CDIO教育理念在應(yīng)用型本科院校的UG教學(xué)中的應(yīng)用探索

周雪峰　王劍　劉萬(wàn)輝

【摘 要】依據(jù)CDIO工程教育理念及專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化課程體系及教學(xué)方式，以項(xiàng)目實(shí)施為導(dǎo)向分層次組織教學(xué)，使學(xué)生參與項(xiàng)目設(shè)計(jì)，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，以此將學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)與個(gè)人發(fā)展聯(lián)系起來(lái)。

【關(guān)鍵詞】CDIO教育理念；UG教學(xué)；項(xiàng)目實(shí)施

UG NX是Siemens PLM Software公司推出的一款集CAD/CAE/CAM于一體的軟件平臺(tái)，由于其具有強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、分析和制造功能，廣泛應(yīng)用于航空、船舶、汽車(chē)、電子、機(jī)械制造和工業(yè)造型等領(lǐng)域，有效縮短了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。為提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，更好的服務(wù)于社會(huì)，許多學(xué)校在機(jī)械、材料類(lèi)專(zhuān)業(yè)中開(kāi)設(shè)了UG課程，目的是讓學(xué)生掌握、熟悉UG軟件的基本應(yīng)用，提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)技能，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

傳統(tǒng)的教學(xué)理念是通過(guò)課堂教學(xué)，使學(xué)生掌握UG常用命令操作的技能訓(xùn)練，教學(xué)模式通常以教師為中心組織課堂教學(xué)，先由教師演示UG各項(xiàng)命令的操作過(guò)程，再由學(xué)生根據(jù)實(shí)例進(jìn)行操作練習(xí)，并完成教師指定的作業(yè)。采用這種教學(xué)模式，學(xué)生大多能完成教師布置的練習(xí)，但學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中缺少主動(dòng)思考問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力培養(yǎng)。當(dāng)面對(duì)復(fù)雜造型時(shí)，許多學(xué)生無(wú)法完成甚至無(wú)從著手，這嚴(yán)重打擊了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。尤其是走上工作崗位后，這種孤立的操作技能培養(yǎng)的教學(xué)模式的弊端更加凸顯，因此，有必要引入新的教學(xué)理念進(jìn)行教學(xué)改革和創(chuàng)新，注重教學(xué)過(guò)程中學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，以適應(yīng)社會(huì)需求。

1 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式[1]作為國(guó)際工程教育模式改革的最新重要成果，強(qiáng)調(diào)將構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)作（Operate）作為主線，以產(chǎn)品的研發(fā)及其運(yùn)行的生命周期作為載體，根據(jù)課程間的有機(jī)聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)的、實(shí)踐的學(xué)習(xí)工程理論與經(jīng)驗(yàn)技術(shù)的能力。CDIO教育模式將學(xué)生的能力培養(yǎng)分為四個(gè)層面，即工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及工程應(yīng)用能力，要求以這四個(gè)層面的預(yù)定目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的教育思想。

2 CDIO教學(xué)方案設(shè)計(jì)

依據(jù)CDIO工程教育模式，在UG教學(xué)的組織過(guò)程中，注重學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、創(chuàng)造性能力培養(yǎng)的同時(shí)，結(jié)合社會(huì)需求，確定學(xué)生應(yīng)具備的基礎(chǔ)知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)的能力，以此為目的明確課程與知識(shí)擴(kuò)充和能力培養(yǎng)之間的關(guān)系，建立UG教學(xué)方案和課程體系之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)教學(xué)方案，深化教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)效果，具體方案如下。

2.1 課程體系的調(diào)整及教學(xué)方式的整體優(yōu)化

依據(jù)CDIO工程教育理念，在UG軟件課程開(kāi)設(shè)之前，完成零件測(cè)繪、工程制圖、AutoCAD、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生對(duì)三維設(shè)計(jì)具有感性認(rèn)識(shí)，便于學(xué)生在聽(tīng)課過(guò)程中的理解，同時(shí)有助于教師組織課堂教學(xué)，拓展相關(guān)知識(shí)。

鑒于CDIO工程教育模式，系統(tǒng)研究UG常用功能模塊的不同命令，結(jié)合UG軟件中實(shí)體造型、曲面設(shè)計(jì)、工程制圖以及裝配等主要設(shè)計(jì)模塊，設(shè)計(jì)具有典型性、實(shí)用性的教學(xué)案例，以項(xiàng)目為導(dǎo)向分別構(gòu)建初級(jí)、中級(jí)和高級(jí)項(xiàng)目，逐步提高項(xiàng)目的復(fù)雜程度[2]。其中，初級(jí)項(xiàng)目以演示UG常用命令的使用過(guò)程為核心構(gòu)建項(xiàng)目，每個(gè)項(xiàng)目包含1-2個(gè)知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施掌握UG軟件的基本命令操作，使學(xué)生通過(guò)練習(xí)掌握基本命令的操作技巧。中級(jí)項(xiàng)目通過(guò)案例練習(xí)訓(xùn)練學(xué)生熟練掌握操作命令，總結(jié)不同操作命令之間的聯(lián)系與區(qū)別，中級(jí)項(xiàng)目綜合多個(gè)命令，使學(xué)生深化知識(shí)運(yùn)用，達(dá)到觸類(lèi)旁通的效果。高級(jí)項(xiàng)目為綜合性實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目需要，綜合運(yùn)用相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)將整個(gè)課程體系有機(jī)結(jié)合起來(lái)，在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)分組以團(tuán)隊(duì)形式協(xié)作完成項(xiàng)目，高級(jí)項(xiàng)目的特點(diǎn)是項(xiàng)目綜合程度較高，是對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用，要求學(xué)生相互協(xié)作、互幫互助才能完成項(xiàng)目。通過(guò)項(xiàng)目分層次實(shí)訓(xùn)，學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，促進(jìn)理論知識(shí)向?qū)嵺`技能的轉(zhuǎn)化，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，為以后步入工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2 教學(xué)過(guò)程中團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神的培養(yǎng)

企業(yè)中工程項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)是企業(yè)內(nèi)各部門(mén)協(xié)作、部門(mén)內(nèi)各成員協(xié)作完成，對(duì)人員的團(tuán)隊(duì)工作能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神具有較高要求。為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)，發(fā)揮學(xué)生之間互幫互助，首先進(jìn)行分組?？己顺煽?jī)由團(tuán)隊(duì)成績(jī)和個(gè)人成績(jī)構(gòu)成，分別各占50%。分組采取學(xué)生自愿組合，每組4～5人，由教師進(jìn)行組織和安排。鑒于保障項(xiàng)目的順利進(jìn)行，在分組時(shí)，遵循一條重要原則，每一組保證至少有1人具備較強(qiáng)的學(xué)習(xí)能力，負(fù)責(zé)整個(gè)小組項(xiàng)目的順利開(kāi)展。同時(shí)，為模擬企業(yè)內(nèi)部各項(xiàng)目組、企業(yè)間人員的流動(dòng)，以便學(xué)生學(xué)到更多知識(shí)，提高各組項(xiàng)目完成效率，在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中，根據(jù)學(xué)生情況允許各組間除組長(zhǎng)之外的人員調(diào)整，人員調(diào)整的原則為各組保持學(xué)生人數(shù)不變，

2.3 讓學(xué)生主動(dòng)參與到項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，發(fā)揮主觀能動(dòng)性

一件優(yōu)秀的產(chǎn)品，關(guān)鍵就是創(chuàng)新，將個(gè)人對(duì)產(chǎn)品的理解融入到產(chǎn)品的元素中，處處體現(xiàn)設(shè)計(jì)者的理念。教學(xué)過(guò)程中對(duì)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的培養(yǎng)，就是將創(chuàng)新意識(shí)貫穿整個(gè)教學(xué)過(guò)程中，最為關(guān)鍵的是通過(guò)學(xué)生主動(dòng)參與組織課堂教學(xué)，讓學(xué)生參與設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)方法，發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。例如，課堂教學(xué)的部分案例可以由學(xué)生根據(jù)興趣自主設(shè)計(jì)。另外，結(jié)合學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)，教師模擬客戶(hù)提出產(chǎn)品需求，讓學(xué)生按照工作流程完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)，這是充分體現(xiàn)和鍛煉學(xué)生創(chuàng)新思維的實(shí)踐過(guò)程，使學(xué)生的創(chuàng)新靈感得以發(fā)揮。尤其是應(yīng)用型本科院校，部分學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)是在實(shí)習(xí)過(guò)程中進(jìn)行，讓學(xué)生根據(jù)自己的實(shí)習(xí)崗位擬定題目，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。

3 結(jié)語(yǔ)

基于CDIO工程教育理念及UG課程特點(diǎn)，通過(guò)優(yōu)化課程體系及教學(xué)方式，讓學(xué)生主動(dòng)參與項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，發(fā)揮學(xué)生主觀能動(dòng)性，通過(guò)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，有效提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)技能；以項(xiàng)目實(shí)施為導(dǎo)向分組、分層次組織教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，以此將學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)與個(gè)人發(fā)展聯(lián)系起來(lái)，更好的服務(wù)于社會(huì)。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：王偉平]