鄧學(xué)雄， 熊志勇， 劉 林， 熊 巍

（華南理工大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院，廣東 廣州 510006）

2011年，我國(guó)組隊(duì)參加了第41屆世界技能大賽，在國(guó)內(nèi)引起了較大的反響。世界技能大賽中的CAD機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目與我國(guó)高校工科類專業(yè)的機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖、機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)繪圖等課程密切相關(guān)。通過(guò)大賽我們體會(huì)到世界級(jí)的技術(shù)人才不只是局限在操作技能方面，還要求很全面的專業(yè)知識(shí)和很高的綜合素質(zhì)，對(duì)于中國(guó)選手還需要有很強(qiáng)的英語(yǔ)能力。我國(guó)CAD教育成果已經(jīng)滲透到各個(gè)領(lǐng)域，尤其在機(jī)械行業(yè)，CAD應(yīng)用呈現(xiàn)出既有廣度又有深度的現(xiàn)狀。即便如此，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)CAD教育不斷提出新要求。世界技能大賽CAD機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目的競(jìng)賽內(nèi)容和要求，更是引起我們?cè)诮虒W(xué)改革發(fā)展上的新思考。

1 世界技能大賽

世界技能大賽（Worldskills International）是由世界技能組織舉辦，代表國(guó)際最高水平的世界性職業(yè)技能競(jìng)賽。其宗旨是通過(guò)成員之間的合作，促進(jìn)青年人、培訓(xùn)師的職業(yè)技能水準(zhǔn)的提升，并積極推廣職業(yè)技能，加強(qiáng)各國(guó)在職業(yè)技能領(lǐng)域的合作與交流。該大賽自 1950年在西班牙馬德里首次舉行以來(lái)，目前每2年舉辦1次，包含46個(gè)項(xiàng)目，至今已舉辦了 41屆，被譽(yù)為“技能界的奧林匹克”。

世界技能大賽中的 CAD 機(jī)械設(shè)計(jì)(Mechanical Engineering Design – CAD)項(xiàng)目，遵循相關(guān)行業(yè)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的最新標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋了行業(yè)技術(shù)人員應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)工具建立工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)的模型、圖紙，包含制造信息和涉及機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的零部件文檔編制工作。該項(xiàng)目的比賽是一個(gè)與CAD機(jī)械設(shè)計(jì)技能相關(guān)的能力評(píng)估和技能示范過(guò)程，但比賽項(xiàng)目的內(nèi)容完全來(lái)源于行業(yè)或企業(yè)的實(shí)際工作[1]。

CAD機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目競(jìng)賽試題由 4個(gè)相互獨(dú)立模塊組成（機(jī)械制造裝配和詳細(xì)設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)、實(shí)體模型逆向工程），參賽選手在4天時(shí)間里依次測(cè)試這4個(gè)模塊（如圖1所示）[2]。這些試題的內(nèi)容包括：金屬鈑金類零件、桁架結(jié)構(gòu)及其組件、焊接部件和裝配件、機(jī)械零件和裝配件、圖紙的詳細(xì)繪制、模型的功能仿真和照片級(jí)渲染、實(shí)體模型的逆向工程、更改產(chǎn)品的現(xiàn)有設(shè)計(jì)來(lái)完善設(shè)計(jì)。CAD機(jī)械設(shè)計(jì)試題各模塊考核形式與任務(wù)要求見(jiàn)表1。這種模塊化的試題設(shè)計(jì)能以貼近企業(yè)實(shí)際工作的方式，綜合考核選手CAD機(jī)械設(shè)計(jì)技能的掌握情況。

圖1 世界技能大賽CAD項(xiàng)目競(jìng)賽內(nèi)容

表1 CAD機(jī)械設(shè)計(jì)試題各模塊考核形式與任務(wù)要求

中國(guó)政府于2010年正式加入世界技能組織，2011年10月首次組隊(duì)參加在英國(guó)倫敦舉行的第41屆世界技能大賽，我國(guó)6名青年技能選手代表中國(guó)分別參加了CAD機(jī)械設(shè)計(jì)、數(shù)控車、數(shù)控銑、美發(fā)、網(wǎng)站設(shè)計(jì)、焊接6個(gè)項(xiàng)目的比賽（每個(gè)項(xiàng)目限1名選手）。經(jīng)過(guò)4天激烈角逐，在51個(gè)代表團(tuán)中，我國(guó)代表團(tuán)取得的總平均分排名第2，并獲得1枚銀牌、5枚優(yōu)勝獎(jiǎng)牌的較好成績(jī)。華南理工大學(xué)魏駿楊同學(xué)作為我國(guó)CAD機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目選手參加了本次大賽，并獲得優(yōu)勝獎(jiǎng)（第8名）的好成績(jī)。充分展示了中國(guó)隊(duì)的整體實(shí)力，對(duì)宣傳我國(guó)高技能人才工作成果，擴(kuò)大我國(guó)在職業(yè)培訓(xùn)領(lǐng)域的影響力，培養(yǎng)造就具有國(guó)際水平的高技能人才隊(duì)伍具有重要意義。

培養(yǎng)與國(guó)際接軌的高技能創(chuàng)新人才是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。世界技能大賽CAD機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目比賽嚴(yán)格遵循行業(yè)和ISO最新標(biāo)準(zhǔn)，外語(yǔ)要求高，考核知識(shí)范圍廣。比賽內(nèi)容涉及機(jī)械基礎(chǔ)（如機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖等）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（三維建模、三維仿真、三維動(dòng)畫(huà)等）、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、鈑金、焊接、復(fù)雜零件測(cè)繪等方面的知識(shí)，要求參賽者具備較強(qiáng)的工程設(shè)計(jì)和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的綜合能力。我們認(rèn)為，通過(guò)世界技能大賽，找出我國(guó)CAD機(jī)械設(shè)計(jì)與國(guó)際水平的差距；通過(guò)選拔培養(yǎng)參賽選手，以點(diǎn)帶面地培養(yǎng)與國(guó)際接軌、能夠擔(dān)當(dāng)由“中國(guó)制造”向“中國(guó)創(chuàng)造”跨越重任的CAD高技能創(chuàng)新型人才，以加快我國(guó)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

2 廣東省CAD大賽及其分析

為加快具有國(guó)際視野的CAD高技能創(chuàng)新人才培養(yǎng)，廣東省工程圖學(xué)學(xué)會(huì)先后于 2010年和2011年主辦了“廣東省CAD圖形技能及創(chuàng)新大賽”（以下簡(jiǎn)稱省CAD大賽）。廣東省有關(guān)部門(mén)予以大力支持，將CAD大賽定為廣東省省級(jí)二類職業(yè)技能競(jìng)賽（今年升級(jí)為省級(jí)一類職業(yè)技能競(jìng)賽），廣東省職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心給優(yōu)勝選手頒發(fā)國(guó)家中級(jí)、高級(jí)繪圖員證書(shū)。

兩次大賽都得到全省高等、中等、職業(yè)、技工等院校的積極支持和參與。2010年第1屆參賽的有22隊(duì)，110名選手；2011年第2屆參賽的有50隊(duì)，150名選手。以2011省CAD大賽為例，機(jī)械CAD比賽設(shè)高級(jí)組和中級(jí)組2個(gè)級(jí)別，高級(jí)組有33所院校參加，中級(jí)組有9所中等院校參加，比賽成績(jī)?nèi)绫?所示。

表2 2011年省CAD大賽成績(jī)平均分

由表2的比賽數(shù)據(jù)可見(jiàn)，高級(jí)組學(xué)生手繪能力強(qiáng)于計(jì)算繪圖（含計(jì)算機(jī)二維繪圖和計(jì)算機(jī)三維繪圖）能力，中級(jí)組學(xué)生手繪能力和計(jì)算機(jī)三維繪圖能力都較強(qiáng)，且各項(xiàng)數(shù)據(jù)都強(qiáng)于高級(jí)組。這一情況雖然與不同組別競(jìng)賽題目的難度差異有關(guān)，但從某種意義上說(shuō)，也反應(yīng)我國(guó)CAD教育的現(xiàn)狀。在高等院校中，除極少數(shù)院校專門(mén)開(kāi)設(shè)CAD軟件課程外，大部分院校將CAD安排在工程制圖課程中，而且在教學(xué)過(guò)程中又主要側(cè)重在投影理論和手繪訓(xùn)練方面。計(jì)算機(jī)二維繪圖和計(jì)算機(jī)三維繪圖多是穿插進(jìn)行，時(shí)間也很有限，造成高等院校學(xué)生計(jì)算機(jī)繪圖、特別是計(jì)算機(jī)三維繪圖能力較弱。在中等院校中，大部分是將工程制圖和CAD教學(xué)設(shè)置成不同的課程。工程制圖課程課時(shí)較長(zhǎng)，而且普遍要求學(xué)生進(jìn)行零部件測(cè)繪；CAD課程多在機(jī)房邊講邊上機(jī)練習(xí)，而且上機(jī)時(shí)間也能得到充分保證。因此，中等院校學(xué)生手繪和CAD軟件使用方面較高等院校學(xué)生更熟練，不過(guò)他們?cè)贑AD機(jī)械設(shè)計(jì)理論和創(chuàng)新方面與高等院校學(xué)生相比，還是存在一定的差距。

3 CAD大賽與世界技能大賽接軌

國(guó)內(nèi)高校CAD課程內(nèi)容與世界技能大賽內(nèi)容相比差距較大，要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間和高強(qiáng)度訓(xùn)練的優(yōu)秀選手才能應(yīng)對(duì)這樣繁重（共 22小時(shí)）的比賽任務(wù)。為了促進(jìn)我國(guó)機(jī)械CAD教育與世界技能大賽接軌，我們嘗試逐步引入世界技能大賽CAD機(jī)械設(shè)計(jì)技能標(biāo)準(zhǔn)，制定計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技師繪圖員鑒定標(biāo)準(zhǔn)和開(kāi)展CAD競(jìng)賽，對(duì)廣東省乃至全國(guó)各類院校和企業(yè)CAD從業(yè)人員的機(jī)械CAD教育起到導(dǎo)向和示范作用。

最近，廣東省在制定CAD大賽技術(shù)方案和鑒定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，充分考慮本省CAD教育和應(yīng)用現(xiàn)狀，參照國(guó)家制圖員技師標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合世界技能大賽的情況，在原計(jì)算機(jī)繪圖員技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上制定了“計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技師繪圖員鑒定標(biāo)準(zhǔn)（機(jī)械類）”。該標(biāo)準(zhǔn)集成了世界技能大賽 CAD機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目第1天、第3天、第4天內(nèi)容（見(jiàn) 表1），具內(nèi)容如表3所示。

表3 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技師繪圖員（機(jī)械類）

廣東省CAD大賽組委會(huì)經(jīng)過(guò)反復(fù)研討，考慮到廣東省不同層次院校CAD圖學(xué)教育現(xiàn)狀，決定今年首先將世界技能大賽CAD機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目比賽模式和內(nèi)容引入2012年大賽CAD機(jī)械設(shè)計(jì)工種的職工組比賽項(xiàng)目中，然后再逐步推廣到學(xué)生組（包括中級(jí)組和高級(jí)組）。旨在通過(guò)競(jìng)賽提高廣東省CAD大賽水平，促進(jìn)與世界技能大賽接軌的 CAD高技能復(fù)合型創(chuàng)新人才隊(duì)伍培養(yǎng)，以提高廣東省企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。廣東省CAD大賽的特點(diǎn)主要有以下5個(gè)方面：

1） 與世界技能大賽接軌，競(jìng)賽內(nèi)容初步與世界技能大賽接軌，表現(xiàn)在三維建模、裝配與運(yùn)動(dòng)仿真、零件模型測(cè)繪等方面。

2） 賽事級(jí)別高，今年已將CAD大賽定為省級(jí)一類職業(yè)技能競(jìng)賽。

3） 選手來(lái)源廣，參賽選手有本科、高職高專、技師學(xué)院、中職中專、技工學(xué)校的學(xué)生，有企事業(yè)單位不同層次CAD相關(guān)人員。

4） 獲獎(jiǎng)榮譽(yù)高，參賽選手的成績(jī)?nèi)绶蠌V東省職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心規(guī)定者，按有關(guān)程序頒發(fā)相應(yīng)級(jí)別國(guó)家職業(yè)資格證書(shū)（機(jī)械類職工組頒發(fā)技師證書(shū)）。機(jī)械類職工組選手競(jìng)賽成績(jī)優(yōu)異者，可由廣東省人力資源和社會(huì)保障廳授予“廣東省技術(shù)能手”榮譽(yù)稱號(hào)。

5） 競(jìng)賽形式新穎，今年將開(kāi)放部分競(jìng)賽項(xiàng)目比賽現(xiàn)場(chǎng)，讓觀眾可觀摩選手的整個(gè)比賽過(guò)程，并設(shè)置互動(dòng)環(huán)節(jié)（同期達(dá)人秀、體驗(yàn)設(shè)計(jì)、學(xué)術(shù)報(bào)告、技術(shù)講座等），邀請(qǐng)媒體進(jìn)行報(bào)道。本大賽將對(duì)廣東省乃至全國(guó)各類院校和企業(yè)CAD從業(yè)人員CAD技能培訓(xùn)具有導(dǎo)向作用。

4 機(jī)械CAD現(xiàn)狀

我國(guó)企業(yè)CAD的廣泛應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代初“甩圖板工程”，通過(guò)引入計(jì)算機(jī)二維繪圖代替手工繪圖，主要使用AutoCAD軟件。雖然傳統(tǒng)的制圖方法是通過(guò)二維視圖來(lái)描述三維實(shí)體，但這種描述難以作進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)分析、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)分析和數(shù)控加工，不能真正做到生產(chǎn)的自動(dòng)化。隨著三維建模軟件以及數(shù)控加工設(shè)備的成熟，越來(lái)越多企業(yè)應(yīng)用三維 CAD，而且能夠很好地解決上述問(wèn)題。

20世紀(jì)90年代，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展逐步深入，我國(guó)已將計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)引入到工程制圖的課程中，并逐步以三維設(shè)計(jì)的方法來(lái)改革工程制圖的課程體系和教學(xué)內(nèi)容[3-8]。目前，我國(guó)各類高校、職業(yè)院校在CAD和工程制圖教學(xué)方面主要有兩種：第一，工程制圖與CAD繪圖合并為一門(mén)課程，把CAD結(jié)合制圖課的內(nèi)容安排在某些章節(jié)穿插講解。第二，工程制圖與CAD分為兩門(mén)課程，相對(duì)獨(dú)立，課時(shí)比前者稍多。兩種教學(xué)模式各有利弊，前者將CAD與投影制圖的知識(shí)密切結(jié)合，相互滲透，但CAD的教學(xué)內(nèi)容較為分散；后者的CAD教學(xué)較為集中，系統(tǒng)性較好，但占有的學(xué)時(shí)較多。

教學(xué)CAD軟件以AutoCAD、Solid Works最為多見(jiàn)，其次是 Pro/E、UG，再就是 Inventor、CAXA、Solid Edge等。這些軟件的選用主要與企業(yè)的應(yīng)用狀況、技能鑒定部門(mén)的資格考核、上崗就業(yè)等有著密切的關(guān)系，再就是與教學(xué)要求、教材內(nèi)容、師資情況，以及學(xué)校的設(shè)備配置等因素也有一定關(guān)系。

從20世紀(jì)90年代中期開(kāi)始，全國(guó)就開(kāi)展了CAD從業(yè)人員的系列認(rèn)證工作。以廣東省為例，十多年來(lái)，廣東省職業(yè)技能鑒定指導(dǎo)中心在計(jì)算機(jī)繪圖員資格認(rèn)證方面的工作就沒(méi)間斷過(guò)，目前累計(jì)已有 20多萬(wàn)人獲得了中、高級(jí)計(jì)算機(jī)繪圖員職業(yè)技能資格證。有力地促進(jìn)了廣東省職業(yè)技能培訓(xùn)、鑒定等工作，甚至香港特別行政區(qū)也加入了廣東省的這一職業(yè)認(rèn)證工作，使廣東省CAD職業(yè)技能培訓(xùn)走在全國(guó)前列。

5 總 結(jié)

通過(guò)去年世界能大賽的國(guó)際交往和競(jìng)賽情況，我們體會(huì)到我國(guó)在CAD應(yīng)用、CAD教育方面與國(guó)際的差距主要有以下5方面：

1） 專業(yè)知識(shí)較為單一，內(nèi)容綜合性不夠強(qiáng)。如教學(xué)中主要側(cè)重在一般的機(jī)械零件和裝配方面，在鈑金、桁架、焊接等方面的內(nèi)容很少甚至欠缺，學(xué)生的綜合應(yīng)用能力不強(qiáng)。

2） 實(shí)踐環(huán)節(jié)不夠充分，包括金工實(shí)習(xí)、零部件測(cè)繪等。

3） 學(xué)生的機(jī)械基礎(chǔ)不夠扎實(shí)。

4） 教學(xué)環(huán)境開(kāi)放性不夠，教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)際結(jié)合不夠密切，學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力不強(qiáng)。

5） 社會(huì)交往少，GB與ISO有一定差異，學(xué)生的視野不夠開(kāi)闊。

本次世界技能大賽的CAD機(jī)械設(shè)計(jì)項(xiàng)目，除了必須具備的機(jī)械基礎(chǔ)和 CAD的基本要求外，還涉及到鋼結(jié)構(gòu)、鈑金、焊接等方面的知識(shí)，也許下一屆大賽還會(huì)涉及更多更新的知識(shí)領(lǐng)域。雖然，我們的教學(xué)不是為了比賽，不可能賽什么就學(xué)什么，但有些問(wèn)題確實(shí)應(yīng)該引起我們的思考，在今后的教學(xué)中應(yīng)當(dāng)予以重視。

我國(guó)是第1次參加世界技能大賽，準(zhǔn)備不夠充分，經(jīng)驗(yàn)不足，CAD項(xiàng)目能取得優(yōu)勝獎(jiǎng)也實(shí)屬不易。參加世界技能大賽得到各級(jí)政府的高度重視，參賽選手和培訓(xùn)專家回國(guó)后先后榮幸地受到中央和地方政府領(lǐng)導(dǎo)的接見(jiàn)和鼓勵(lì)。下一屆“大賽”2013年在德國(guó)舉行，目前，我國(guó)正在進(jìn)行選手的選拔工作，近期將組成國(guó)家集訓(xùn)隊(duì)，為參加第 42屆世界技能大賽并取得更加喜人的成績(jī)作充分的準(zhǔn)備。

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