CDIO模式下“注射模具課程設(shè)計”教學改革初探

沈洪雷　劉峰

摘 要：本文分析了我?！白⑸淠＞哒n程設(shè)計”現(xiàn)行教學中存在的問題，根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)要求和特點，進行了基于CDIO模式下該課程設(shè)計的教學改革和實踐，提出了教學改革的具體措施，以突出實際工程應用能力的培養(yǎng)，實踐證明對鍛煉學生實踐能力和掌握課程理論達到了良好的效果。

關(guān)鍵詞：CDIO工程教育 注射模具課程設(shè)計 教學改革

CDIO（工程教育模式）是近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO指的是Conceive-Design-Implement-Operate（構(gòu)想—設(shè)計—實施—操作），是由麻省理工學院等四所大學通過幾年的研究、探索和實踐建立的一種先進的工程教育模式，它讓學生以生動的、實踐的、課程之間具有有機聯(lián)系的方式學習和獲取工程能力。旨在以綜合的培養(yǎng)方式使畢業(yè)生在工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面達到預定目標［１］。本文結(jié)合我校實際情況，介紹CDIO模式在“注射模具課程設(shè)計”中的應用。

一、傳統(tǒng)課程設(shè)計模式的不足［２］，［３］

1.課題單一，學生個性發(fā)揮不明顯。對于我院“注射模具課程設(shè)計”，由于時間安排較短，因此布置的課題一般選擇比較單一和簡單的典型零件，對大多數(shù)學生而言，基本都能按指導書要求的步驟完成。另外，同學間的設(shè)計方案差異性較小，不能充分體現(xiàn)學生的個性，也不利于學生特長和創(chuàng)新拓展思維能力的發(fā)揮和培養(yǎng)，越來越不能滿足現(xiàn)代教育對學生創(chuàng)新能力和素質(zhì)培養(yǎng)的需要。

2.理論與實踐聯(lián)系不密切，影響學生掌握效果。理論學習和實踐是相輔相成、相互影響的。目前課程設(shè)計基本是在理論課結(jié)束后，集中一段時間執(zhí)行的，造成課程理論學習和課程設(shè)計的實踐在時間上有一定的中斷，同時由于課程設(shè)計時間較短，不可能深入企業(yè)或?qū)嶋H制作，因此與企業(yè)實際應用還有一定的差距。另外，在理論學習中，學生學習的目標性不明確，沒有相應的項目和任務(wù)引導，學生就不能帶著問題深入學習和研究，這些都在一定程度上影響學生的學習效果和實踐應用能力的培養(yǎng)。

3.重結(jié)果不重過程，評價不甚合理。教師對學生課程設(shè)計的評價大多還停留在平時出勤和對學生提交的課程設(shè)計作業(yè)成果上，沒有充分重視學生的設(shè)計創(chuàng)造性思維過程。另外，缺少必要的反饋和總結(jié)，學生交完作業(yè)就結(jié)束，對自己的課程設(shè)計方案的可行性、總體質(zhì)量等方面沒有針對性的反饋，設(shè)計過程中存在的問題沒有得到有效解決，因此也會影響學生對本課程的整體掌握效果。

二、CDIO模式下的課程設(shè)計改革［２］，［４］

1.豐富設(shè)計課題類型，體現(xiàn)個性化發(fā)展，培養(yǎng)團隊意識。

改變以往課題單一，與企業(yè)實際不符的狀況，利用學校產(chǎn)學研合作資源，深入企業(yè)一線，收集與本課程密切相關(guān)的真實課題，以3—4人為一組進行分組設(shè)計，并要求每個人采用不同的設(shè)計方案，這樣避免了學生之間抄襲的現(xiàn)象，充分調(diào)動了各個學生的主觀能動性，體現(xiàn)了學生個性化和專業(yè)技能發(fā)展的需要，培養(yǎng)了小組之間的團隊合作意識。

2.課題設(shè)計與理論學習相結(jié)合，培養(yǎng)學生綜合能力。

由于本課程實踐性比較強，枯燥的理論說教很難獲得預期的效果，要培養(yǎng)工程意識和應用能力，就必須理論聯(lián)系實踐。實踐證明“行動式”教學對實踐性強的課程學習具有較好的效果，所謂的“行動式”教學就是把傳統(tǒng)的說教式的教學模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合生產(chǎn)實際的認知與應用相結(jié)合的一種教學過程［５］。

本課程的理論學習和課程設(shè)計在某種程度上其實就是理論和實踐之間的關(guān)系，理論知識的掌握是課程設(shè)計的基礎(chǔ)和前提，而課程設(shè)計是對課程理論知識的全面實踐和應用。在組織教學過程中，將本課程理論教學和課程設(shè)計及實踐有效地結(jié)合起來，即將課程設(shè)計的課題提前布置，穿插在理論學習的過程中。這樣，一方面可以讓學生以布置的課程項目為驅(qū)動，在每一個章節(jié)講解完后，就可以對項目進行相應部分的設(shè)計、計算，激發(fā)學生理論知識的學習興趣，引導學生自主思考和學習，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，也鞏固和加強了學生對理論知識的學習和掌握。另一方面，課程設(shè)計課題的提前布置和進行，可以利用課程設(shè)計階段節(jié)約出來的時間出去深入企業(yè)，進行必要的實習實踐，再結(jié)合自身的設(shè)計方案、零部件制造工藝等方面進行優(yōu)化。條件許可情況下，對于結(jié)構(gòu)相對簡單的可以利用實驗室的設(shè)備對設(shè)計的模具進行制作和驗證，讓學生樹立系統(tǒng)工程的概念，獲得專業(yè)實踐，培養(yǎng)團隊合作能力。

3.改進設(shè)計方法和手段，鍛煉能力，提高效率。

隨著計算機技術(shù)尤其三維技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應用，在模具行業(yè)，三維設(shè)計成為普遍，另外三維設(shè)計有助于CAD與CAE/CAM的集成，可以大大提高模具設(shè)計的質(zhì)量和可靠性。而在本課程修學之前，本校該專業(yè)學生已經(jīng)學習了三維設(shè)計軟件（PRO/E，UG等）和CAE軟件（Moldflow）應用等課程。因此，本課程設(shè)計中完全可以利用三維設(shè)計方法來替代原先的二維設(shè)計模式，這樣既鍛煉了學生應用計算機輔助模具設(shè)計、制造與分析（CAD/CAM/CAE）的能力，又大大提高了設(shè)計效率和質(zhì)量，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計和真正進入企業(yè)工作打下了一定的基礎(chǔ)。

4.合理評價，增強掌握效果。

打破原有的評價方式，注重學生課程設(shè)計的過程控制和答辯反饋結(jié)果。設(shè)計過程中，教師隨時跟蹤學生的設(shè)計進展，了解其設(shè)計中可能存在的問題，動態(tài)掌握學生的設(shè)計思路和效果，這樣可以充分調(diào)動全體學生的主動性和積極性，也有利于教師及時掌握學生的真實情況，為正確評價提供依據(jù)。作業(yè)提交后，以分組的形式進行集體答辯，這樣既可使師生間進行有效的交流，又可將設(shè)計中的問題及時反饋給學生，便于學生總結(jié)和有效掌握。

三、CDIO模式的實施條件［２］

CDIO模式的實施，對教學環(huán)境、教師的整體素質(zhì)提出了更高的要求，因此，CDIO模式的順利實施受到以下幾方面因素的影響：（1）培養(yǎng)計劃中課程體系的設(shè)置得是否合理，會影響到學生對專業(yè)課程知識體系掌握的優(yōu)劣。（2）教師的整體能力，一方面需要教師除了系統(tǒng)掌握本專業(yè)中與本課程相關(guān)的系統(tǒng)知識以外，還要及時掌握本專業(yè)學科的發(fā)展前沿和動態(tài)，另一方面需要花更多的時間和精力對教學過程的實施進行思考、構(gòu)思和監(jiān)控。（3）教學條件，在項目實施過程中，需要具備必要的實施條件，比如，實踐的場所、相關(guān)設(shè)施等。（4）學生的自身能力，CDIO主要是以項目為導向，以學生為主體，以實踐創(chuàng)新為主線的能力本位培養(yǎng)模式，對學生知識體系的掌握和實踐動手能力等各方面有著更高的要求。

四、結(jié)語

實踐證明，CDIO模式在本課程設(shè)計中的實施，有效地激發(fā)了學生的主觀能動性，也顯著提高了學生對本課程理論知識的掌握和應用能力。但是，教學改革是一個系統(tǒng)的復雜工程，對于人才培養(yǎng)的整個過程而言，CDIO的實施不能局限于幾門課程，其“構(gòu)想—設(shè)計—實施—操作”的思想應該貫穿于整個教學過程，落實到每門尤其是專業(yè)課程中，可以以課程群的形式進行綜合的改革和實踐，營造有利于實踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學環(huán)境，真正發(fā)揮CDIO模式的魅力和效果。

參考文獻：

［1］樊志遠，熊興隆.CDIO模式下CPLD課程教學改革的教改的探索和實踐［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2011（12）：148-149.

［2］朱玉.CDIO工程教育模式下“機械設(shè)計課程設(shè)計”教改的探討［J］.中國電力教育，2010（19）：98-99.

［3］郭曉梅，丁明明，方守糊.應用CDIO模式改革《精密塑料成型工藝與模具設(shè)計》課程教學的探索［J］.浙江水利水電?？茖W校校報，2011（9）：81-84.

［4］張泊平，劉曄，李國慶.基于CDIO理念的《軟件工程》課程體系構(gòu)建［J］.福建電腦，20010（7）：27-28.

［5］沈洪雷.“塑料模具設(shè)計”課程教學改革與實踐［J］.常州工學院學報，20010（4）：87-89.