选出本组代表进行发言，认真自评并听取他人经验介绍，总结此次课的得失。耗时10分钟。
（6）布置作业：
教师要求学生课后预习新课，为下次课做准备。耗时1分钟。
（四）设计思考
对于本次课的教学设计，我主要基于以下几个方面的思考： 1）09技师数控班的学生已经具备了一定的手工编程基础，也参加了较长时间的实习训练，会操作上海宇龙的数控仿真软件。
2）数控技术与编程于MasterCAM这两门课联系紧密。
3）集训队的学生在生产实习方面占有优势，应发扬他们的优势，通过引导他们谈谈生产实践与软件应用的本质区别，即参数的设置，让同学们深刻体会到软件的局限性，明白使用MasterCAM最需注意的还是要联系生产实践，合理进行参数的设置，分析和选择。
4）行动导向教学能极大程度上调动学生学习的自主性，使每个学生都能在课堂上找准自己的位置，增强学生的自信心，同时体会到团队的力量。
实践证明，《MasterCAM》课程以项目为载体，以项目工作过程安排教学，对激发学生的学习兴趣，提高学生的专业技能，实现本课程的教学目标起到很好的推动作用，通过多元化过程性教学评价体系能客观全面反映学生的学习状态，教学效果良好。