基于CDIO教育理念的《互換性與技術(shù)測量》實驗教學(xué)改革①

摘 要：實驗課程是理論課程的重要補充和重要組成部分，在培養(yǎng)學(xué)生動手能力、對課程的理解能力等方面均具有重要作用。在高等工科院校機械專業(yè)本科高年級中《互換性與技術(shù)測量》是一門最重要的學(xué)科。本文討論基于CDIO教育理念的《互換性與技術(shù)測量》實驗教學(xué)改革的思路和方法。通過CDIO教育理念的培養(yǎng)，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為其將來進一步的教育奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：CDIO教育理念 互換性與技術(shù)測量 實驗教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0211-01

1 問題的提出

高等院校通過整個教學(xué)過程來培養(yǎng)人才，并且培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新精神和時間能力，這主要體現(xiàn)在實驗教學(xué)這個教學(xué)環(huán)節(jié)，這在培養(yǎng)人才中有著重要的作用和地位。高等工科院校機械專業(yè)本科高年級中《互換性與技術(shù)測量》是一門最重要的必須學(xué)科。也是聯(lián)系工業(yè)和設(shè)計這兩門課的紐帶，是最重要的機械類專業(yè)的基礎(chǔ)課。

《互換性與技術(shù)測量》的內(nèi)容主要包括尺寸公差和形位公差的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)、尺寸鏈和典型零件的互換性、表面粗糙度、測量技術(shù)基礎(chǔ)這五個部分組成，其中實踐和理論性都很強。但是學(xué)生們對于學(xué)習(xí)這門課程缺乏專業(yè)生產(chǎn)的知識和經(jīng)驗，同時學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法都不很很快適應(yīng)。在授課過程中，學(xué)生通常是被動地接受學(xué)習(xí)，缺乏獨立分析與思考的能力，從而最終影響學(xué)生的總體學(xué)習(xí)質(zhì)量。在《互換性與測量技術(shù)》課程教學(xué)體系中，實驗教學(xué)是其重要環(huán)節(jié)，在提高學(xué)生的動手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新型實用型人才等方面具有重要作用[1～2]。

2 CDIO教育理念

近年來，CDIO工程教育理念在全球得到了廣泛的實施和推廣，取得了一系列良好的效果。CDIO則是由構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）、運作（Operate）這四個組成的，其中它是以產(chǎn)品的研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期而作為載體，這樣就可以讓學(xué)生通過主動和實踐的方式，把課程之間進行有機的聯(lián)系起來的方法進行學(xué)習(xí)工程，這就集中體現(xiàn)在了“基于項目的教育和學(xué)習(xí)”和“做中學(xué)”上。CDIO最為教育改革中的創(chuàng)新工具，直接面向于學(xué)生的教育，這就在現(xiàn)實世界的系統(tǒng)和產(chǎn)品過程中特別強調(diào)了構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）、運作（Operate）這四個方面，再通過這個方面進行工程理論和實踐的學(xué)習(xí)[3]。

2000年10月，麻省理工學(xué)院（MIT）和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)經(jīng)過四年的深入探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，并成立了CDIO國際合作組織。自2000年起，CDIO模式在全世界以MIT為首的幾十所大學(xué)操作實施以來，已取得了顯著成效。目前，已經(jīng)有包括丹麥、芬蘭、法國、南非、新加坡、中國等國在內(nèi)的20多所大學(xué)加入到CDIO合作計劃中，共同繼續(xù)開發(fā)和完善CDIO教學(xué)模式。北京交通大學(xué)查建中教授針對CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)中的7個重點標(biāo)準(zhǔn)做了系統(tǒng)而詳細的介紹，并初步分析了工程教育改革戰(zhàn)略“CDIO”與“產(chǎn)學(xué)合作”和“國際化”之間的關(guān)系。清華大學(xué)教育研究所李曼麗從歷史的角度解讀CDIO，認為CDIO是對當(dāng)前工程教育“理論”與“實踐”問題的一種解決方式。面對全球經(jīng)濟一體化對人才特別是專業(yè)工程技術(shù)人才需求的嚴峻形勢，各工科院校紛紛改革現(xiàn)有的人才培養(yǎng)模式，根據(jù)自身的實際情況在實踐基礎(chǔ)上認真歸納總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)提出改革方案，并引入新的人才培養(yǎng)模式，形成了多樣化的CDIO[4～8]。

3 教學(xué)改革

把近年來國際工程教育改革的最新成果—— CDIO教學(xué)理念引入《互換性與測量技術(shù)》教學(xué)，對于提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)、培養(yǎng)學(xué)生的開拓創(chuàng)新意識，具有重要意義。這些工作對于解決學(xué)科交叉和學(xué)科融合環(huán)境下，機械類人才培養(yǎng)中的工程創(chuàng)新能力具有重要意義；同時，對于提升高校機械基礎(chǔ)類實驗教學(xué)水平具有重要的推動作用。

作為工程教育改革的創(chuàng)新工具，CDIO框架提供了面向?qū)W生的教育，即強調(diào)構(gòu)思（Conceive）—設(shè)計（Design）—實施（Implement）—運行（Operate）四個階段在實驗教學(xué)過程中，來學(xué)習(xí)工程的理論和實踐。在實施過程中，應(yīng)解決如下幾個方面的關(guān)鍵問題。

（1）在《互換性與技術(shù)測量》實驗教學(xué)中，選擇恰當(dāng)?shù)膶嶒烅椖縼磉M行CDIO方法的教學(xué)實踐。

在理論及實驗教學(xué)過程中，整理出在設(shè)計、加工、測量、裝配環(huán)節(jié)中與《互換性與技術(shù)測量》課程相關(guān)的知識點，供大家參考和預(yù)習(xí)。實驗教學(xué)過程中針對這些知識點在項目中如何運用進行初步的分析，引導(dǎo)和啟發(fā)學(xué)生用課程中的理論知識去分析問題和解決問題，最后的實現(xiàn)讓學(xué)生課后完成。

（2）在具體的實驗項目中，合理安排每個階段的任務(wù)，使學(xué)生深入理解課程內(nèi)容。

在項目實施過程中，通過合理安排任務(wù)，讓學(xué)生進行產(chǎn)品的測量以及裝配實驗，使其深切感受到設(shè)計、加工、裝配過程中《互換性與技術(shù)測量》中的配合、公差、形位公差、表面粗糙度、測量以及零件的合格性的判別等概念，學(xué)生看到的不再是孤立的數(shù)據(jù)，而是一個完整的產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和檢驗過程。

4 結(jié)語

通過CDIO教學(xué)方法，使學(xué)生對尺寸公差和形位公差的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)有基本的認識，通過測量環(huán)節(jié)對公差和形位公差以及表面粗糙度的基本原理和標(biāo)準(zhǔn)有了進一步的體驗。最終提高學(xué)生的動手能力及創(chuàng)新能力。

參考文獻

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