浅谈四步教学法与项目教学法在数控专业CAM课程教学中的应用

    论文关键词：四步教学法 项目教学法 课程教学 Mastercam

    论文摘要：CAM课程作为中职数控人才培养课程体系的核心模块，扎实的数控加工刀路编制能力、数控工艺设计能力和专业化的职业工作素养是CAM课程教学的目标。文章通过四步教学法、项目教学法在CAM课程教学的应用实践，剖析了CAM课程教学的特点及两种教学方法在教学中表现的互补性，为CAM课程的施教者在整合专业技能训练与职业能力培养的教学方面提供了新的视角。
　　一、引言
　　我国中职教育是以培养适应生产第一线需要的技能型专门人才为根本任务， CAM技术是模具行业必须熟练掌握的核心技术之一。在具体的CAM技术教学活动中，新的教学方法不断出现和引入，现在中职学校都热衷于以能力培养为本位的教学法，那传统教学方法应该抛弃，还是应该改良并继续履行其使命，这是个值得思考的问题。
　　本校开设的CAM技术课程是《mastercam软件应用与数控加工》，课程目标是掌握扎实的数控加工刀路编制能力，具备一定的数控工艺设计能力，具有机床实际操作技能，达到劳动部门考核的数控铣中级工的水平。采用的教材是笔者任副主编的《mastercamX2软件应用与数控加工》（2010清华大学出版社）。整本教材章节是按项目课程展开，以实际生产的工作任务为主线，由浅入深，从简单到复杂的一种由项目引导的课程形式。任何教学法都要与整个教学过程融合在一起，在基本知识培养阶段，在笔者多年的教学经验中，宜采用四步教学法，符合学生的认知规律，学习者对知识由认知到熟练的过渡。
　　
　　二、四步教学法理论以及在Mastercam课堂教学中的实践
　　四步教学法以对具体知识和技能的掌握作为主要教学目标，遵循学生认知事物的心理规律，学习者对知识由认知到熟练的过渡，在传统教学方法的基础上进行适度改良的新教法。其由四个教学环节组成：①引入。教师在这一环节主要有两大任务，了解学生已具备的知识结构和专业水平等情况，展示新教学内容的实际功用，激发学生对新知识的学习兴趣。②讲解示范。教师要让学生理解新知识的应用原理以及重难点，向学生示范设计步骤、讲述涉及方法。③模仿。这一阶段主要由学生进行学习活动，即按照教师的示范自己动手操作与设计。④总结练习。教师对整个教学活动进行归纳总结，对教学重点、难点进行反复讲解。下面是四步教学法在课堂上教学实践的一个案例。
　　编制印章零件的外形铣削加工刀具路径（第三章第2节）。
　　1.复习导入
　　复习上节课的面铣加工刀路，接着播放外形铣削加工视频，激发学生的学习兴趣，提出具体的学习目标。根据视频让学生回答以下四个问题，将学生的注意力引导到学习课题中。
　　（1）进退刀方式。直线进刀还是圆弧进刀？
　　（2）外形轮廓加工方向是顺时针还是逆时针？顺铣还是逆铣？
　　（3）切削分层加工如何实现？
　　（4）底面外形轮廓切削深度是多少？
　　2.讲解示范——采用启发式教学
　　带着四个导入问题，教会学生设置外形铣削的加工参数。在讲解外形铣削的具体加工参数时，找出几个同学提出自己的工艺参数，让学生自己比较各种方案优劣，最后再综合起来提出一个合理的工艺参数。
　　3.模仿
　　这一阶段主要由学生进行学习活动，即按照教师的示范自己动手设置工艺参数。可采用传、帮、带的形式，让学得慢的学生跟学得好的学生进行学习，互相促进，共同进步。
　　4.总结练习
　　老师对整个教学活动进行归纳总结，对教学重点、难点，进行反复讲解。同时对一些学生的错误的参数设置进行点评，对错误加以纠正，因为别人出现的问题也能引起自己的注意。
　　四步教学法保留了传统教学方法中教师讲授占主导地位的传统，教师在讲课时会经常有意地将自己对解决某个问题的思路讲解出来，让学生从中学习、体会，从而在润物于无声之中对学生能力进行了培养，也有利于教师对课堂情况的把握。
　　
　　三、项目教学法理论以及在Mastercam课堂教学中实践
　　项目教学法融相关理论知识于感性认识的活动中，便于偏重形象思维的学生接受。该教学过程以任务引领的方式，在真实的工作情景中完成教学任务。项目教学的理论基础以建构主义教学理论、情景学习理论和杜威的实用主义理论为支撑。学生利用解决实际问题的过程来完成信息资料的搜集和整理，进而实现当前学习内容与已有知识经验的联系和思考，达到解决问题的目的。下面是项目教学法在课堂上教学实践的一个案例。
　　肥皂盒铜电极的数控编程加工（第十章第5节）。
　　1.项目任务的引入
　　本项目的重点是编制并讲述肥皂盒铜电极的加工工艺，难点是肥皂盒铜电极加工刀具路径的编制。先提出问题，引导学生自学相关知识。针对肥皂盒铜电极图，提出下列引导问题。
　　（1）前模铜电极加工零点？
　　（2）材料为ABS 时，缩水率？
　　（3）“避空位”的深度？
　　（4）“分中位” 的大小和高度？
　　（5）肥皂盒铜电极精加工方法？
　　（6）怎样设置肥皂盒铜电极精加工余量？
　　2.学生以组为单位，解决上述问题
　　组织学生分组

   

，自选组长，针对提出的问题，阅读教材中相关知识，查找资料，回答上述问题，每人将书面答案上交老师，小组派人讲述本组的答案，为制定肥皂盒铜电极加工工艺方案做准备。通过该方法，引导学生学会查找资料，寻找解决问题的方法，掌握将要加工的肥皂盒铜电极的相关知识点。
　　3.讨论制定加工工艺
　　要求每组推选组长，讨论完成肥皂盒铜电极加工工艺方案，并派人讲述方案。通过小组讨论，共同完成加工工艺的制定，可以充分调动同学的积极性。
　　4.肥皂盒铜电极加工编程的实施
　　通过编程实操，可以提高同学们的动手能力。讨论出来的工艺仍然是理论性的，只有在编程实践过程中，才能检验原来设想的正确性。同学们真正掌握了铜电极加工的具体实操步骤，反过来可对加工工艺进行修正，这样达到了举一反三的作用。
　　5.检查和评估
　　通过检查表，让学生、组长、教师对每一步的结果进行检查和评估。在规定时间内，学生通过对自己的完成状况进行评价，同时也是对自己已完成的步骤的一个回顾和总结。
　　项目教学其实就是让学生通过合法的边缘性参与来实现获得强调学习要“以经验和活动为中心”，强调在“做中学”。Mastercam课程的主要任务就是围绕数控专业的教学培养目标，让学生掌握数控加工的知识要点和基本技能。项目教学法给予学生是一个个项目的成就感，从而避免了“只见树木，不见森林”的教学模式给学生带来的满头雾水和一脸茫然的结局。
　　
　　四、两种教学法的互补
　　在教学方法应用上，四步教学法在基本知识和基本技能的授课中，往往效果显著。教师先讲解，学生根据教师的讲解和示范自己动手练习，课堂效果见效快，可有效节省课堂教学时间。在综合知识的训练项目上，选用项目教学法是合理和适用的。项目教学法，训练的是学生在已有的基础水平上进行一些新的知识探究，以及综合运用知识能力；其是以能力培养为本位的，培养学生知识的自我探究能力。
　　1.在教学模式上的互补
　　首先，在教学内容编排上，四步教学法有利于教师在教授某项具体知识或技能方面组织教学，项目教学法是运用系统的观点整合教学内容来开展教学，教师是从一个较高的高度来处理教学内容。从课程教学内容内部来看，四步教学法应用于基本知识和基本理论的学习，项目教学法则应用于综合知识的学习与融合，主要训练综合知识的运用能力，注重对知识的自我学习与探究能力，更有利于学生自我潜力的挖掘。其次，在课堂组织形式方面，四步教学法采取以教师为核心的课堂讲授教学模式，先讲后练，讲练结合，但长久使用单一的教学模式较易使学生的学习兴趣降低。项目教学法是以学生为核心的探究教学模式，注重师生的互动。二者的结合可以丰富课堂教学组织模式，激发学生的学习兴趣，增加学生的学习主动性和成就感。
　　2.教学效果上的互补
　　这两种教学法在教学效果上可以起到互补的作用。四步教学法教学效果在短期较明显，通过教师的讲解，学生能快速掌握本堂课的教学重点和难点，能迅速建立起学习成就感。项目教学法的教学效果更注重能力的培养。这需要经过长时间的训练和积累。在课程教学实践中，四步教学法较依靠于教师的讲授，在被动接受知识的过程中，学生会对问题缺乏主动思考。项目教学法的教学目标重点是能力培养，因为在项目教学中，每个学生会根据自身的知识与技能，会给出不同的解决任务的策略与方案，学生通过探究行动学会实践知识、合作能力和创新能力等。但是，在Mastercam加工课程中毕竟存在一些比较深奥的、经验型的知识，单纯依靠项目教学法开展教学，靠学生自己去摸索，未必能取得好的教学效果。而四步教学法正好可以弥补其不足之处，二者相辅相成，能收到最佳的教学效果。
　　
　　五、结论
　　任何教学法都是为教学内容服务，跟教学过程紧紧融合在一起。Mastercam加工课程的教学主要有基础知识和综合知识应用能力两个培养阶段。基础知识培养阶段是学习者对基础知识的认知到掌握运用的过程。综合知识应用能力培养阶段主要是对学生整体知识的运用能力与职业能力的培养。在Mastercam教学中应注意两方面平衡的把握：一是编制刀路技能培养目标要定位准确，课堂教学不仅是注重单项知识的讲解与训练，更要有整体知识的运用训练和解决问题的思维训练；二是专业技能教学要为职业关键能力培养服务，以企业的工作模式来设计教学组织形式，在教学设计上把握整体知识与单项知识的关系，灵活应用各种教学方法与手段优化教学。
　　
　　参考文献：
　　黄诚驹，熊 怡. 模具专业关键职业能力培养初探—项目教学法的实践[J]. 中国职业技术教育，2007（30）：39—40.
　　梁日红. 项目教学法在模具设计与制造专业教学中的应用[J]. 荆门职业技术学院学报，2007（12）： 86—88.