杜青林，歐昌杰，張曉紅

（湖南理工學院機械工程學院，湖南 岳陽 414006）

0 引言

隨著我國經濟的快速發(fā)展和中國制造2025戰(zhàn)略的全面實施，國家對高素質、創(chuàng)新型、應用型人才的需求不斷增加，因此提高高等教育質量對人才培養(yǎng)和人才儲備尤為重要[1]。機械類課程尤其是機械CAD作為專業(yè)課越發(fā)重要，它是工科類的基礎課程，在人才培養(yǎng)體系中占據重要位置。通過這些競賽，對機械CAD教學進行改革探索和實踐創(chuàng)新，提升我校教師的教學水平和學生的綜合素養(yǎng)，是我們不懈的追求動力和奮斗目標。本文以針對機械CAD教學與學科競賽之間的創(chuàng)新改革關系為基礎，將進行一些教學理念的探索，為后續(xù)的課賽融合實踐提供理論指導。機械CAD教學與大學生學科競賽的教學改革與實踐研究內涵，包括機械CAD教學與大學生學科競賽的教學模式改革、教學與競賽融合、競賽能力培養(yǎng)等三大內容模塊。

1 教學模式改革

1.1 構建線上線下混合式教學模式

機械CAD混合式教學分為線上學習和線下教學兩大模塊，學生利用網絡教學資源，完成相關學習內容。通過線上的學習，再結合線下實踐教學，學生掌握知識要點和知識體系將會更加完備和得心應手[2]。

混合式教學在授課的過程中需要進行理論聯(lián)系實際，一般采用傳統(tǒng)的尺規(guī)作圖和AutoCAD軟件相結合，同時利用如超星網絡等現(xiàn)代化多媒體技術，通過網絡展現(xiàn)教學內容和實施教學活動。學生可以利用課閑時間瀏覽使用該教學平臺，教學平臺上豐富的課外資源也成為學生了解、參與學科競賽的窗口，進一步提高了學生學習的積極性。

1.2 建立虛實結合的實踐教學模式

通過學校的虛擬仿真平臺，進行實踐教學，具有直觀、實踐性強與有助于更好地理解理論知識等特點[3]。大學生學科競賽將實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)提高到與理論學習能力同等的高度，最新的3D打印和輕量化設計中，需要進行三維的虛擬建模和仿真，才能滿足競賽的各種工程實物。這些學科競賽，促進了學生實踐能力和團隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，無疑在機械CAD教學過程中起到了很好的促進作用。

1.3 引入啟發(fā)式教學模式

啟發(fā)式教學方式有利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力?？疾靹?chuàng)新思維能力是大學生學科競賽的主要目的之一，這要求大學生根據所提出的實際問題，綜合多方面的知識找到解題思路來解決實際問題。機械CAD課程主要以理論和實踐相結合的方式進行授課，同時需要兼?zhèn)淇臻g想象能力和總體構思能力，因而其有一定難度，教師需不斷激發(fā)學生學習的主動性，將課程內容將變得豐富生動，啟發(fā)學生的學習興趣。學生在學習基本原理和方法時，可對其提出難度適宜的一些實例和問題，讓學生自己通過查閱、觀察、實驗、思考、討論、試講等方式去獨立探究，自行發(fā)現(xiàn)并掌握相應的規(guī)律和結論。啟發(fā)式教學模式突出了學生的主體性地位，讓學生主動地探索科學原理，掌握知識和解決問題的方法與步驟。

1.4 采用討論式教學模式

在機械CAD教學過程中，特別是講解習題和問題時，采用討論式授課模式。區(qū)別于傳統(tǒng)的教師站在講臺上講，學生坐在座位上聽的教學模式，在教學過程中教師和學生圍坐在一起，采用面對面地交流方式，猶如聊天一樣。教師每次準備一兩個主題，學生圍繞主題進行討論，在討論過程中會不斷提出新問題，再對提出的問題進行討論，尋求解決的方法，教師在此過程中把握問題方向和解題思路，鼓勵學生提出問題，從而達到雙向提問的效果[4]。通過這樣的教學新模式調動學生解決問題的能力，提高創(chuàng)新思維。另外，由此教學相長的過程亦使得教師受益，它比傳統(tǒng)的填鴨式教學方式更能激發(fā)教師的創(chuàng)新能力。

2 教學與競賽融合

2.1 搭建創(chuàng)新團隊

學生的創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)是一個艱巨過程，需要選拔不同年級、不同特長、不同興趣的同學有機組合起來，發(fā)揮各自優(yōu)勢和特長，以因應不同的創(chuàng)新要求和競賽形式。為了選拔學科競賽后備人才以及將對機械工程設計有興趣的學生集合在一起從而形成良好的學習氛圍，特別搭建一個創(chuàng)新實踐小組。這個小組由獨立學院的機自和機電等專業(yè)的學生組成，教師每周抽出固定或不固定的時間，一起討論和分析一些機械CAD和創(chuàng)新設計方面的問題。這個學科競賽創(chuàng)新平臺，它既能鏈接所有所學課程專業(yè)的學生參與其中，又能及時溝通機械專業(yè)知識和大賽的臨場經驗。有了創(chuàng)新團隊就要多參加各種省級和全國層面的競賽、多進企業(yè)、多與兄弟院校交流、多見各種機構等方式來拓寬知識面和見識[5]，從而促進學生的綜合能力提升，包括理論基礎、實踐創(chuàng)新能力、競賽技巧、應變能力等。

2.2 建立實踐場所

為了更好地提升學生學習積極性和競賽能力的培養(yǎng)，組建一支優(yōu)異的創(chuàng)新團隊，還需要建設一個長期穩(wěn)定的大學生創(chuàng)新基地，加強產學研合作。學校從自身條件出發(fā)，專門劃出了一個場地成立實訓基地，通過借助基地的軟硬件條件，進行系統(tǒng)訓練，針對各類的學科競賽，提前進行可行性分析和系統(tǒng)設計，再進行加工調試，最終成為參賽作品和實踐成果。同時與企業(yè)共建實踐創(chuàng)新基地，拓展實踐創(chuàng)新空間，構建學生自主創(chuàng)新能力。依托此平臺，深入開展課程設計、畢業(yè)設計教學環(huán)節(jié)，并且為學科競賽提供足夠場地支持。

2.3 建立“傳、幫、帶”體系

在機械CAD教學體系中，實踐部分是非常關鍵一環(huán)。光憑任課教師手把手、面對面進行傳授，效率最低，成效較差。而采用以學生為中心，一級一級往下帶，不僅節(jié)省時間成本，還能提高學生的學習自主性和能動性，且在傳幫帶的過程中，將實踐教學課堂化[7]，使老師的“教”與學生的“學”融為一體。

2.4 建立競賽培養(yǎng)機制

教學改革應該幫助學生在解決問題的過程中活化知識，從而能夠將實際性“知識點”串聯(lián)成“問題線”，再系統(tǒng)性的網織成“學科面”，能夠快速提升學生的學習能力和創(chuàng)新思維。在競賽能力培養(yǎng)過程中，先進行基礎知識和能力訓練，包括尺規(guī)作圖、三維建模、制圖基礎知識、3D打印、輕量化設計等，然后再針對各自的優(yōu)勢和能力進行分組和優(yōu)化，使每一個成員都能在學習機械CAD及創(chuàng)新設計過程中掌握基礎知識、鍛煉實踐能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維。

3 競賽能力培養(yǎng)

在教學中，明確學生的學習主體地位，用帶有趣味性和啟發(fā)性的知識引領學生徜徉于知識的殿堂，讓學生學會主動學習，在掌握理論知識的基礎上，提升學生在競賽實踐中自行解決問題的能力。同時高度關注實踐的導向作用，選擇典型性案例充實和豐富教學內容。在教學環(huán)節(jié)，要始終秉持“以工程過程為導向”的觀點，立足于學科競賽，對綜合案例進行合理化分解，在細化模塊的基礎上對任務進行劃分，引導學生在任務的驅動下收集資料、整合信息，在小組的共同努力下完成各類競賽的學科任務。

4 實踐成效

近五年來，我校機械類各類競賽項目中，在不斷完善的培養(yǎng)策略和措施下穩(wěn)步推進創(chuàng)新人才培養(yǎng)，已取得顯著成效。

（1）在近五年我校學科競賽中獲省級及以上獎勵126項，其中獲國家級一等獎4項、省級一等獎23項。

（2）參賽學生有接近60%的成員選擇讀研或留學深造，為國內科研高校輸送了優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才。

（3）上百位參加競賽的學生被國內外知名企業(yè)招錄。絕大部分用人單位對以上畢業(yè)生專業(yè)素質和專業(yè)能力以及團隊協(xié)作能力給予了充分肯定。

5 結論

機械CAD課程采用新的教學模式，實施以學生為主體、教師為引導的教學理念，結合學科競賽，采用線上線下相結合、虛實相結合的教學模式，真正做到理論聯(lián)系實際，提高了學生實踐動手能力和工程創(chuàng)新能力。課賽融合的新模式，將機械CAD課程從傳統(tǒng)的教學方式和現(xiàn)代多元教學有機結合，提升了整個教學質量和學生的工程實踐應用能力和競賽能力。