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摘要：CAD/CAM是高职工科院校学生学习的重要内容，根据我国高等职业教育发展的特点，从机械设计与制造专业的高技能人才培养目标出发，打破老、旧教学模式与教学手段，积极探索基于“工学结合”的《Pro/Engineer》课程改革，构建“基于工作过程导向” 和“核心技能实训环境一体化”的新模式。全面培养高素质技能型人才。
关键词：理实一体化；项目教学法；综合职业能力
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-11-0-02
高职机械类专业毕业生有许多从事机械加工与机械设计以及产品开发等相关工作，如数控设备的操作、三维建模、产品优化设计以及相关的工艺工作，这需要熟练掌握计算机辅助设计与制造的三维建模设计知识。PRO/ENGINEER软件集CAD/CAM/CAE于一体，已经成为机械、材料、工业设计等领域内最为广泛三维CAD设计工具之一。一方面，培养学生三维软件的操作、零件造型设计、产品装配、工程图制作、空间形象思维的能力。另一方面，通过学习本软件，学生建立CAD/CAM的先进设计理念，培养可持续发展能力，为以后在实际工作中掌握其它相关软件奠定良好的基础。
一、课程设计的理念与思路
（一）本课程设计的理念
本课程以学生活动为中心设计，工作过程系统化、项目化的学习课程。设计理念上强调以工作过程为参照，按照工作过程对课程内容进行调整。将理论知识学习与实践技能训练整合，专业能力培养与职业素质整合，工作过程与学生认知心理整合、通过科学的教学设计，将学习内容细化为具体的学习项目，任务驱动。课堂教学将综合能力分解成若干项小的基本能力，建立零部件设计的整体概念，从而掌握设计方法和基本工艺要求，提高计算机辅助设计的应用能力。《Pro/ENGINEER》作为机械设计与制造技术专业的主干核心技术课程，构建理实一体化的设计理念，实现教学内容理实一体化、教学环境理实一体化、课程考核理实一体化。
（二）课程设计的总体思路
按照机械类人才的成长规律，教学过程以学生为主体，以能力目标的实现为核心。培养学生具备专业能力、方法能力和社会能力。我们将教学过程分解为理论教学、实训、机械产品设计三大部分。各个环节有机衔接。教学过程依次展开，课堂理论教学、上机实际操作、方案设计讨论、企业项目设计、评价都全部贯穿于整个教学活动之中。同时，根据教学内容，选择灵活的教学方法，项目驱动、案例教学、现场教学等。深入企业技术中心，了解他们对三维软件的使用情况和利用率，并及时跟踪其产品设计开发发展最新动态，把企业常用的设计方法及设计理念贯穿其中，让学生能及时了解设计人员的制作的过程，迅速溶入到设计人员的思路与想法中。使学生在校内就能够掌握相关技能。并有组织、有计划的带领学生参与企业的生产活动，让学生在真实的工作情境中将所学的专业知识解决综合性的工程问题，从真正意义上实现了理论与实践的相互交融。
实施途径：
1、组建以行业专家，优秀教师为主的教学团队，建立稳定的实训基地。
2、项目教学法，以企业生产的机器零部件为实例，充分发挥学生的主观能动性和创造性。
3、培养学生参数化设计的基本理念，熟练掌握软件各模块的使用与操作。
4、在课堂教学中利用多媒体形象生动的特点进行教学，以便学生直观地学习教师的操作方法，学生对课程内容形成直观、形象的认识。
5、加强教学过程中教师和学生的互动性，使得学生能够从完全被动地接受知识变为参与教学活动，能主动地接受知识。
6、理论课与上机操作交替进行，使学生能及时掌握每个功能模块的操作方法及技巧。
7、布置一定数量的课后练习，培养学生的独立思考、独立操作能力。
8、制作较为完善的电子课件并上传到校园网，学生以此进行自主学习，提高学生的自学能力和学习兴趣。
9、安排相应的实训课程，结合企业岗位实际技能要求，强化学生的操作技能。整个实践课程分为：学生上机操作练习、一周的产品综合设计，强化学生应用该软件进行零件和产品设计的能力。
10、构建科学的评价体系，全面、客观、科学、合理地评价学生的综合素质，充分调动学生的学习积极性。
二、教学内容的组织与安排
教学内容的组织与安排是教学成功的关键，《Pro/Engineer》是一门实践性很强的课程，从一开始就注重理论教学和实训教学相结合，为了更好的体现课程的职业性、实践性特点，充分考虑企业的工程实际，与行业进行广泛深度的合作，邀请企业专家到校直接参与课程标准、授课方案和教学内容的制定。并提出各种与工程实践相关的技能要求。在具体的教学中，特别强调养成良好、合理、有效的建模习惯，针对高职学生的特点，我们将该课程教学的重点要放在其应用上，教学团队首先让师生双方都明确课程目标，由企业专家确定源于企业的典型教学案例，精选的实例以项目实训的形式来编写，既有重复性的技能操作，又有综合性、设计性课题、探索性题目，还有来自企业一线的具体课题。围绕核心知识技能点，以任务引领，通过“核心技能实训一体化”的训练模式，将知识点进行反复的运用，通过工程项目的综合演练，让学生牢固掌握教学内容，并能够真正运用于实际。使教学环节和教学内容最大限度的与实际产品设计相结合。将不同项目的案例分阶段、分难度的通过课程教学进行讲解和实践。教学内容打破“章、节”的束缚，将知识点进行深度剖析，重新解构，最终融入到各个工作项目。通过广泛的市场调研，结合本地和较发达地区的机械行业生产的机械产品。教学中按知识点把教学内容划分多个学习项目，在每个项目中都配以实际案例，且能涵盖课程知识点。项目由易到难，由浅到深、由简单到复杂。教师先对每个要完成的项目的构成原理和用途、加工要求进行整体分析，按结构将其划分为若干个关键造型步骤，再结合相关的知识点，然后针对每个具体的操作步骤进行详细介绍。教师辅助和引导学生实施和完成项目，学生自主完成每一个项目，自主设计产品。随着案例的逐步深入，学生不仅是对已有知识、技能的应用，学到了设计方法，也在不知不觉中完成了具体的设计任务，提升了学生的三维CAD应用能力。项目结束时，师生共同评价项目工作成果以及工作和学习方法，进一步提高了学生解决实际问题的能力，逐渐形成专业的核心技能，增强学生对专业的自信。
三、强化实训环节，突出实践技能的培养
为了突出实践技能的培养，注重实训的效果。通过安排足够的实训时间，训练学生的操作技能。为此，我们精心设计了学生基本技能实训、专项技能实训及课程综合应用能力实训环节，形成了一套较为完整的实践教学体系，并使其贯穿于整个教学过程的始终。能力训练的过程循序渐进。通过实际机械产品的设计与制作，把企业常用的设计方法及设计理念贯穿其中。在实训过程中，教师扮演的角色不应是设计方案的设计者和实训的参与者，更应该是实训的指导者、评判者。所以教师的指导方法多采用问题引导式，经典案例的分析与讨论、讨论式、分组合作式等教学法。对于设计任务，学生们会有不同的思路、方法和设计结果。因此我们选择适当内容，采取讨论式教学，集思广益、畅所欲言。针对每一个项目首先组织学生分析工艺方案、研讨实施方案，然后独立完成设计。学生发现问题并对比不同的建模思路、方法对产品设计结果的影响，达到举一反三的功效，从不同层面来理解所学项目的设计意图和设计精神，更好地消化吸收所学知识点，激发学生的求知欲，使学生真正成为教学的主体。培养学生的学习主动性和创新热情。除了平时的实训，该课程结束前，我们特别设计了一周的综合技能实训。给合《机械零部件的识图与测绘》、《公差配合与测量》、《机械设计》等相关课程，训练学生应用该软件进行夹具、模具等机械产品的创新设计。改变了传统的设计方法。学生进行复杂机械类零部件的设计、装配、分析，工程实践能力大为提高。同时对三维CAD技术的应用有了更加充分的认识。
四、构建科学合理的评价体系，充分调动学习积极性
教学评价是教学的一个重要环节，贯彻能力本位的考核理念，建立相对合理的考评体系。考核内容分两个层次，第一层考核分为两部分，由知识与素质两个评价方向；第二层考核分由技能和素质两个评价方向。尽量做到全面、客观、科学、合理地评价学生的综合素质，充分调动学生的学习积极性。评价的方法有学生自评、学生互评、教师评价、行业专家评价。形成了以平时的上课记录、平时的实训、上课时回答问题的情况，主要评价学生的学习态度、参与性、合作性；作业评价，主要评价学生完成作业的能力；期中测验、期末闭卷考试；综合考查学生掌握知识的能力；综合实训主要评价学生的创新能力与人合作的能力的体系。这种考核体系是在学生的整个学习过程中，不断进行的、动态的、综合评价。通过建立完善考核的评价体系。学生都能处在激励机制中，这样既注重学生基本知识和基础理论和基本操作方法的掌握，又注重学生潜能的发展，同时还锻炼了学生之间团结协作能力。
五、加强与专业课程的横、纵向联系，提升学生的综合技能
Pro/Engineer包含的内容十分广泛，学科跨度大，因此在教学中特别注重Pro/Engineer技术渗透在相关课程的教学中，把学生以前所学到的专业知识与软件应用进行有机的整合和提升，达到融会贯通的目的，通过本课程的学习，可以使学生对先修的机械设计基础、机械制图、技术测量、AutoCAD、机械工程材料等课程基础理论知识的理解更加透彻,并在该课程中得以应用，使其真正成为产品设计强有力的工具，也为学习后续课程机械制造技术、现代制造技术、CAD二次开发等奠定基础，鼓励学生在课程设计、毕业设计使用Pro/E软件进行产品设计。例如在进行齿轮造型的时候，严格按照齿轮在实际生产中的设计原则，材料的选择，工艺要求，采用的加工方法完成建模，轴套类零件按照车削工艺建模；在学习孔特征时，结合学生的钳工实训，分析各种孔的加工工艺，加工设备，强化钳工知识。在建模过程中，有意识强化零件图和装配图的表达方法、尺寸标注以及公差与配合、表面粗糙度等基本知识。学生通过大量零件的三维建模，对各种零件的结构特点有全面的了解，强化了空间想象能力和形象思维能力。学生的识图能力，工程制图能力有显著的提高；学生编制的加工工艺更符合生产企业的要求。通过一个工作项目的完成，学生就会了解机械产品的实际设计、制造及装配的整个过程。学生逐步养成严谨的工作态度、获得熟练的操作技能、大胆的创新思路，有助于学生形成自己的核心能力。
六、小结
我们在教学中，通过一系列的教学探索与改革，建立了 “工学结合”、“基于工作过程为导向” 和“核心技能实训环境一体化”的教学新模式，特色鲜明。将“项目教学法”引入到课程的教学，将该课程和其它课程有机的融为一体。采用现代教育理念、方法和手段。注重培养学生的三维CAD的创新能力,进一步提高了学生解决实际生产问题的能力，有利于学生综合职业能力的培养。
参考文献：
[1]刘林涛．“任务驱动”教学模式的研究与实践[J].现代教育科学,2004,(6).
[2]贺平.项目教学法的实践探索[J].中国职业技术教育,2006,(22).
[3]唐强奎.浅谈任务驱动教学法、行为引导教学法、项目课程开发与活动课程开发[J].
关键词：理实一体化；项目教学法；综合职业能力
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-0118（2011）-11-0-02
高职机械类专业毕业生有许多从事机械加工与机械设计以及产品开发等相关工作，如数控设备的操作、三维建模、产品优化设计以及相关的工艺工作，这需要熟练掌握计算机辅助设计与制造的三维建模设计知识。PRO/ENGINEER软件集CAD/CAM/CAE于一体，已经成为机械、材料、工业设计等领域内最为广泛三维CAD设计工具之一。一方面，培养学生三维软件的操作、零件造型设计、产品装配、工程图制作、空间形象思维的能力。另一方面，通过学习本软件，学生建立CAD/CAM的先进设计理念，培养可持续发展能力，为以后在实际工作中掌握其它相关软件奠定良好的基础。
一、课程设计的理念与思路
（一）本课程设计的理念
本课程以学生活动为中心设计，工作过程系统化、项目化的学习课程。设计理念上强调以工作过程为参照，按照工作过程对课程内容进行调整。将理论知识学习与实践技能训练整合，专业能力培养与职业素质整合，工作过程与学生认知心理整合、通过科学的教学设计，将学习内容细化为具体的学习项目，任务驱动。课堂教学将综合能力分解成若干项小的基本能力，建立零部件设计的整体概念，从而掌握设计方法和基本工艺要求，提高计算机辅助设计的应用能力。《Pro/ENGINEER》作为机械设计与制造技术专业的主干核心技术课程，构建理实一体化的设计理念，实现教学内容理实一体化、教学环境理实一体化、课程考核理实一体化。
（二）课程设计的总体思路
按照机械类人才的成长规律，教学过程以学生为主体，以能力目标的实现为核心。培养学生具备专业能力、方法能力和社会能力。我们将教学过程分解为理论教学、实训、机械产品设计三大部分。各个环节有机衔接。教学过程依次展开，课堂理论教学、上机实际操作、方案设计讨论、企业项目设计、评价都全部贯穿于整个教学活动之中。同时，根据教学内容，选择灵活的教学方法，项目驱动、案例教学、现场教学等。深入企业技术中心，了解他们对三维软件的使用情况和利用率，并及时跟踪其产品设计开发发展最新动态，把企业常用的设计方法及设计理念贯穿其中，让学生能及时了解设计人员的制作的过程，迅速溶入到设计人员的思路与想法中。使学生在校内就能够掌握相关技能。并有组织、有计划的带领学生参与企业的生产活动，让学生在真实的工作情境中将所学的专业知识解决综合性的工程问题，从真正意义上实现了理论与实践的相互交融。
实施途径：
1、组建以行业专家，优秀教师为主的教学团队，建立稳定的实训基地。
2、项目教学法，以企业生产的机器零部件为实例，充分发挥学生的主观能动性和创造性。
3、培养学生参数化设计的基本理念，熟练掌握软件各模块的使用与操作。
4、在课堂教学中利用多媒体形象生动的特点进行教学，以便学生直观地学习教师的操作方法，学生对课程内容形成直观、形象的认识。
5、加强教学过程中教师和学生的互动性，使得学生能够从完全被动地接受知识变为参与教学活动，能主动地接受知识。
6、理论课与上机操作交替进行，使学生能及时掌握每个功能模块的操作方法及技巧。
7、布置一定数量的课后练习，培养学生的独立思考、独立操作能力。
8、制作较为完善的电子课件并上传到校园网，学生以此进行自主学习，提高学生的自学能力和学习兴趣。
9、安排相应的实训课程，结合企业岗位实际技能要求，强化学生的操作技能。整个实践课程分为：学生上机操作练习、一周的产品综合设计，强化学生应用该软件进行零件和产品设计的能力。
10、构建科学的评价体系，全面、客观、科学、合理地评价学生的综合素质，充分调动学生的学习积极性。
二、教学内容的组织与安排
教学内容的组织与安排是教学成功的关键，《Pro/Engineer》是一门实践性很强的课程，从一开始就注重理论教学和实训教学相结合，为了更好的体现课程的职业性、实践性特点，充分考虑企业的工程实际，与行业进行广泛深度的合作，邀请企业专家到校直接参与课程标准、授课方案和教学内容的制定。并提出各种与工程实践相关的技能要求。在具体的教学中，特别强调养成良好、合理、有效的建模习惯，针对高职学生的特点，我们将该课程教学的重点要放在其应用上，教学团队首先让师生双方都明确课程目标，由企业专家确定源于企业的典型教学案例，精选的实例以项目实训的形式来编写，既有重复性的技能操作，又有综合性、设计性课题、探索性题目，还有来自企业一线的具体课题。围绕核心知识技能点，以任务引领，通过“核心技能实训一体化”的训练模式，将知识点进行反复的运用，通过工程项目的综合演练，让学生牢固掌握教学内容，并能够真正运用于实际。使教学环节和教学内容最大限度的与实际产品设计相结合。将不同项目的案例分阶段、分难度的通过课程教学进行讲解和实践。教学内容打破“章、节”的束缚，将知识点进行深度剖析，重新解构，最终融入到各个工作项目。通过广泛的市场调研，结合本地和较发达地区的机械行业生产的机械产品。教学中按知识点把教学内容划分多个学习项目，在每个项目中都配以实际案例，且能涵盖课程知识点。项目由易到难，由浅到深、由简单到复杂。教师先对每个要完成的项目的构成原理和用途、加工要求进行整体分析，按结构将其划分为若干个关键造型步骤，再结合相关的知识点，然后针对每个具体的操作步骤进行详细介绍。教师辅助和引导学生实施和完成项目，学生自主完成每一个项目，自主设计产品。随着案例的逐步深入，学生不仅是对已有知识、技能的应用，学到了设计方法，也在不知不觉中完成了具体的设计任务，提升了学生的三维CAD应用能力。项目结束时，师生共同评价项目工作成果以及工作和学习方法，进一步提高了学生解决实际问题的能力，逐渐形成专业的核心技能，增强学生对专业的自信。
三、强化实训环节，突出实践技能的培养
为了突出实践技能的培养，注重实训的效果。通过安排足够的实训时间，训练学生的操作技能。为此，我们精心设计了学生基本技能实训、专项技能实训及课程综合应用能力实训环节，形成了一套较为完整的实践教学体系，并使其贯穿于整个教学过程的始终。能力训练的过程循序渐进。通过实际机械产品的设计与制作，把企业常用的设计方法及设计理念贯穿其中。在实训过程中，教师扮演的角色不应是设计方案的设计者和实训的参与者，更应该是实训的指导者、评判者。所以教师的指导方法多采用问题引导式，经典案例的分析与讨论、讨论式、分组合作式等教学法。对于设计任务，学生们会有不同的思路、方法和设计结果。因此我们选择适当内容，采取讨论式教学，集思广益、畅所欲言。针对每一个项目首先组织学生分析工艺方案、研讨实施方案，然后独立完成设计。学生发现问题并对比不同的建模思路、方法对产品设计结果的影响，达到举一反三的功效，从不同层面来理解所学项目的设计意图和设计精神，更好地消化吸收所学知识点，激发学生的求知欲，使学生真正成为教学的主体。培养学生的学习主动性和创新热情。除了平时的实训，该课程结束前，我们特别设计了一周的综合技能实训。给合《机械零部件的识图与测绘》、《公差配合与测量》、《机械设计》等相关课程，训练学生应用该软件进行夹具、模具等机械产品的创新设计。改变了传统的设计方法。学生进行复杂机械类零部件的设计、装配、分析，工程实践能力大为提高。同时对三维CAD技术的应用有了更加充分的认识。
四、构建科学合理的评价体系，充分调动学习积极性
教学评价是教学的一个重要环节，贯彻能力本位的考核理念，建立相对合理的考评体系。考核内容分两个层次，第一层考核分为两部分，由知识与素质两个评价方向；第二层考核分由技能和素质两个评价方向。尽量做到全面、客观、科学、合理地评价学生的综合素质，充分调动学生的学习积极性。评价的方法有学生自评、学生互评、教师评价、行业专家评价。形成了以平时的上课记录、平时的实训、上课时回答问题的情况，主要评价学生的学习态度、参与性、合作性；作业评价，主要评价学生完成作业的能力；期中测验、期末闭卷考试；综合考查学生掌握知识的能力；综合实训主要评价学生的创新能力与人合作的能力的体系。这种考核体系是在学生的整个学习过程中，不断进行的、动态的、综合评价。通过建立完善考核的评价体系。学生都能处在激励机制中，这样既注重学生基本知识和基础理论和基本操作方法的掌握，又注重学生潜能的发展，同时还锻炼了学生之间团结协作能力。
五、加强与专业课程的横、纵向联系，提升学生的综合技能
Pro/Engineer包含的内容十分广泛，学科跨度大，因此在教学中特别注重Pro/Engineer技术渗透在相关课程的教学中，把学生以前所学到的专业知识与软件应用进行有机的整合和提升，达到融会贯通的目的，通过本课程的学习，可以使学生对先修的机械设计基础、机械制图、技术测量、AutoCAD、机械工程材料等课程基础理论知识的理解更加透彻,并在该课程中得以应用，使其真正成为产品设计强有力的工具，也为学习后续课程机械制造技术、现代制造技术、CAD二次开发等奠定基础，鼓励学生在课程设计、毕业设计使用Pro/E软件进行产品设计。例如在进行齿轮造型的时候，严格按照齿轮在实际生产中的设计原则，材料的选择，工艺要求，采用的加工方法完成建模，轴套类零件按照车削工艺建模；在学习孔特征时，结合学生的钳工实训，分析各种孔的加工工艺，加工设备，强化钳工知识。在建模过程中，有意识强化零件图和装配图的表达方法、尺寸标注以及公差与配合、表面粗糙度等基本知识。学生通过大量零件的三维建模，对各种零件的结构特点有全面的了解，强化了空间想象能力和形象思维能力。学生的识图能力，工程制图能力有显著的提高；学生编制的加工工艺更符合生产企业的要求。通过一个工作项目的完成，学生就会了解机械产品的实际设计、制造及装配的整个过程。学生逐步养成严谨的工作态度、获得熟练的操作技能、大胆的创新思路，有助于学生形成自己的核心能力。
六、小结
我们在教学中，通过一系列的教学探索与改革，建立了 “工学结合”、“基于工作过程为导向” 和“核心技能实训环境一体化”的教学新模式，特色鲜明。将“项目教学法”引入到课程的教学，将该课程和其它课程有机的融为一体。采用现代教育理念、方法和手段。注重培养学生的三维CAD的创新能力,进一步提高了学生解决实际生产问题的能力，有利于学生综合职业能力的培养。
参考文献：
[1]刘林涛．“任务驱动”教学模式的研究与实践[J].现代教育科学,2004,(6).
[2]贺平.项目教学法的实践探索[J].中国职业技术教育,2006,(22).
[3]唐强奎.浅谈任务驱动教学法、行为引导教学法、项目课程开发与活动课程开发[J].