王清

摘 要：針對CAD機械設(shè)計大賽涉及課程多、內(nèi)容雜、難度大的現(xiàn)象，本文創(chuàng)造性地提出課外工匠班，建立一個松散的、自由的學(xué)習(xí)班級，制定新的教學(xué)標準，設(shè)計對標技能大賽的教學(xué)案例，采用線上線下相結(jié)合的教學(xué)與管理模式，制作完善的教學(xué)資源。實踐證明，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果大大改善，教師的教學(xué)能力大幅度提升，技能競賽也取得了更好的成績。本教學(xué)改革方式取得了良好效果，對其他課程的教學(xué)改革也具有一定的意義。

關(guān)鍵詞：CAD機械設(shè)計大賽 課外工匠班 教學(xué)改革

Exploration and Practice of Extracurricular Craftsman Class Teaching Mode Based on CAD Mechanical Design Contest

Wang Qing

Abstract：In response to the phenomenon that CAD mechanical design competitions involve multiple courses， complex content， and great difficulty， this article creatively proposes extracurricular craftsmanship classes， establishes a loose and free learning class， formulates new teaching standards， designs teaching cases for benchmarking skills competitions， and adopts a combination of online and offline teaching and management mode to create complete teaching resources. Practice has proven that students' learning outcomes have greatly improved， teachers' teaching abilities have significantly improved， and skill competitions have also achieved better results. This teaching reform method has achieved good results and has certain significance for the teaching reform of other courses.

Key words：CAD mechanical design competition， extracurricular craftsman classes， reform in education

職業(yè)教育與普通教育的區(qū)別在于，職業(yè)教育更重視職業(yè)技能的訓(xùn)練，而評價職業(yè)技能的一個重要方式就是職業(yè)技能大賽，因此職業(yè)技能大賽在職業(yè)教育中占據(jù)著相當重要的地位。

自2008年在天津首次舉辦職業(yè)技能大賽以來，職業(yè)技能大賽的規(guī)模、覆蓋面和影響力逐步提升，已逐漸成為職業(yè)院校技能人才評價與選拔的平臺。2021年修訂的《全國職業(yè)院校技能大賽章程》中明確規(guī)定，職業(yè)技能大賽要建立學(xué)校、省級、國家三級競賽體系，形成“校有比賽、省有競賽、國有大賽”的職業(yè)院校技能競賽體系[1-2]。

職業(yè)技能大賽作為我國職業(yè)教育的一項重要制度設(shè)計，作為衡量職業(yè)院校學(xué)生職業(yè)能力與職業(yè)技能的一個重要手段，是各個職業(yè)學(xué)校展示自己的專業(yè)師資水平、技能訓(xùn)練水平的重要平臺。在促進職業(yè)教育改革、創(chuàng)新、發(fā)展、建設(shè)等方面起到了積極作用[3]。

1 CAD機械設(shè)計賽項的介紹

世界技能大賽被譽為“技術(shù)能力界的奧林匹克大賽”，是世界各國和地區(qū)職業(yè)技能展示交流的平臺，參賽選手代表了各國技術(shù)能力的頂尖水平。CAD機械設(shè)計賽項是世界技能大賽的一個傳統(tǒng)賽項，最開始在我國只在技師學(xué)院中進行推廣、選拔。從2020年開始，陸續(xù)有多個省份在高職院校中組織此項賽事，其他省份也在陸續(xù)跟進。

CAD機械設(shè)計賽項是利用Autodesk Inventor軟件完成零件的三維建模、零部件裝配、零部件工程圖、三維標注、方案設(shè)計、照片渲染、原理動畫、拆裝動畫，以及手工測繪、三維掃描、三維打印等內(nèi)容的競賽項目。包含機械設(shè)計挑戰(zhàn)、機械制造、零件建模裝配與工程圖、逆向工程四個模塊[4]。知識面覆蓋機械制圖、桁架、鈑金、焊接、三維建模、機械原理、機械工藝制造、材料科學(xué)、機械設(shè)計基礎(chǔ)、公差配合、測量技術(shù)、動畫仿真等內(nèi)容。設(shè)備需要用到三維軟件、三維掃描儀、3D打印機[5]。此賽項內(nèi)容多、難度大，是對選手各方面知識、技能的一個綜合考察。

由于科技發(fā)展的日新月異，學(xué)校的課程內(nèi)容和教學(xué)資源往往落后于企業(yè)，導(dǎo)致教學(xué)內(nèi)容和企業(yè)需求的脫軌。而每年舉辦的CAD機械設(shè)計大賽聚焦高端制造、數(shù)字經(jīng)濟、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)、新技術(shù)等重點領(lǐng)域，不僅符合我國實現(xiàn)中國制造2025、打造工業(yè)4.0、構(gòu)建新工科的大政方針，也與企業(yè)對人才的需求接軌，能對接工作崗位，滿足職業(yè)能力的需求。

2 CAD機械設(shè)計賽項課后工匠班的設(shè)立

職院院校大一學(xué)生各方面知識技能都不夠、大三學(xué)生忙于畢業(yè)實習(xí)找工作，因此大二學(xué)生是技能競賽的主力軍。而由于此項賽事內(nèi)容眾多，難度又大，大二學(xué)生在某些知識和技能上有所欠缺，所以必須要有老師進行專門的指導(dǎo)，這就是設(shè)置工匠班的前提。

2.1 行政工匠班的弊端

我校以前實行過行政工匠班，通過半年到一年的在校學(xué)習(xí)，從各班挑選出優(yōu)秀的學(xué)生組成工匠班。但弊端很明顯，那就是各班的優(yōu)秀學(xué)生被抽調(diào)一空，剩下的學(xué)生要么學(xué)習(xí)能力不強，要么學(xué)習(xí)積極性不高，或者兼而有之，更讓留下的學(xué)生感覺自己是被“放棄”的失敗者，其學(xué)習(xí)積極性受到一定程度的影響，導(dǎo)致整個班級的學(xué)習(xí)風(fēng)氣大幅下降，間接影響整個學(xué)校的學(xué)風(fēng)。

2.2 課后工匠班的意義

職業(yè)技能大賽設(shè)立的初衷，是為了“以賽促學(xué)、以賽促教、以賽促改、以賽促建”，通過競賽來提高所有老師的教學(xué)能力，提升所有學(xué)生的職業(yè)技能，提升整個學(xué)校的教學(xué)效果。但在實際操作中，學(xué)校往往只選取少數(shù)幾個選手進行培訓(xùn)，淪為了服務(wù)極少數(shù)學(xué)生的工具，脫離了廣大學(xué)生，被廣為詬病。之所以會這么做，一方面是學(xué)校急功近利為了快速出成績，另一方面也是因為職業(yè)技能大賽的每個賽項都囊括了多門課程的知識與技能，難度很高，對學(xué)生的綜合能力要求很強，超出了很多學(xué)生的接受能力，并不適合簡單粗暴地引入課程體系。

因此，本課程團隊考慮了一個既能讓技能大賽服務(wù)于廣大學(xué)生，又能在一定程度上減少學(xué)生抵觸心理和學(xué)習(xí)壓力的辦法，那就是將CAD機械設(shè)計賽項的內(nèi)容和難度進行細分，分為不同層次，以滿足不同學(xué)習(xí)興趣、不同學(xué)習(xí)能力的學(xué)生，同時以教師指導(dǎo)、學(xué)生互助的形式成立課后工匠班，讓學(xué)生利用課余時間、以自愿為原則來學(xué)習(xí)，并定期考核，對達到不同層次的學(xué)生頒發(fā)不同的工匠證書，以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。這樣既能大規(guī)模選拔競賽苗子，為技能競賽出成績打下基礎(chǔ)，又能最大范圍的推廣本課程，服務(wù)廣大學(xué)生群體，適應(yīng)不同層次的學(xué)生，提升大部分學(xué)生的職業(yè)技能。

3 課后工匠班實施步驟

3.1 調(diào)查研究、有目的地提升教師自身的職業(yè)技能水平

通過對歷屆CAD機械設(shè)計大賽的要求、賽題等分析，對競賽所考核的知識點和技能進行歸納總結(jié)后，發(fā)現(xiàn)即使是經(jīng)驗豐富的老師，也在知識和技能上存在著一定程度的盲區(qū)，特別是在一些新興軟件和設(shè)備的使用上。因此，團隊教師要有針對的進行學(xué)習(xí)、進修，學(xué)習(xí)新知識、掌握新軟件、提升新技能，不能讓自身的知識和技能水平成為制約課程發(fā)展的路障。

3.2 制定符合競賽要求的CAD機械設(shè)計課程的課程標準

CAD機械設(shè)計賽項涵蓋的學(xué)科有：機械制圖、三維軟件應(yīng)用、機械設(shè)計、機械加工工藝、公差測量技術(shù)、逆向工程、3D打印等。傳統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)各自為戰(zhàn)，并沒有形成一個統(tǒng)一的整體。

這就需要各科老師組成一個課程團隊，根據(jù)其重要程度、難易程度，將各個學(xué)科的知識點打散、重構(gòu)，融合進不同的實例項目中。以技能大賽的比賽內(nèi)容和難度作為終極要求，往下細分為初級、中級、高級工匠三個合格等級，來制定不同的教學(xué)標準、授課內(nèi)容和授課計劃等，對達到考核要求的學(xué)生頒發(fā)對應(yīng)的工匠證書（見表1）。

3.3 制定CAD機械設(shè)計課后工匠班的組織架構(gòu)、教學(xué)方式

從學(xué)生大一進校就進行廣泛宣傳動員，通過發(fā)宣傳單、在校園擺放宣傳畫、教師在課堂進行介紹等手段，宣傳CAD機械設(shè)計課后工匠班，讓學(xué)生了解并鼓勵其加入。學(xué)生根據(jù)自己的興趣自由選擇，可以隨時加入，也可以自由退出。

課后工匠班不同于固定的行政班，將吸收全系不同專業(yè)、不同年級、不同班級的學(xué)生，且學(xué)生可以自由進出，即學(xué)生人數(shù)也是動態(tài)變化的，還有允許學(xué)生有不同的學(xué)習(xí)進度，達到不同的學(xué)習(xí)層次。因此，難以選擇一個長期穩(wěn)定的線下教學(xué)時間，也不適合長期的統(tǒng)一授課。所以，將利用課后時間進行學(xué)習(xí)，以線上課程和自學(xué)為主。同時提供給學(xué)生一個專門的工作室，讓有興趣的學(xué)生在里面自主學(xué)習(xí)，并安排幾個骨干學(xué)生進行日常管理，以便學(xué)生互相之間交流。同時老師每周定時巡視，檢查學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并進行必要的指導(dǎo)。

3.4 制作相應(yīng)的教學(xué)資源

學(xué)生需要掌握與技能大賽有關(guān)的各種知識、技能，任務(wù)多、難度大，而學(xué)習(xí)的大部分時間將是課后碎片化時間，以自學(xué)為主，如何保證好的教學(xué)效果就成了最大的問題。因此課程團隊需制作大量的課程資源，包括但不限于：教學(xué)案例、圖片、PPT、動畫、微課視頻、習(xí)題、考核項目等。讓學(xué)生可以隨時隨地學(xué)習(xí)，打破時間和空間的限制。

教學(xué)資源的制作，可以讓一部分骨干學(xué)生參與，一來減輕教師的負擔，二來讓學(xué)生學(xué)以致用，不但能加深他們對知識技能的理解，還能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并作為一個手段來找出學(xué)生對知識、技能掌握的不足之處，以此形成一個良性循環(huán)。

3.5 實時監(jiān)控動態(tài)調(diào)整

在課后工匠班剛開始實施的過程中，一定會出現(xiàn)各種各位的問題。因此，要建立線上和線下反饋機制。委托骨干學(xué)生對眾學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性和情緒等進行監(jiān)測，老師主要對學(xué)生參與度、學(xué)習(xí)進度、課程進展情況、作業(yè)案例完成程度進行把控，再結(jié)合調(diào)查反饋等一系列指標，及時對教學(xué)方式、方法進行調(diào)整，最大限度的滿足學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。

3.6 改革評價方式

課后工匠班在考核和評分方式上也引入了技能大賽的比賽和評分標準。傳統(tǒng)的作業(yè)和考試方式存在學(xué)生抄襲的情況，特別是軟件操作更存在學(xué)生復(fù)制拷貝的惡劣情形。

考核方式上，統(tǒng)一組織學(xué)員在規(guī)定時間規(guī)定地點以模擬競賽的方式進行考核，由于考核學(xué)員人數(shù)不多，最多也只有四五十人，不像傳統(tǒng)期末考試有數(shù)百的人數(shù)，故可以給每人一套不同的試題，就可以完全杜絕學(xué)生抄襲甚至拷貝的想象。在評分方式上也引入了技能大賽的評分標準，從三維建模的特征、裝配情況、測繪的準確度、圖片渲染質(zhì)量、動畫完成及清晰程度、工程圖完成度、三維掃描精確度、逆向工程完成度、3D打印情況等項目上參照技能大賽的評分標準，爭取最大程度客觀公正地全方面反映學(xué)生的考試情況。

3.7 改進、改革普通教學(xué)模式

技能競賽只有極少部分學(xué)生才能獲獎，雖然經(jīng)過課后工匠班的實行，但也只覆蓋到了一部分學(xué)習(xí)優(yōu)秀的學(xué)生，我們要更進一步，以此為基礎(chǔ)來覆蓋到整個專業(yè)的學(xué)生。

所以，需要總結(jié)提煉技能競賽的能力要求，結(jié)合行業(yè)企業(yè)調(diào)研，了解行業(yè)企業(yè)的發(fā)展情況，進行分析歸納，以此修改相應(yīng)專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃、職業(yè)崗位要求、職業(yè)能力需求、課程設(shè)置等[6]。選取或改造技能競賽賽題，作為教學(xué)案例加入到普通課程中，豐富教學(xué)內(nèi)容、提升教學(xué)效果、符合崗位需求、滿足職業(yè)能力，以此讓教學(xué)緊跟科技發(fā)展，解決學(xué)校教學(xué)與企業(yè)需求脫軌的問題。

3.8 向其他技能競賽輸送人才

CAD機械設(shè)計賽項中最基本、最核心的技能是三維建模，而其他技能競賽賽項也有需要三維建模這項技能的，比如：復(fù)雜部件數(shù)控多軸聯(lián)動加工技術(shù)、工業(yè)數(shù)字孿生、機械產(chǎn)品測繪與CAD創(chuàng)新設(shè)計、“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽等。所以，CAD機械設(shè)計賽項培訓(xùn)出來的學(xué)生，不但能參與本賽項，也能參加其他賽項。

3.9 設(shè)立機械設(shè)計工作室，解決課程服務(wù)社會的問題

經(jīng)過調(diào)研分析，發(fā)現(xiàn)機械類大中專以及本科畢業(yè)生在進行畢業(yè)設(shè)計時，在設(shè)計、二維、三維作圖方面往往有難處，需要有人進行技術(shù)指導(dǎo)。以及很多小型機械類企業(yè)養(yǎng)不起繪圖員，對三維建模、出工程圖有著實際需求。

在國家大力支持學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的大背景下，我們考慮以團隊教師為指導(dǎo)，CAD機械設(shè)計課后工匠班骨干學(xué)生為主體，成立機械設(shè)計工作室，面向高校學(xué)生進行繪圖方面的技術(shù)指導(dǎo)，面向企業(yè)承接各種制圖、繪圖類、工程設(shè)計建模等業(yè)務(wù)，服務(wù)企業(yè)回饋社會。還能讓學(xué)生直接參與企業(yè)的實際工作，提早進入職業(yè)崗位、鍛煉職業(yè)技能，解決學(xué)生缺乏職業(yè)了解，職業(yè)能力低下的問題，且契合國家大力推廣大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的方針[7]。

4 實踐效果

（1）課后工匠班的實施，激發(fā)了一大批學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了一大批工匠人才，加強了他們對知識和技能的掌握。

（2）課后工匠班不僅為本賽項也為其他賽項培養(yǎng)了一批技能競賽選手，比如有課外工匠班學(xué)員在機械產(chǎn)品測繪與CAD創(chuàng)新設(shè)計、“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽中獲得省賽、國賽獎項的事例。

（3）技能大賽的內(nèi)容來源于最新的行業(yè)動態(tài)、企業(yè)需求。因此參與學(xué)習(xí)的學(xué)生進一步了解了行業(yè)發(fā)展方向，熟悉企業(yè)職業(yè)崗位，提升提職業(yè)能力。工匠班學(xué)生在畢業(yè)實習(xí)的企業(yè)中，普遍表現(xiàn)比一般學(xué)生更加優(yōu)秀，獲得了企業(yè)的肯定與贊揚。

（4）教師在參與的過程中，不斷了解行業(yè)發(fā)展新動態(tài)，參與了相應(yīng)知識、技能的學(xué)習(xí)和進修，個人能力、教學(xué)水平有了明顯進步，還為教學(xué)改進、改革提供思路和一手素材，申報了多項課題、撰寫了多篇論文。

5 結(jié)語

CAD機械設(shè)計大賽很好地對接機械行業(yè)的發(fā)展趨勢，內(nèi)容滿足了相當一部分企業(yè)對員工的職業(yè)能力需求，同時為高等職業(yè)院校的教學(xué)指明了改革與發(fā)展的方向。通過CAD機械設(shè)計大賽課外工匠班的實施，從各方面提升了學(xué)生和教師的能力和素質(zhì)，有利于提升整個學(xué)校的教學(xué)水平、辦學(xué)能力。但是，目前只是教學(xué)改革剛剛開始的時候，還有很多地方可以改進完善，還需要進行更加深入的改革。

湖南省教育廳科學(xué)研究課題：基于技能競賽的《CAD機械設(shè)計》課外工匠班教學(xué)模式的探索與實踐（22C1411）。

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