摘要：“CAD/CAM技术”课程是高校机械类本科相关专业的一门主要专业课。针对传统“CAD/CAM技术”课程教学中存在的问题，根据课程特点提出了一种将任务驱动法贯穿于课程教学中的教学方法。结果证明，此方法有助于培养学生的学习兴趣和主动性，增强其实践能力，在实际教学过程中取得了良好效果。
关键词：任务驱动法；CAD/CAM；教学；实践
作者简介：张红蕾（1983-），男，山东桓台人，盐城工学院机械工程学院，讲师，南京航空航天大学机电学院博士研究生；黄晓峰（1973-），男，江苏东台人，盐城工学院机械工程学院，副教授。（江苏 盐城 224051）
中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）34-0086-02
CAD/CAM技术产生于20世纪60年代，经过50年的发展和广泛应用，已经给机械制造业从产品设计到加工制造整个生产过程带来了深刻、全面和根本性的变革，被评为当代最杰出贡献的十项工程技术之一，其应用水平和开发能力已成为衡量一个国家、一个企业技术水平的重要标志之一。[1]在日趋一体化的全球市场和激烈的市场竞争中，CAD/CAM技术已成为衡量企业综合实力的重要标志。因此，掌握CAD/CAM技术已成为现代企业对工程技术人员的基本要求。在这种背景下，为我国现代制造业培养一大批具备CAD/CAM技术的人才就成为了高校机械类专业人才培养的一项重要任务。如何合理、深入地开展“CAD/CAM技术”课程教学就成为摆在相关教师面前的重要课题。
一、“CAD/CAM技术”课程与任务驱动法
“CAD/CAM技术”课程是机械类本科相关专业的一门主要专业课，其主要目标是通过学习CAD/CAM技术的基本原理、基本方法、基本技能及其在机械行业中的应用，使学生了解CAD/CAM技术的历史、现状及发展，掌握CAD/CAM技术的基本理论，了解和熟悉CAD/CAM相关技术及软件，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。[2]目前，“CAD/CAM技术”课程多采用传统的教学方法，以教师为中心，注重于课堂理论教学而缺乏与实践之间的联系。这种教学模式忽视了学生在教学中的主体作用，不利于培养学生的学习兴趣和主动性，最终使得学生对课程内容的理解和掌握情况难以达到预期的教学目标。因此，改变传统教学方法，培养学生的学习兴趣和主动性，提升教学效果，是“CAD/CAM技术”课程教学面对的首要问题。[3]本文正是基于此原因，对任务驱动法在“CAD/CAM技术”课程教学过程中的实施进行了研究与实践。
任务驱动法是在教师的指导下，根据课程教学目标、内容及教学要求，将课程教学过程与任务相结合，通过任务驱动使学生完成整个学习过程。任务驱动法的核心是以学生为主体，以任务为动力，使学生将已有知识和技能运用到实践中去，从而获得新的知识和技能。在任务驱动教学过程中，由于创建了真实的学习和实践环境，学生带着任务学习，所以能保持很好的学习积极性和兴趣，使学生能学以致用、举一反三。综上所述，任务驱动法与传统的教学模式和教学方法相比，其将以教师为中心转变为以学生为中心；将以课堂理论为主导转变为以实践任务为主导；从学生被动接受转变为学生自我驱动。
二、任务驱动法在“CAD/CAM技术”课程教学中的应用
驱动法应用于“CAD/CAM技术”课程之前，首先要明确课程的教学内容和要求，以便根据相应的教学内容进行任务设计，最终达到课程的教学要求。
1.“CAD/CAM技术”课程的教学内容与要求
CAD/CAM技术涉及的内容十分广泛，从CAD/CAM技术字面上的含义来看，即表示计算机辅助设计（Computer Aided Design）和计算机辅助制造（Computer Aided Manufacturing）；从具体内容上讲，它还涵盖了计算机辅助工程（Computer Aided Engineering）和计算机辅助工艺设计（Computer Aided Program Planning）等，是一门应用计算机来协助人们进行产品设计、分析到最终制造，从而贯穿产品全生命周期的综合性技术。“CAD/CAM技术”课程以“工程图学”、“机械设计基础”、“计算机应用基础”、“机械制造技术”、“数控技术”等课程为基础，具有学科交叉、理论抽象、知识密集和实践性强的特点。在该课程的教学过程中，由于课程内容具有一定的学科交叉性和抽象性，导致学生只能在课堂上被动的接受，教学效果大打折扣，不能达到锻炼学生运用理论知识分析和解决工程问题的教学目标。故基于“CAD/CAM技术”课程的内容和特点，在教学过程中应该实现：
（1）理论与实践的紧密结合。将基本理论与软件应用相协调，以理论指导实践，用实践验证理论，以此加深学生对理论知识的理解。
（2）突出工程概念。在教学中突出CAD/CAM技术的工程内涵和功能，贯穿工程实例，使学生掌握利用计算机辅助解决工程实践问题的能力。下面结合“CAD/CAM技术”课程的内容与教学要求，将任务驱动法应用于该课程的教学过程中。
2.“CAD/CAM技术”课程任务驱动法的实施
（1）任务驱动法的实施流程。任务驱动法已经在很多课程中有所实施。本文借鉴英国语言学家Jane Willis提出的任务学习法的理论框架。即将任务驱动法在课程教学过程中的实施流程分为前、中、后三个阶段。[4]
1）前任务阶段。教师引入设计好的任务，介绍任务实施的要求、步骤以及所需要学习的知识，为任务的开展做准备。在实际教学过程中，任务驱动法要以某个任务为载体，引导学生完成任务，使其掌握知识。在设计任务时，应尽量涵盖教学目标的各个知识点，形成种类多样、循序渐进的任务体。实践证明，建立合适的任务在整个任务驱动教学过程中起着事半功倍的效果，这就要求在“CAD/CAM技术”课程教学环节中，应充分重视任务的设计。根据前文所述，可以将“CAD/CAM技术”课程任务分为CAD任务、CAE任务、CAPP任务和CAM任务等多个模块。各个任务模块相对独立且又相互联系，有利于在不同的教学阶段实施相应的任务。前一模块任务的完成为后面任务的实施奠定基础。
2）任务环阶段。学生以个人或分组的形式执行所接收的相应任务，并及时对任务执行中和完成时的情况进行汇报。“CAD/CAM技术”课程任务多以工程技术和软件应用为主，要求学生应用三维设计软件，如Pro/E、UG等对机械零部件完成计算机辅助建模、分析、加工仿真和装配等多项任务。在实际任务驱动教学中，贯穿“个人”和“团队”两种形式的任务。每章课程教学开始前，学生接到“个人任务”，本章教学结束后提交相应任务成果。“个人任务”要求独立完成，主要锻炼学生运用理论知识完成实践任务的能力。每一模块教学开始前，给予学生“团队任务”，模块教学结束后汇报实施和完成情况。“团队任务”采用工程实例，需相互协作完成，主要培养学生通过团队合作完成工程实践的能力。
3）后任务阶段。在学生完成自我分析后，由教师进行指导、总结，对任务执行过程中的问题进行后期针对性强化练习。通过上述实施过程可以看出，任务驱动教学法贯穿了整个“CAD/CAM技术”课程教学过程，使得课程理论与实践紧密结合起来，并通过工程实例对工程概念进行强化，与本课的教学内容和要求相符。下面以一个减速器设计团队任务为例，说明任务驱动教学法的具体实施过程。
（2）任务驱动法的实施实例。减速器设计是机械类专业常见的课程设计任务之一，在学习“CAD/CAM技术”课程之前，学生对此类设计任务已有所了解。在“CAD/CAM技术”课程学习中，实施的减速器设计任务和所要求的成果，不再是以手工绘图的形式完成，而是通过计算机辅助完成。在任务驱动实施过程中，可以根据不同的工作目的和条件等要求建立不同的任务。学生每三人为一组完成一个任务。例如，根据设计目的和工作条件，提出建立一个用于带式运输机传动系统的单级圆柱直齿轮减速器任务。设计任务要求完成减速器轴、齿轮等零件设计、分析和加工以及减速器的装配，如图1所示。随着教学过程的进行，学生可以依次完成CAD建模任务、CAE分析任务和CAM加工任务。同组学生可将设计任务分解，每人负责同类零件的设计、分析和辅助加工，通过合作完成减速器整体的分析和装配。
三、结束语
“CAD/CAM技术”课程是一门与工程实践密切联系的机械类专业课。任务驱动法教学以任务为动力、教师为向导、学生为主体，改变了传统的“教师讲，学生听”，以教定学的被动教学模式，创造了学生主动参与、团队协作、实践创新，以学定教的新型模式。本文将任务驱动法应用于“CAD/CAM技术”课程教学，通过实践发现任务驱动法有利于激发学生的学习积极性，提高学生独立分析问题、解决问题的能力，强化学生团队协作的工程实践能力。
参考文献：
[1]王隆太，朱灯林，戴国洪，等.机械CAD/CAM技术[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2]葛友华.机械CAD/CAM[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008.
[3]吴凤和，陈锦江，李金良，等.目标教学在CAD/CAM课程教学中的应用[J].教学研究，2009，32（1）：64-66.
[4]Dave Willis，Jane Willis.Doing Task-based Teaching[M].Oxford ：Oxford University Press，2007.
（责任编辑：孙晴）