以竞赛为导向的CAD/CAM课程教学改革

段双双 张园 史永芳 蒋小辉

摘 要：本文对学院的CAD/CAM课程开展和相关竞赛现状进行分析，提出了以竞赛为导向的CAD/CAM课程多层次教学模式，对教学内容、教学层次、教师团队进行重新设计和组织，将相关竞赛和CAD/CAM系列课程的教学融合起来，真正实现“以赛促学，以学促训”的教学模式，从而提升学生参赛的积极性，提高相关课程的教学质量。

关键词：CAD/CAM;以赛促学;以赛促训

一、我院机械CAD/CAM课程和相关竞赛的现状分析

我院CAD/CAM系列课程学习专业有机械、电气、土木等工科专业，主要有CAD和soildworks，UG等软件实操课程和《机械制图》《机械设计》等图学力学设计的理论课程，相对应的系列竞赛主要有“全国成图大赛”“3D打印大赛”“工业设计大赛”“全国机械创新设计大赛”

等[1]。目前在CAD/CAM课程设计和竞赛组织过程中存在以下问题。

第一，CAD/CAM课程与竞赛分离，CAD/CAM课程是由各个专业的教师进行单独授课，课程内容有很大部分相同，却是分专业进行授课;相关竞赛是机械专业团队进行组织;导致专业与专业之间交流不够，且教学内容是学习软件的各种指令，并没有结合竞赛需求和学生兴趣点进行学习，导致每年投入了很多时间和精力号召学生参与竞赛，结果收效入微，很多学生表示对竞赛了解甚少而放弃。

第二，CAD/CAM系列课程开展时间与参赛学生时间不匹配。比如《CAD软件应用》《机械建模与仿真》安排在第4～6学期，学习完此类课程的学生基本为大三学生，他们以考研找工作为主，早已无心竞赛，从往年来看，参赛主体逐渐偏向大一和大二学生，他们却因为没有进行相关课程的学习，对参赛产生畏惧心理。即使能够参赛，由于学生的基础知识和能力不够，教师需要额外抽出大量时间和精力去对他们进行相关知识培训

第三，主导相关竞赛的是机械专业CAD/CAM系列课程教师，导致培训队伍人员过少，知识结构单一，而相关竞赛需求是机械设计，建模仿真，产品创新设计，生产实际等综合知识和经验，教师团队在培训学生时会有一些力不从心。

二、以竞赛为导向的CAD/CAM课程多层次教学设计

（一）“竞赛为导向”的CAD/CAM课程层次设计

学院一直提倡将竞赛和课程结合一起进行教学，以赛促学，以学促赛，大类培养，专业分流，强调不同学科和专业之间的交流，基于前面课程设计和竞赛现状存在的问题，将零散的CAD/CAM系列课程分别设计为通识引导模块+能力提升模块+项目导向模块的多层次教学模式，其构成如表1所示。

（二）“竞赛为导向”的CAD/CAM多层次课程内容设计

1.通识引导模块

此模块主要是《CAD基础》《机械建模仿真》等二维和三维软件入门课程，如soildworks、cad、ug基础课，教学内容以日常简单生动的作品作为教学案例来学习产品建模的基础命令，面向所有工科学生进行选修，机械学生必修模式进行。此类模块课程主要以兴趣为导向，激发学生对CAD/CAM课程的强烈兴趣，教学内容简单，安排在新生的第1学期。

2.能力提升模块

此模块分要分先进成图技术提升系列课程和产品设计理论系列课程。先进成图技术提升系列课程主要是《先进成图技术》《建模与仿真》，采用竞赛作品和企业生产产品作为案例进一步学习产品三维建模的复杂命令，如曲面建模，装配与运动仿真等，面向的群体是经过《通识引导模块》课程学习后想继续深入的学生，这样可以进一步筛选出高质量高能动性的学生进行学习。专业理论课程模块如《工程制图》《机械设计》等课程，这系列课程部分工科，如机械电气土木专业都有涉及，可以采用前期混合班教学，后期专业分流教学模式进行，同时要求在理论课讲授过程中融入竞赛需求点，这样可以增强不同专业之间的了解，扩大竞赛在学生间的影响程度。此模块课程可以根据课程内容难易安排在第1～4学期。

3.项目导向模块

此模块为已经学完能力提升模块课程有意向参加省赛国赛的学生进行专题培训，此阶段教师根据竞赛深层次能力需求，选择优质的生活和企业产品案例和学生一起讨论分析其优缺点，进而设计更优方案，中间进行产品设计的理论知识模块培训，此模块安排在第4学期期末，除了提升学生产品建模的综合能力和速度外，着重加强学生创新能力培养[2]。

通识引导模块教学在新生开学第一学期开展CAD，soildworks，ug等兴趣课程，教学内容以生动有趣为主，第一时间就吸引学生的注意力，为后续课程和相关竞赛打好群众基础，增大课程的普及面;能力提升模块教学以生活和机械专业作品为案例进行教学，搭配相关的专业理论课程教学，产品建模课程和专业理论课程相辅相成，对经过通识引导模块筛选出来的学生进行更加系统化、专业化培养;项目导向模块以优质的企业产品项目+竞赛经典作品为案例进行师生讨论式学习，此阶段的学生经过第二阶段能力提升模块学习已经掌握了相关理论课程和CAD/CAM课程的所有能力，在此阶段主要是进行产品设计和建模的创新思维训练，使学生由入门学习-专业能力掌握层次提升到自主创新设计层次，让学生真正把课本的知识转换为自己的能力。

以“竞赛为导向”安排的阶梯式课程学习，将竞赛需求和信息贯穿整个教学模式中，而且根据参赛的学生主体特点将整个课程根据内容难易程度安排在第1～4学期，确保参赛主体学生在竞赛前就已经掌握了相关的知识能力，提高了学生的整体参赛质量和人数，大大减少了后期教师团队单独投入培训精力和时间，同时也大大提升了整体课程的教学效果。

（三）构建多学科交叉混合型教师团队

以“竞赛为导向”的CAD/CAM多层次教学模式，以前每门课程教师独立授课的模式已经不再适应，必须引进一支交叉学科混合型教师团队，教师团队成员之间独立但是相互联系、相互依存，每间隔一段时间进行一次教学之间的探讨和改善，教师团队始终围绕着“竞赛-课程-项目”这条中心，以培养适应社会需求的应用型人才为目标，以学科竞赛和企业生产项目为辅助去开展日常课程教学内容，教学过程适当穿插相关课程和不同专业的内容，真正实现大类培养，专业分流的人才培养模式，同时实现竞赛辅助课程，课程促进竞赛相辅相成的教学模式。

这支多学科交叉混合型教师团队包括熟练操作CAD，PROE，UG，Soildworks等CAD/CAM软件教师外，还有《机械设计》《机械制图》等理论课教师对学生进行专题培训，企业实习团队带队教师提供企业产品的项目案例，进行项目式驱动产品教学;电气，土木等专业负责教师交叉学科知识的学习。团队成员之间独立又相互依存，根据每年的社会需求和竞赛需求以及专业前沿知识更迭，去调整各自的教学内容和教学模式，共同为以“竞赛为导向”的CAD/CAM多层次教学模式服务[3]。

三、结语

以“竞赛为导向”的CAD/CAM多层次课程设计，将相关竞赛与CAD/CAM系列课程与相关理论课程充分融合在一起，以“兴趣为起点，以专业能力为基础，以创新为目标”理念设计层层递进的阶梯式模塊学习，充分考虑了学生第一次学习的畏惧心理，由易入难，由浅入深的规律设计学习内容，更大程度地激发了学生学习的积极性，将他们以前被动式学习模式，调整为现在的兴趣主动式学习。同时将学科竞赛、企业生产需求融入课程教学过程中，真正实现“以赛促学，以学促训”目的，很大程度上提高了我们日常教学质量。同时，在部分兴趣和引导课程教学中，倡导专业混合教学，可以更好地促进不同专业之间的交流和融合，真正实现“大类培养，专业分流”培养模式，为现代社会培养复合型的应用型人才。

参考文献：

[1]张园，史永芳，蒋小辉，郑晓东.竞赛激励下的图学课程项目驱动一体化教学创新研究[J].科技资讯，2018，16（6）：157-158.

[2]陈守东，刘晓娜，孙建.应用型高校机械CAD/CAM基础课程教学探讨[J].教育教学论坛，2019（28）：198-199.

[3]庄锦亮，钱波，余明东，游潘丽.基于应用型本科人才培养水利工程CAD课程改革研究[J].西昌学院学报（自然科学版），2019，33（4）：113-115.