示范专业优质核心课程的教学模式——以《现代制造技术》课程为例

《装备制造技术》２０１２年第１１期

２０１０年以来，安徽省成立了本科应用型示范高校联盟，在全国率先开展本科应用型示范校建设，我校被确立为示范建设高校，并确立了三个省级示范专业，其中就包括了机械电子工程专业。以此为抓手，进行人才培养模式和教学模式的大胆改革，突出学生应用能力的提升和创新创业意识的增强，其改革成果预期可以为安徽省乃至全国高校的类似专业起到良好的示范作用。

１人才培养方案的制定

我校新的应用型人才培养方案，经过前期充分的调研、考察和研讨已经形成定稿，机械电子工程专业的人才培养模式采取２＋１＋１的模式［１］，即两年通识教育阶段，一年专业教育阶段，１年企业实习阶段。在专业教育阶段，重点开设了四门优质核心课程，其中包括：《现代设计技术》、《现代制造技术》、《机电系统控制工程及应用》、《机械设备故障诊断与维修》，并设置了两个方向模块，即机电液一体化控制方向和数字化设计与制造方向。优质核心课程是本专业学生应掌握专业知识的凝练，也是以往几门课程的整合，其授课模式将采取教学做一体、理实结合的模式。

２课程改革

在课程改革中，我们充分意识到：人才培养方案的改革最终必须体现在课程改革的层次上，以《现代制造技术》课程为例，其内容大致涵盖了以往的《机械制造技术》、《数控技术》、《计算机辅助设计与制造》、《先进制造技术》等相关内容。所以说，其是多门课程的整合，通过该门课程的学习，学生应能掌握基本制造技术和现代制造技术的原理，并能将其应用于机电产品的制造过程。这无疑从教材、教法、实验设备等方面都提出了很高的要求，尤其为了突出学生应用能力的培养，必须要让学生动手去做，但是老师教什么？学生学什么？怎么做？这都是摆在授课老师面前的实际问题。

既然是改革，就不能再按照以往的授课模式进行，比如理论和实践要结合进行，但是我们又没有足够数量的设备，甚至有些设备根本没有，那该怎么办？有些设备价格昂贵，稍有操作不当，可能会造成贵重仪器设备的损坏，又该怎么办？比如数控加工中心，我院工程训练中心仅有一台，价格昂贵，而该设备又是《现代制造技术》重要的课程实验设备，需要让学生去动手训练，如何解决这些矛盾？为此，经过认真积极的探索，本人提出采用虚拟和现实相结合的模式开展授课，可能是最佳的解决思路。

具体来说就是：老师教给学生计算机辅助制造的基本原理和应用软件的操作步骤，并把具体案例的要求给学生提出来，学生学习软件操作，并按照案例要求，在电脑上进行产品造型、工艺分析、刀位生成和轨迹仿真、后置处理、生成Ｇ代码，并进行代码的模拟传输，即将代码传输到数控仿真软件中进行仿真操纵，所有的过程步骤将与操作实际的数控机

示范专业优质核心课程的教学模式探索

—以《现代制造技术》课程为例

张华，孟令启，陈丰

（安徽科技学院机电与车辆工程学院，安徽凤阳２３３１００）

摘要：以《现代制造技术》课程为例，探讨了示范专业优质核心课程的教学改革思路，提出了虚拟和现实相结合的教学模式，采用该教学模式开展教学，可节约实验成本，缓解设备太套数不足的压力，提高效率和操作成功率等事半功倍的效果。

关键词：优质核心课程；虚拟现实；节约成本

中图分类号：Ｇ６４２．０文献标识码：Ｂ文章编号：１６７２－５４５Ｘ（２０１２）１１－０２２１－０２

收稿日期：２０１２－０８－０３

基金项目：安徽科技学院重点教学研究项目（Ｘ２０１００９）；安徽科技学院第六批重点建设课程《现代制造技术》项目。

作者简介：张华（１９７８—），男，山东泰安人，硕士，讲师，主要研究方向：材料成型数值模拟与仿真。

221

Equipment Manufacturing Technology No.11，2012

ＴｈｅＴｅａｃｈｉｎｇＭｏｄｅｌｏｆＨｉｇｈ－ＱｕａｌｉｔｙＣｏｒｅＣｕｒｒｉｃｕｌｕｍｉｎＤｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎＳｐｅｃｉａｌｔｙｆｏｒｔｈｅ

ＥｘａｍｐｌｅｏｆＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

ＺＨＡＮＧＨｕａ，ＭＥＮＧＬｉｎｇ－ｑｉ，ＣＨＥＮＦｅｎｇ

（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｎｈｕｉＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，

ＦｅｎｇｙａｎｇＡｎｈｕｉ２３３１００，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｈｏｕｇｈｔｏｆｔｅａｃｈｉｎｇｒｅｆｏｒｍｏｆｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙｃｏｒｅｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍｉｎｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎｓｐｅｃｉａｌｔｙｉｓｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｆｏｒ

ｔｈｅｅｘａｍｐｌｅｏｆ＜ｍｏｄｅｒｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＞．Ｔｈｅｔｅａｃｈｉｎｇｍｏｄｅｌｏｆｃｏｍｂｉｎｉｎｇｖｉｒｔｕａｌａｎｄｒｅａｌｉｓｐｒｏｖｉｄｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｉｓｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｃｏｓｔｃａｎｂｅｓａｖｅｄ，ｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｌａｃｋｏｆｅｑｕｉｐｍｅｎｔｕｎｉｔｓｃａｎｂｅｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｐｒｏｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｔｈｅｓｕｃｃｅｓｓｒａｔｅｏｆｏｐｅｒａｔｉｎｇｃａｎｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙｃｏｒｅｃｕｒｒｉｃｕｌｕｍ；ｖｉｒｔｕａｌｒｅａｌｉｔｙ；ｓａｖｉｎｇｃｏｓｔ

床完全一致，等到学生模拟操作非常熟练，再转移到实际的数控机床进行操作，这就是虚拟现实。采用这一模式，可以节约实验成本，有效保护贵重实验设备，提高操作成功率。这一模式可用框图表示，如图１所示。在图１中，从几何造型一直到代码传输都是在ＣＡＤ／ＣＡＭ应用软件里面（如ＣＡＸＡ制造工程师）以人机交互的模式进行的，代码传输到数控仿真系统（如上海宇龙仿真系统）进行仿真操作，也是在电脑上以人机交互的方式进行的。这种可视化的编程与操作方式使得操作者有如身临其境，有效缩短了与实际操作的距离，同时也激发了学生的学习兴趣。

３案例分析［２］

下面以发动机连杆的数控加工为例，说明这一

模式的具体操作。

（１）根据零件图纸选用合适的方法对连杆进行几何建模。

该例在ＣＡＸＡ制造工程师中，采用实体建模方法建模，如图２所示。

（２）进行工艺分析、设置工艺参数、刀位计算、生成刀位轨迹。

该连杆大端和小端各有一个旋转面，应采取三维加工方法，选用等高线粗精加工方法，设置工艺参

数，生成刀具轨迹，如图３所示。

（３）刀位验证

采用ＣＡＸＡ制造工程师提供的刀位仿真功能进

行验证仿真，如图４所示。（４）后置处理、代码传输

将后置处理之后生成的Ｇ代码，采用ＤＮＣ方式传输到宇龙仿真系统中，进行仿真操作如图５所示。

５结束语

以《现代制造技术》课程为例，探讨了示范专业

优质核心课程的改革思路，提出了虚拟和现实相结合的教学模式，采用该模式可达到缓解设备台套数不足的问题，节约了实验成本，提高了实验效率和成功率，该模式可以推广到其他优质核心课程。

参考文献：

［１］教务处编印．应用型创新创业人才培养方案［Ｋ］．（上册）．２０１０．［２］彭志强，等．ＣＡＸＡ制造工程师２００６实用教程［Ｍ］．北京：机械工业出版社，２００７．

图１虚拟现实表示框图

零件图纸参数设置、计算刀位轨迹编

辑修改

几何造型

加工工艺分析刀位仿真、

验证有错误

无错误后置处理

生成Ｇ代码代码传输数控仿真系统

仿真操作实际操作

图３生成刀具轨迹

图２

连杆的实体造型图５数控仿真系统中进行仿真加工

图４

仿真加工222