職教高考背景下基于任務驅動的中職機械CAD課程教學模式的探索

摘 要：為了讓學生更好地掌握CAD技能以適應產業數字化升級的需求，同時也為了促進中職機械類學生對職教高考中職業技能測試內容的學習，我們著手了基于任務驅動的中職機械CAD課程的教學模式的探索。本文首先介紹了任務驅動教學模式的概念和特點，然后介紹了目前中職機械CAD課程教學的現狀，提出了“基于任務驅動”的中職機械CAD課程教學模式的設計原則，如職教高考導向、企業需求原則、整體性原則和學科交叉原則等。在實施策略方面，本文以福建省職教高考背景下的Solid Works軟件為例，從任務設計、學生參與、教師引導和小組合作四方面論述其過程。

關鍵詞：任務驅動 中職機械 CAD課程 教學模式 探索

1 緒論

1.1 職教高考背景下中職機械CAD課程的教學現狀

中職學生升入高職學校進一步學習的主渠道是以“文化素質+職業技能”為考試內容的“職教高考”[1]，在職教高考背景下，中職的課程教學應兼顧社會對人才的需求和學生的升學發展需求。目前國內中職機械CAD課程的教學主要針對機械三維軟件。軟件基本為UG、Pro/e、Inventor、SolidWorks、Auto cad、CAXA、中望等，他們的使用方法和功能大同小異，能熟練地掌握其中的一到二種即可。中職機械CAD課程的教學內容主要包括軟件簡介、基本操作、二維草圖設計、三維特征建模和編輯、零件圖出圖、三維裝配、裝配圖出圖等模塊。因為各校該課程的教學模式和教學目標大相徑庭，所以對機械類相關專業考生的職業技能考試內容的學習和CAD技能的教學效果也參差不齊。

1.2 研究動機

職教高考背景下，基于任務驅動的中職機械CAD課程教學模式通過設計目標明確、與學生職業技能測試和企業需求實際相關的多樣化的任務，促使學生在不斷完成任務的過程中激發學習動機，在交流協作中培養團隊合作和創新的能力，最終達到提升產業需要的數字技能水平和“職業技能”測試知識儲備的目的。本文從任務驅動教學模式的簡介、職教高考背景下中職機械CAD課程教學模式的設計原則及實施策略方面來探討。

2 任務驅動模式的簡介

2.1 定義

任務驅動教學模式是一種以學生為中心、建構主義為指導，圍繞一定的任務形成穩定的教學結構框架。采用該教學模式一般遵循以下流程：首先，老師遵循一定的原則設計好教學任務，利用多媒體或其他手段展現任務情境；然后，學生根據老師提供的自主學習的資源，開始探究式學習并自主或者協作解決學習任務；接著，學生之間交流討論，分享解決任務的方法；最后老師評價總結。在整個過程中，學生位于學習的主體地位，老師起到設計任務、提供學習資源、引導組織教學、幫助突破難點和評價的作用。

2.2 在中職機械CAD教學中的價值

在中職機械CAD教學采用這種任務驅動的教學模式有許多好處。第一，老師將教學目標融合到多樣化教學任務中，學生在完成多樣化學習任務后認知、技能和能力的不斷完善，利于CAD技能和機械專業的“職業技能”測試內容的學習；第二，學生在完成任務的過程不斷獲得完成任務的成就感，充分地激發了他們的學習興趣；第三，學生通過交流分享了一些完成任務的新方法新思路，有利于表達能力和創新思維的培養；第四，學生協作互助完成任務，利用培養學生團隊合作能力的培養。

3 本文研究的教學模式的設計原則

3.1 “職教高考”導向原則

職教高考背景下基于任務驅動的中職機械CAD課程教學模式設計立足于中職教育的基礎地位，遵循“職教高考”導向原則，緊扣“職教高考”考綱。以福建省的職教高考為例，雖然筆者知道的機械CAD的內容包括草圖繪制、三維建模和裝配、零件圖、裝配工程圖、靜力學分析、拓撲優化和逆向設計等，但是因為后三者與該省當前“職教高考”的考綱內容相距甚遠，所以不將“靜力學分析、拓撲優化和逆向設計”作為中職機械CAD課程教學的主要內容。

3.2 企業需求原則

中職機械CAD課程教學應該服務于企業，為產業數字化升級培養人才，因此，中職機械CAD課程教學模式的設計應該遵循企業需求的原則。老師在設計教學模式的任務時應該結合中職學生的學習特點，充分考慮企業對CAD技能的具體要求，包括常用軟件類型、常用功能、工作流程及行業趨勢等需求。

3.3 整體性原則

基于任務驅動的中職機械CAD課程的教學模式設計符合課程整體性原則。該原則促使教師將整個課程的內容作為一個整體，在不同的任務之間融入CAD軟件建模、裝配、零件圖、工程圖等模塊的常用命令，在不同任務間強化常用命令的使用功能。完成該課程的教學后學生應能利用CAD軟件完成機械類企業、職業技能測試中的常見中等難度的零件的建模、出工程圖、組件三維裝配和裝配圖紙的出圖等任務，而不是只能完成孤立的某一個模塊的內容。

3.4 學科交叉融合教學原則

學科交叉融合教學是指兩門及以上的學科交叉融合的教學研究及應用，是培養復合人才和創新型人才的重要手段。基于任務驅動的中職機械CAD課程教學的目標是讓學生掌握企業所需的數字技能和促進學生對職業技能測試內容的學習，因此教學模式的設計需要遵循學科交叉融合原則。在這一原則的指導下，把機械基礎、機械制圖、公差互換性、CAD軟件、工程材料和“思政”內容合理融合起來，以便給高職教育輸送專業技能扎實、職業素養優秀的生源。

4 本論文研究的教學模式的開展策略

4.1 任務設計：設計多樣化的教學任務

任務設計是職教高考背景下基于任務驅動的中職機械CAD課程教學模式的核心。我們的任務設計分為主體教學任務設計和分任務設計。主體教學任務主要依據課程主要的知識和技能目標來設計；“分任務”依據教學任務的完成的流程融合其他教學目標來設計。

4.1.1 依據課程主要的知識和技能目標設計主體教學任務

中職機械CAD課程教學的主要知識技能目標是讓學生熟練掌握產業數字化必需的CAD技能和職教高考技能測試學習內容，以SolidWorks課程教學為例，在主體教學任務的設計時一方面要考慮軟件在建模、裝配、繪制零件圖和裝配圖等模塊的常用功能，另一方面也要根據各省高職分類招考職業技能測試考試考綱的內容對應融合。以下是我們結合福建“職教高考”設計的中職機械CAD的主體教學任務和依據的知識技能目標：

4.1.2 按教學任務的完成流程融合其他教學目標來設計分任務

筆者研究的中職機械CAD課程的教學歸納起來有以下四方面的內容：對零件軸測圖三維建模、對三維組件裝配、對三維模型出零件圖、出簡單組件的裝配圖。我們歸納了上述四方面的教學任務的完成流程，在具體教學時老師可融合不同的教學目標來設計分任務。

（1）根據零件的軸測圖進行三維建模的教學任務完成流程：認識分析零件、擬定建模思路→著手零件主要的建模特征→查找設計庫內容或者繪制截面草圖→完成零件特征→其他特征建模→修改、完善、保存零件；

（2）組件三維裝配的教學任務完成流程：認識裝配體、分析裝配關系（選定第一個零件以及確定裝配路線）→導入第一個零件（零件坐標與裝配坐標一致）→導入并約束裝配零件→重復以上步驟，完成其余裝配→已裝零部件快速陣列→裝配緊固件→保存裝配體；

（3）根據零件三維建模繪制零件圖的教學任務完成流程：認識分析零件、確定零件類別→視圖表達方案的選擇→定圖幅、比例→主視圖的表達→其他視圖的表達→尺寸標注→尺寸公差和形位公差標注→表面粗糙度標注→其他技術要求→標題欄填寫；

（4）給裝配體出裝配圖紙的教學任務完成流程：認識分析裝配體（工作原理、裝配關系，視圖選擇，定圖幅、比例）→設置系統選項→導入裝配體→布置其他視圖→標注尺寸→標注零件序號→填寫明細表→標注技術要求、標題欄→保存。

4.1.3 融合他教學目標來補充不同類型的分任務

中職機械CAD課程的教學不僅要培養學生的專業知識和CAD技能，也要培養學生的其他能力，我們也要根據對其他能力的培養目標合理設計分任務。比如，要培養學生探究式學習的能力，就要設計自學的任務；要培養學生的職業素養和愛國主義情懷，需要設計學科交叉融合的任務；要培養學生團隊協作解決問題的能力就要設計小組合作完成的任務；要培養學生表達能力需要設計一些討論的任務。

4.2 學生參與

學生積極參與，思考、討論形成自己的經驗。基于任務驅動的中職機械CAD課程教學需要學生積極思考，認真配合老師的教學設計完成每個分任務。學生必須融入任務中才會形成自己的經驗體系，才會在交流中比較優劣更新自己的經驗。比如完成階梯軸的圓柱體部位時，因為同學們的積極參與，我們會發現有的同學選擇拉伸凸臺/基體特征完成，有的同學選擇旋轉凸臺/基體特征完成；因為有了不同的方法的比較交流，我們才容易發現哪種方法更簡潔高效，讓同學的知識經驗體系得到不斷的提升，更是對那些思維敏捷、勤于探索的同學的一種鼓勵，激發了他們的學習動機。

4.3 教師組織與引導

學生完成任務前，老師設計教學任務、對學生進行分組，組織引導學生通過自主學習探究式或小組協作解決問題，必要時讓學生向老師求助；學生基本完成任務后，老師引導學生分組交流分享方法和經驗，反思學習所得，對交流結果進行評價，鼓勵表揚任務完成優秀和經驗分享有閃光點的學習小組，并表揚小組優秀成員。

4.4 小組合作

在基于任務驅動的中職機械CAD課程教學中，小組合作互幫互助可以提高學生的團隊協作和溝通能力，減輕了教師的輔導工作，提高了教學效率，同時也能讓學生對CAD軟件的操作方法印象更深刻，利于技能的熟練掌握；同時，通過小組交流討論可以開拓學生思維和視野，培養學生的創新思維和解決問題的能力，為他們未來的職業生涯打下堅實的基礎；另外，小組合作使學生對任務結果有更強的責任感，通過共同努力達成目標，學生會體驗到團隊榮譽感，增強他們的集體意識和歸屬感。

小組合作在基于任務驅動的中職機械CAD課程教學中非常重要，在具體課堂教學設計中，老師組織學生分為若干學習小組，每組設定一個學習較好、處事公平工作的學生為組長，用于推薦組員展示交流，組長也給老師匯報各個分任務的完成人數，以及在小組互評時打分。為了突出教學重點、提升課堂整體教學效率，建議將小組合作學習放在一堂課的教學重點部分。

5 教學設計案例

表１是以三維建模模塊的主體教學任務齒輪的建模為例來說明一下職教高考背景下基于任務驅動的中職機械CAD課程的教學設計。

6 結語

職教高考背景下，基于任務驅動的中職機械CAD課程的教學的任務設計要利于學生職教高考相關科目的內容學習，也利于學生掌握企業需要的數字技能，所有的任務的知識和專業技能點要從易到難、形成體系，應該囊括企業常用的中等難度的CAD數字技能。老師在組織教學時應該充分考慮到學生學習的主觀能動性、團隊協作性和創新思維的激發，鼓勵學生自主探索、小組互助完成任務。

基金項目：泉州市教育科學“十四五”規劃 （第二批）立項課題《“職教高考”背景下中職機械類數字化設計課程的實踐教學研究》（立項批準號：QG1452-294）。

參考文獻：

[1]國家職業教育改革實施方案[Z].

[2]王清麗.基于任務驅動的高中語文整本書閱讀教學模式探究[J].考試周刊，2024（12）：49-52.