基于CDIO理念的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在液壓傳動(dòng)與控制中的應(yīng)用研究

王雷

（安徽工程大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

基于CDIO理念的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在液壓傳動(dòng)與控制中的應(yīng)用研究

王雷

（安徽工程大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

CDIO是國(guó)際工程教育改革的最新教學(xué)模式，它是以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作為導(dǎo)向的一種教學(xué)方法.本文通過(guò)基于CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在液壓傳動(dòng)與控制課程中的具體應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合，達(dá)到鍛煉和提高學(xué)生的動(dòng)手能力、綜合創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

CDIO；項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)；液壓傳動(dòng)與控制

液壓傳動(dòng)與控制是機(jī)械類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生應(yīng)具備分析和設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng)的能力.本課程是一門融合了大學(xué)物理、流體力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、自動(dòng)控制原理、電子技術(shù)、機(jī)電傳動(dòng)控制技術(shù)等多方面知識(shí)的綜合性課程.本課程的理論性、邏輯性和系統(tǒng)性較強(qiáng)，并且所涉及的元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實(shí)踐性強(qiáng)，與實(shí)際的生產(chǎn)緊密聯(lián)系，因此需要學(xué)生對(duì)動(dòng)手能力、實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)、工程設(shè)計(jì)的綜合性等有一定的了解和熟悉才能達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果，實(shí)現(xiàn)本課程的教學(xué)目的和人才培養(yǎng)目標(biāo).因此，這就要求沿著學(xué)中做、理論與實(shí)踐結(jié)合、工學(xué)結(jié)合等基本思想，構(gòu)建先進(jìn)的教學(xué)模式和教學(xué)方法，培養(yǎng)能夠適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，CDIO（Conceive-Design-Implement-Operation，構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)行）就是一種行之有效的方法.

1 CDIO教學(xué)模式

作為近幾年國(guó)際工程教育改革的最新教學(xué)模式，CDIO教學(xué)模式以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期的為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[1,2,3].CDIO工程教育模式將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面[4,5,6]，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo).

如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，將課程教學(xué)與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)相結(jié)合，讓學(xué)生在以理論教學(xué)為主的課程中明確學(xué)習(xí)的目的，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，是當(dāng)前液壓傳動(dòng)與控制課程適應(yīng)CDIO工程教育模式迫切需要探討的問(wèn)題.

2 基于CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的液壓傳動(dòng)與控制教學(xué)模式探索

基于CDIO的液壓傳動(dòng)教學(xué)模式就是將液壓傳動(dòng)知識(shí)劃分為多個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目，然后將不同特點(diǎn)和能力的學(xué)生進(jìn)行分組，以項(xiàng)目小組的形式直接進(jìn)行訓(xùn)練項(xiàng)目的設(shè)計(jì).在基于CDIO的教育理念下，學(xué)生不但能夠牢固掌握專業(yè)知識(shí)，而且可扎實(shí)鍛煉和提高其動(dòng)手能力、綜合創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，同時(shí)體現(xiàn)了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)[4].

2.1 項(xiàng)目設(shè)計(jì)

在理論知識(shí)模塊需要貫穿兩條主線構(gòu)建學(xué)習(xí)過(guò)程，一條是知識(shí)遞進(jìn)學(xué)習(xí)的構(gòu)建過(guò)程：概念→原理→應(yīng)用；一條主線是按系統(tǒng)構(gòu)建的過(guò)程：從元件→回路→系統(tǒng).按照這種思路，將課程內(nèi)容分成若干個(gè)項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的形式進(jìn)行講授和訓(xùn)練，驅(qū)動(dòng)項(xiàng)目課程教學(xué)設(shè)計(jì)如表1所示.同時(shí)，在理論知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，要注重對(duì)典型案例進(jìn)行分析、通過(guò)比較、歸納，找出規(guī)律，提高學(xué)生分析問(wèn)題、理解問(wèn)題和總結(jié)問(wèn)題能力，起到舉一反三的效果.比如：在壓力控制閥的項(xiàng)目教學(xué)中，先重點(diǎn)講解先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工作原理及功用，對(duì)于減壓閥和順序閥以項(xiàng)目教學(xué)的方式讓學(xué)生學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，得出順序閥、溢流閥和減壓閥的功能和結(jié)構(gòu)盡管有所差異，但其工作的基本原理均可概括為：閥芯的動(dòng)作都是彈簧的彈力與其端面上所受到的液壓作用力相平衡的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)啟閉動(dòng)作的.

2.2 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的實(shí)施

以“某YB32-200壓力機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)”項(xiàng)目教學(xué)法為例，CDIO項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)實(shí)施過(guò)程如下：

2.2.1 項(xiàng)目的構(gòu)思階段.YB32-200型液壓機(jī)在它的四個(gè)圓柱導(dǎo)柱之間安置著上、下兩個(gè)液壓缸，上液壓缸驅(qū)動(dòng)上滑塊，實(shí)現(xiàn)“快速下行→慢速加壓→保壓延時(shí)→快速返回→原位停止”的動(dòng)作循環(huán)；下液壓缸驅(qū)動(dòng)下滑塊，實(shí)現(xiàn)“向上頂出→向下退回→原位停止”的動(dòng)作循環(huán).可讓學(xué)生掌握保壓回路、快速運(yùn)動(dòng)回路、快速-慢速速度換接回路、節(jié)流調(diào)速回路、各種閥的工作原理等知識(shí)，教師通過(guò)課堂對(duì)這些回路子項(xiàng)目進(jìn)行分析，然后對(duì)各個(gè)項(xiàng)目小組進(jìn)行任務(wù)布置.

2.2.2 項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段.項(xiàng)目小組成員接到任務(wù)后，通過(guò)查閱資料及相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行深入學(xué)習(xí)、討論并提出設(shè)計(jì)方案，完成相關(guān)參數(shù)的計(jì)算，選擇相應(yīng)的液壓元件，繪制液壓系統(tǒng)原理圖，然后讓他們自己選擇各種用到的液壓元件，并搭建相關(guān)簡(jiǎn)單回路進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證.同時(shí)各個(gè)子項(xiàng)目之間進(jìn)行成員相互溝通，加強(qiáng)合作能力.

表1 液壓傳動(dòng)與控制訓(xùn)練項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì)

2.2.3 項(xiàng)目實(shí)施和運(yùn)行階段.將各小組完成的子項(xiàng)目進(jìn)行綜合，完成整個(gè)液壓系統(tǒng)原理圖的創(chuàng)新設(shè)計(jì).將CDIO理念與學(xué)生認(rèn)知能力培養(yǎng)的“基礎(chǔ)→提高→創(chuàng)新”有機(jī)結(jié)合，完成理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐（試驗(yàn)）環(huán)節(jié)的統(tǒng)一，讓學(xué)生能在“看中學(xué)”、“做中學(xué)”、“學(xué)中做”、“用中學(xué)”、“工學(xué)結(jié)合”的方式下輕松學(xué)習(xí).通過(guò)CDIO項(xiàng)目實(shí)施與運(yùn)行的方式，使學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)的合作、交流，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的交流溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)共享（團(tuán)隊(duì)工作）、知識(shí)應(yīng)用（解決問(wèn)題）、知識(shí)總結(jié)（創(chuàng)新）和知識(shí)傳播（溝通）的能力[3].

2.3 項(xiàng)目考核與評(píng)價(jià)

訓(xùn)練項(xiàng)目完成后，通過(guò)對(duì)學(xué)生的考勤記錄、成果展示、PPT匯報(bào)、項(xiàng)目階段進(jìn)展過(guò)程中的學(xué)習(xí)和討論記錄、項(xiàng)目報(bào)告等環(huán)節(jié)內(nèi)容進(jìn)行考核，授課教師對(duì)每一位學(xué)生的表現(xiàn)給出客觀、公正的成績(jī)，并對(duì)創(chuàng)新點(diǎn)突出或者亮點(diǎn)突出的項(xiàng)目進(jìn)行表?yè)P(yáng)和推廣，并在成績(jī)上適當(dāng)給予相應(yīng)成員加分，以表激勵(lì).在整個(gè)項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體從“聽(tīng)明白”到“想明白”再到“講明白”[7]，因此既鞏固了學(xué)生對(duì)相關(guān)理論基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，又使學(xué)生對(duì)所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行了真正的應(yīng)用，同時(shí)也激發(fā)了學(xué)生的積極性和主動(dòng)性.

3 結(jié)束語(yǔ)

基于CDIO模式的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)在液壓傳動(dòng)與控制課程中的應(yīng)用，有效地解決了實(shí)踐教學(xué)與理論教學(xué)的有機(jī)統(tǒng)一.基于CDIO模式下的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法能通過(guò)具體的理論和實(shí)踐環(huán)節(jié)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)提高學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情，實(shí)現(xiàn)學(xué)生工程能力的培養(yǎng).調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺(jué)性和主動(dòng)性.使學(xué)生從“被動(dòng)的學(xué)”轉(zhuǎn)化成“主動(dòng)的學(xué)”，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力、綜合分析信息的能力、溝通能力、實(shí)踐能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及精神，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ).

〔1〕謝楠，CDIO項(xiàng)目教學(xué)法在單片機(jī)課程中的應(yīng)用[J]．浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2013，25（1）：89-91.

〔2〕趙喜敬，張偉杰，荀杰．基于CDIO的液壓傳動(dòng)與控制課程教學(xué)方法探討[J]．河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2009，26(4)：95，112.

〔3〕梅怡，梁貴萍，林蕓，等．CDIO教學(xué)模式在“液壓與氣壓傳動(dòng)”課程教學(xué)改革中的實(shí)踐[J]．貴陽(yáng)學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2014（4）：71-77.

〔4〕盧文濤．基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模型的《液壓傳動(dòng)》課程教學(xué)改革探討[J]．神州，2014（14）：78-79.

〔5〕張璇，李彤．結(jié)合CDIO教育理念與案例教學(xué)進(jìn)行教學(xué)探索與實(shí)踐[J]．計(jì)算機(jī)教育，2008（24）：155-157.

〔6〕賈衛(wèi)平．基于CDIO工程理念的“互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)”課程建設(shè)[J]．機(jī)械工程師，2013（11）：3-5.

〔7〕張愉．CDIO項(xiàng)目教學(xué)法在自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程中的應(yīng)用[J]．常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，10（1）：54-56.

TP3-4

A

1673-260X（2017）02-0043-02

2016-10-22

安徽工程大學(xué)教學(xué)研究項(xiàng)目(2014jyxm51)；安徽省專業(yè)綜合改革試點(diǎn)(2012zy042)；機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)、《機(jī)械制造學(xué)》精品課程、機(jī)制專業(yè)校企合作應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)區(qū)等資助