以競(jìng)賽為導(dǎo)向的CAD/CAM課程教學(xué)改革

段雙雙 張園 史永芳 蔣小輝

摘 要：本文對(duì)學(xué)院的CAD/CAM課程開展和相關(guān)競(jìng)賽現(xiàn)狀進(jìn)行分析，提出了以競(jìng)賽為導(dǎo)向的CAD/CAM課程多層次教學(xué)模式，對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)層次、教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和組織，將相關(guān)競(jìng)賽和CAD/CAM系列課程的教學(xué)融合起來，真正實(shí)現(xiàn)“以賽促學(xué)，以學(xué)促訓(xùn)”的教學(xué)模式，從而提升學(xué)生參賽的積極性，提高相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：CAD/CAM;以賽促學(xué);以賽促訓(xùn)

一、我院機(jī)械CAD/CAM課程和相關(guān)競(jìng)賽的現(xiàn)狀分析

我院CAD/CAM系列課程學(xué)習(xí)專業(yè)有機(jī)械、電氣、土木等工科專業(yè)，主要有CAD和soildworks，UG等軟件實(shí)操課程和《機(jī)械制圖》《機(jī)械設(shè)計(jì)》等圖學(xué)力學(xué)設(shè)計(jì)的理論課程，相對(duì)應(yīng)的系列競(jìng)賽主要有“全國成圖大賽”“3D打印大賽”“工業(yè)設(shè)計(jì)大賽”“全國機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽”

等[1]。目前在CAD/CAM課程設(shè)計(jì)和競(jìng)賽組織過程中存在以下問題。

第一，CAD/CAM課程與競(jìng)賽分離，CAD/CAM課程是由各個(gè)專業(yè)的教師進(jìn)行單獨(dú)授課，課程內(nèi)容有很大部分相同，卻是分專業(yè)進(jìn)行授課;相關(guān)競(jìng)賽是機(jī)械專業(yè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行組織;導(dǎo)致專業(yè)與專業(yè)之間交流不夠，且教學(xué)內(nèi)容是學(xué)習(xí)軟件的各種指令，并沒有結(jié)合競(jìng)賽需求和學(xué)生興趣點(diǎn)進(jìn)行學(xué)習(xí)，導(dǎo)致每年投入了很多時(shí)間和精力號(hào)召學(xué)生參與競(jìng)賽，結(jié)果收效入微，很多學(xué)生表示對(duì)競(jìng)賽了解甚少而放棄。

第二，CAD/CAM系列課程開展時(shí)間與參賽學(xué)生時(shí)間不匹配。比如《CAD軟件應(yīng)用》《機(jī)械建模與仿真》安排在第4～6學(xué)期，學(xué)習(xí)完此類課程的學(xué)生基本為大三學(xué)生，他們以考研找工作為主，早已無心競(jìng)賽，從往年來看，參賽主體逐漸偏向大一和大二學(xué)生，他們卻因?yàn)闆]有進(jìn)行相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，對(duì)參賽產(chǎn)生畏懼心理。即使能夠參賽，由于學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和能力不夠，教師需要額外抽出大量時(shí)間和精力去對(duì)他們進(jìn)行相關(guān)知識(shí)培訓(xùn)

第三，主導(dǎo)相關(guān)競(jìng)賽的是機(jī)械專業(yè)CAD/CAM系列課程教師，導(dǎo)致培訓(xùn)隊(duì)伍人員過少，知識(shí)結(jié)構(gòu)單一，而相關(guān)競(jìng)賽需求是機(jī)械設(shè)計(jì)，建模仿真，產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計(jì)，生產(chǎn)實(shí)際等綜合知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，教師團(tuán)隊(duì)在培訓(xùn)學(xué)生時(shí)會(huì)有一些力不從心。

二、以競(jìng)賽為導(dǎo)向的CAD/CAM課程多層次教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）“競(jìng)賽為導(dǎo)向”的CAD/CAM課程層次設(shè)計(jì)

學(xué)院一直提倡將競(jìng)賽和課程結(jié)合一起進(jìn)行教學(xué)，以賽促學(xué)，以學(xué)促賽，大類培養(yǎng)，專業(yè)分流，強(qiáng)調(diào)不同學(xué)科和專業(yè)之間的交流，基于前面課程設(shè)計(jì)和競(jìng)賽現(xiàn)狀存在的問題，將零散的CAD/CAM系列課程分別設(shè)計(jì)為通識(shí)引導(dǎo)模塊+能力提升模塊+項(xiàng)目導(dǎo)向模塊的多層次教學(xué)模式，其構(gòu)成如表1所示。

（二）“競(jìng)賽為導(dǎo)向”的CAD/CAM多層次課程內(nèi)容設(shè)計(jì)

1.通識(shí)引導(dǎo)模塊

此模塊主要是《CAD基礎(chǔ)》《機(jī)械建模仿真》等二維和三維軟件入門課程，如soildworks、cad、ug基礎(chǔ)課，教學(xué)內(nèi)容以日常簡單生動(dòng)的作品作為教學(xué)案例來學(xué)習(xí)產(chǎn)品建模的基礎(chǔ)命令，面向所有工科學(xué)生進(jìn)行選修，機(jī)械學(xué)生必修模式進(jìn)行。此類模塊課程主要以興趣為導(dǎo)向，激發(fā)學(xué)生對(duì)CAD/CAM課程的強(qiáng)烈興趣，教學(xué)內(nèi)容簡單，安排在新生的第1學(xué)期。

2.能力提升模塊

此模塊分要分先進(jìn)成圖技術(shù)提升系列課程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論系列課程。先進(jìn)成圖技術(shù)提升系列課程主要是《先進(jìn)成圖技術(shù)》《建模與仿真》，采用競(jìng)賽作品和企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品作為案例進(jìn)一步學(xué)習(xí)產(chǎn)品三維建模的復(fù)雜命令，如曲面建模，裝配與運(yùn)動(dòng)仿真等，面向的群體是經(jīng)過《通識(shí)引導(dǎo)模塊》課程學(xué)習(xí)后想繼續(xù)深入的學(xué)生，這樣可以進(jìn)一步篩選出高質(zhì)量高能動(dòng)性的學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)。專業(yè)理論課程模塊如《工程制圖》《機(jī)械設(shè)計(jì)》等課程，這系列課程部分工科，如機(jī)械電氣土木專業(yè)都有涉及，可以采用前期混合班教學(xué)，后期專業(yè)分流教學(xué)模式進(jìn)行，同時(shí)要求在理論課講授過程中融入競(jìng)賽需求點(diǎn)，這樣可以增強(qiáng)不同專業(yè)之間的了解，擴(kuò)大競(jìng)賽在學(xué)生間的影響程度。此模塊課程可以根據(jù)課程內(nèi)容難易安排在第1～4學(xué)期。

3.項(xiàng)目導(dǎo)向模塊

此模塊為已經(jīng)學(xué)完能力提升模塊課程有意向參加省賽國賽的學(xué)生進(jìn)行專題培訓(xùn)，此階段教師根據(jù)競(jìng)賽深層次能力需求，選擇優(yōu)質(zhì)的生活和企業(yè)產(chǎn)品案例和學(xué)生一起討論分析其優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而設(shè)計(jì)更優(yōu)方案，中間進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的理論知識(shí)模塊培訓(xùn)，此模塊安排在第4學(xué)期期末，除了提升學(xué)生產(chǎn)品建模的綜合能力和速度外，著重加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)[2]。

通識(shí)引導(dǎo)模塊教學(xué)在新生開學(xué)第一學(xué)期開展CAD，soildworks，ug等興趣課程，教學(xué)內(nèi)容以生動(dòng)有趣為主，第一時(shí)間就吸引學(xué)生的注意力，為后續(xù)課程和相關(guān)競(jìng)賽打好群眾基礎(chǔ)，增大課程的普及面;能力提升模塊教學(xué)以生活和機(jī)械專業(yè)作品為案例進(jìn)行教學(xué)，搭配相關(guān)的專業(yè)理論課程教學(xué)，產(chǎn)品建模課程和專業(yè)理論課程相輔相成，對(duì)經(jīng)過通識(shí)引導(dǎo)模塊篩選出來的學(xué)生進(jìn)行更加系統(tǒng)化、專業(yè)化培養(yǎng);項(xiàng)目導(dǎo)向模塊以優(yōu)質(zhì)的企業(yè)產(chǎn)品項(xiàng)目+競(jìng)賽經(jīng)典作品為案例進(jìn)行師生討論式學(xué)習(xí)，此階段的學(xué)生經(jīng)過第二階段能力提升模塊學(xué)習(xí)已經(jīng)掌握了相關(guān)理論課程和CAD/CAM課程的所有能力，在此階段主要是進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)和建模的創(chuàng)新思維訓(xùn)練，使學(xué)生由入門學(xué)習(xí)-專業(yè)能力掌握層次提升到自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)層次，讓學(xué)生真正把課本的知識(shí)轉(zhuǎn)換為自己的能力。

以“競(jìng)賽為導(dǎo)向”安排的階梯式課程學(xué)習(xí)，將競(jìng)賽需求和信息貫穿整個(gè)教學(xué)模式中，而且根據(jù)參賽的學(xué)生主體特點(diǎn)將整個(gè)課程根據(jù)內(nèi)容難易程度安排在第1～4學(xué)期，確保參賽主體學(xué)生在競(jìng)賽前就已經(jīng)掌握了相關(guān)的知識(shí)能力，提高了學(xué)生的整體參賽質(zhì)量和人數(shù)，大大減少了后期教師團(tuán)隊(duì)單獨(dú)投入培訓(xùn)精力和時(shí)間，同時(shí)也大大提升了整體課程的教學(xué)效果。

（三）構(gòu)建多學(xué)科交叉混合型教師團(tuán)隊(duì)

以“競(jìng)賽為導(dǎo)向”的CAD/CAM多層次教學(xué)模式，以前每門課程教師獨(dú)立授課的模式已經(jīng)不再適應(yīng)，必須引進(jìn)一支交叉學(xué)科混合型教師團(tuán)隊(duì)，教師團(tuán)隊(duì)成員之間獨(dú)立但是相互聯(lián)系、相互依存，每間隔一段時(shí)間進(jìn)行一次教學(xué)之間的探討和改善，教師團(tuán)隊(duì)始終圍繞著“競(jìng)賽-課程-項(xiàng)目”這條中心，以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)需求的應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以學(xué)科競(jìng)賽和企業(yè)生產(chǎn)項(xiàng)目為輔助去開展日常課程教學(xué)內(nèi)容，教學(xué)過程適當(dāng)穿插相關(guān)課程和不同專業(yè)的內(nèi)容，真正實(shí)現(xiàn)大類培養(yǎng)，專業(yè)分流的人才培養(yǎng)模式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)競(jìng)賽輔助課程，課程促進(jìn)競(jìng)賽相輔相成的教學(xué)模式。

這支多學(xué)科交叉混合型教師團(tuán)隊(duì)包括熟練操作CAD，PROE，UG，Soildworks等CAD/CAM軟件教師外，還有《機(jī)械設(shè)計(jì)》《機(jī)械制圖》等理論課教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行專題培訓(xùn)，企業(yè)實(shí)習(xí)團(tuán)隊(duì)帶隊(duì)教師提供企業(yè)產(chǎn)品的項(xiàng)目案例，進(jìn)行項(xiàng)目式驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品教學(xué);電氣，土木等專業(yè)負(fù)責(zé)教師交叉學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)。團(tuán)隊(duì)成員之間獨(dú)立又相互依存，根據(jù)每年的社會(huì)需求和競(jìng)賽需求以及專業(yè)前沿知識(shí)更迭，去調(diào)整各自的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，共同為以“競(jìng)賽為導(dǎo)向”的CAD/CAM多層次教學(xué)模式服務(wù)[3]。

三、結(jié)語

以“競(jìng)賽為導(dǎo)向”的CAD/CAM多層次課程設(shè)計(jì)，將相關(guān)競(jìng)賽與CAD/CAM系列課程與相關(guān)理論課程充分融合在一起，以“興趣為起點(diǎn)，以專業(yè)能力為基礎(chǔ)，以創(chuàng)新為目標(biāo)”理念設(shè)計(jì)層層遞進(jìn)的階梯式模塊學(xué)習(xí)，充分考慮了學(xué)生第一次學(xué)習(xí)的畏懼心理，由易入難，由淺入深的規(guī)律設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)內(nèi)容，更大程度地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，將他們以前被動(dòng)式學(xué)習(xí)模式，調(diào)整為現(xiàn)在的興趣主動(dòng)式學(xué)習(xí)。同時(shí)將學(xué)科競(jìng)賽、企業(yè)生產(chǎn)需求融入課程教學(xué)過程中，真正實(shí)現(xiàn)“以賽促學(xué)，以學(xué)促訓(xùn)”目的，很大程度上提高了我們?nèi)粘＝虒W(xué)質(zhì)量。同時(shí)，在部分興趣和引導(dǎo)課程教學(xué)中，倡導(dǎo)專業(yè)混合教學(xué)，可以更好地促進(jìn)不同專業(yè)之間的交流和融合，真正實(shí)現(xiàn)“大類培養(yǎng)，專業(yè)分流”培養(yǎng)模式，為現(xiàn)代社會(huì)培養(yǎng)復(fù)合型的應(yīng)用型人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]張園，史永芳，蔣小輝，鄭曉東.競(jìng)賽激勵(lì)下的圖學(xué)課程項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)一體化教學(xué)創(chuàng)新研究[J].科技資訊，2018，16（6）：157-158.

[2]陳守東，劉曉娜，孫建.應(yīng)用型高校機(jī)械CAD/CAM基礎(chǔ)課程教學(xué)探討[J].教育教學(xué)論壇，2019（28）：198-199.

[3]莊錦亮，錢波，余明東，游潘麗.基于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)水利工程CAD課程改革研究[J].西昌學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2019，33（4）：113-115.