基于CDIO應(yīng)用型人才培養(yǎng)的課程改革

李連波+劉艷+張樂瑩+瞿志俊

[摘 要] 以CDIO工程教育模式為依據(jù)，對“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程改革進行探索?？茖W(xué)設(shè)計課程體系及課程內(nèi)容，突出“基礎(chǔ)夠用、內(nèi)容實用”。采用多元化的教學(xué)方法，體現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)理念，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。優(yōu)化創(chuàng)新實踐教學(xué)模式，改變傳統(tǒng)的課程設(shè)計與課程教學(xué)的關(guān)系，把課程設(shè)計作為設(shè)計項目引入到“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中。注重專業(yè)基礎(chǔ)與培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)相結(jié)合，突出對學(xué)生實踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，大力拓展學(xué)生的視野空間，為培養(yǎng)人才的寬口徑和加強就業(yè)后的快速適應(yīng)性奠定基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞] CDIO；應(yīng)用型；課程改革；機械制造

[中圖分類號] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 1008-2549（2017） 08-0085-02

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》中把提高質(zhì)量作為高等教育發(fā)展的核心任務(wù)，教育部提出的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”，旨在培養(yǎng)創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(fā)展的高質(zhì)量工程技術(shù)人才。這些目標(biāo)的實現(xiàn)都要依托于高校的教學(xué)改革，具體到每一門課程的改革，課程體系結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、教學(xué)方法、實踐教學(xué)等的合理改革將會對應(yīng)用型人才的培養(yǎng)做出巨大的貢獻(xiàn)。

“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程是機械工程專業(yè)重要的學(xué)科基礎(chǔ)課，具有很強的綜合性和實踐性。傳統(tǒng)的課程中注重基礎(chǔ)理論研究，而忽視了目前企業(yè)中新技術(shù)、新方法的實踐應(yīng)用，無法滿足企業(yè)的人才需求。因此加強課程優(yōu)化，對課程進行多層次的革新和建設(shè)，保證教學(xué)內(nèi)容的先進性，緊緊圍繞企業(yè)對人才的需求展開課程改革，提高學(xué)生的社會競爭力，這是義不容辭的責(zé)任。本文以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，以培養(yǎng)卓越工程師為追求，以CDIO工程教育為模式，以回歸工程實踐為重點，以學(xué)生學(xué)業(yè)成果作品為抓手，以構(gòu)建科學(xué)的課程體系與內(nèi)容為基礎(chǔ)，以優(yōu)化教學(xué)資源、創(chuàng)新教學(xué)方法為手段，以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識和應(yīng)用能力為宗旨，對“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程改革進行探索。

一 課程體系及其內(nèi)容的科學(xué)設(shè)計

對傳統(tǒng)的課程體系加以改革，結(jié)合CDIO工程教育建立適合培養(yǎng)機械類應(yīng)用型創(chuàng)新人才的課程體系結(jié)構(gòu)、教學(xué)內(nèi)容及評價指標(biāo)。在課程體系上滿足機械大專業(yè)對學(xué)生知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)的系統(tǒng)性與完整性要求，主要包括結(jié)構(gòu)分析能力、強弱電分析能力、典型機構(gòu)與零件設(shè)計能力、工程材料制備與性能分析能力、制造工藝與裝備的設(shè)計分析能力、機械與電子結(jié)合應(yīng)用的能力。

在教學(xué)內(nèi)容上，以“基礎(chǔ)夠用、內(nèi)容實用”作為課程內(nèi)容改革的指導(dǎo)思想。教學(xué)內(nèi)容充實，著重基本概念，基本原理和基本工程規(guī)律的傳授；注重理論聯(lián)系實際，突出理論知識在工程中的應(yīng)用，列舉工程實例，使復(fù)雜的內(nèi)容變得通俗易懂。以機械加工工藝規(guī)程為主線，以金屬切削原理為基礎(chǔ)，將機床、刀具、夾具等工藝裝備和加工質(zhì)量分析貫穿于工藝規(guī)程的設(shè)計中。對“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”及相關(guān)課程教學(xué)內(nèi)容進行梳理、重組，減少了課程間的重疊，留出更大的空間用以講授機械工程領(lǐng)域的新知識、新技術(shù)，有利于課程內(nèi)容的深化和延伸，較好地激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

二 教學(xué)理念和教學(xué)方法的多元融合

教學(xué)過程中努力更新、調(diào)整教學(xué)理念與方法，以培養(yǎng)卓越工程師和CDIO工程教育為目標(biāo)，探索創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的多元教學(xué)模式，提高教學(xué)質(zhì)量，發(fā)展多樣化教學(xué)。由于學(xué)生沒有工程實踐經(jīng)歷，在課程學(xué)習(xí)中會感到枯燥乏味、難度較大，沒有課程的融入感，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，需采取靈活多變的課堂授課形式，例如在初次講解機械加工工藝規(guī)程的概念時，可以把它比作指導(dǎo)廚師做菜的菜譜，機械加工工藝規(guī)程就像指導(dǎo)工人按照操作流程加工出所要求的零件的菜譜，幽默風(fēng)趣的比喻，即調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，也使深奧的理論簡單易懂。也可采用多種教學(xué)方法相融合的教學(xué)方式，例如啟發(fā)學(xué)生聯(lián)系實習(xí)、實驗中遇到的問題，理解課堂講授的理論知識。學(xué)生可分組討論，不同觀點可以展開爭論，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。同時不斷以科研成果充實與革新教學(xué)內(nèi)容，鼓勵學(xué)生參加各種科技競賽和撰寫小論文，進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。撰寫小論文，真正培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，同時也訓(xùn)練學(xué)生的科技協(xié)作能力，為學(xué)生發(fā)揮聰明才智提供了一次鍛煉的舞臺。科技競賽能進一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動力。采用講練結(jié)合的教學(xué)模式。例如對粗、精基準(zhǔn)的選擇，定位誤差的分析與計算等內(nèi)容，在教師講清基本概念與方法之后，給學(xué)生布置實例，讓學(xué)生獨立完成。根據(jù)學(xué)生完成的情況進行有針對性的講解。這對于那些聽起來很容易、做起來難的內(nèi)容有較好的教學(xué)效果。

本課程實踐性比較強，在課件中盡可能舉一些有趣或和生產(chǎn)實際相關(guān)的例子。一方面便于知識點的引入，并提高學(xué)生興趣；另一方面結(jié)合生產(chǎn)實際可以擴大學(xué)生知識面，了解生產(chǎn)實際所需要的知識，如各種加工方法的視頻教學(xué)等內(nèi)容，使學(xué)生準(zhǔn)確地把握本專業(yè)的學(xué)科知識。同時，多媒體教學(xué)課件充分體現(xiàn)了支持學(xué)生學(xué)習(xí)的理念，包含了較豐富的學(xué)習(xí)資源，讓學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)。

三 實踐教學(xué)模式的優(yōu)化創(chuàng)新

“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”是理論性與實踐性較強的課程，既要重視理論教學(xué)，更要重視實踐教學(xué)。課程實踐性環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)、訓(xùn)練對學(xué)生的工程實踐能力的培養(yǎng)具有重要意義。為此，將“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程的課堂教學(xué)與實驗教學(xué)、課程設(shè)計、金工實習(xí)等實踐性環(huán)節(jié)的內(nèi)容進行統(tǒng)籌規(guī)劃安排，將生產(chǎn)實習(xí)等實踐性環(huán)節(jié)作為課堂教學(xué)的合理延伸，較好地解決了學(xué)生自學(xué)能力、靈活運用所學(xué)知識解決工程實際問題能力的訓(xùn)練。

學(xué)生在學(xué)習(xí)“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程之前已經(jīng)完成了金工實習(xí)，對本課程所講內(nèi)容有了一定的感性認(rèn)識，接著進行基本原理、基本規(guī)律的介紹，最后，通過精心設(shè)計的一系列實踐教學(xué)環(huán)節(jié)完成課程理論知識到實踐應(yīng)用的過程。這個過程是符合并遵循由感性認(rèn)識到理性認(rèn)識，再由理性認(rèn)識指導(dǎo)實踐的認(rèn)知過程。實踐教學(xué)模式也應(yīng)與時俱進，不斷創(chuàng)新。例如采用現(xiàn)場教學(xué)法，把教室搬到實驗室，利用示教陳列柜方式向?qū)W生展示各種刀具的實物模型；在講機床的傳動鏈時，通過解剖相應(yīng)的透明車床主軸箱，讓學(xué)生理解和掌握機床的傳動系統(tǒng)；利用夾具綜合性實驗平臺，讓學(xué)生親自動手設(shè)計并組裝組合夾具。

全面改革傳統(tǒng)的機械制造課程設(shè)計的教學(xué)模式，由教師教、學(xué)生學(xué)變?yōu)榻處熖岢鋈蝿?wù)，學(xué)生想辦法解決，把課程設(shè)計作為設(shè)計項目引入到“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程教學(xué)中，使課程設(shè)計具有導(dǎo)向、啟迪、培養(yǎng)等功能。

在講授“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”課程時，向?qū)W生介紹這門課的教學(xué)目標(biāo)就是要掌握零件機械加工工藝規(guī)程的制訂和專用夾具的設(shè)計，把學(xué)生進行分組，并下發(fā)每組的課程設(shè)計任務(wù)，要求學(xué)生在本課程結(jié)束時完成設(shè)計成果。在接下來的課程教學(xué)中就圍繞此項任務(wù)展開教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生每學(xué)完一章內(nèi)容都能夠完成一部分工作，促使學(xué)生對理論教學(xué)內(nèi)容深入理解，并能夠馬上把它運用到工程實例中，培養(yǎng)了學(xué)生靈活運用知識的能力，例如學(xué)習(xí)過第一章切削過程的基礎(chǔ)知識后，學(xué)生會對切削用量、刀具的選用有了初步了解，學(xué)習(xí)過第二章金屬切削機床和加工方法后，學(xué)生能為零件各加工表面確定合理的加工方案，選用合適的工藝裝備，學(xué)習(xí)過第三章機械加工工藝規(guī)程的制訂，學(xué)生能完成工藝路線的擬訂、工序的設(shè)計，最終完成各種工藝文件。這種帶著問題去學(xué)習(xí)的模式，培養(yǎng)了學(xué)生獨立分析、解決問題的能力，大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主觀能動性，在較好完成課程設(shè)計的同時，也能提高課堂教學(xué)質(zhì)量。改革后，還在機械制造課程設(shè)計中引入三維結(jié)構(gòu)設(shè)計。緊密結(jié)合Pro/E實訓(xùn)和“機械CAD/CAM”課程，讓每位學(xué)生在專用夾具設(shè)計方案確定后，完成專用夾具的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計，所學(xué)為所用，發(fā)揮了學(xué)生喜歡動手實踐的優(yōu)勢，在提高學(xué)生的綜合專業(yè)水平的同時也符合培養(yǎng)應(yīng)用型創(chuàng)新型人才的目標(biāo)。

“機械制造技術(shù)基礎(chǔ)”是一門實踐性、綜合性較強的課程，是機械制造專業(yè)知識系統(tǒng)的概括與總結(jié)，僅僅依靠傳統(tǒng)的課堂理論教學(xué)完成教學(xué)目標(biāo)是非常困難的。因此，通過課程體系和內(nèi)容的科學(xué)設(shè)計、教學(xué)理念和方法的多元融合、實踐教學(xué)的優(yōu)化創(chuàng)新，充分發(fā)揮現(xiàn)代化的教學(xué)手段，利用多媒體的形象性、視頻資料的直觀性、物理模型的真實性，幫助學(xué)生對重點、難點的消化理解；采用學(xué)生動手、親歷的實踐性環(huán)節(jié)對課程的主要內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果進行強化，使學(xué)生獲得機械制造的基本專業(yè)知識和解決一般技術(shù)問題的技能，對于后續(xù)課程的學(xué)習(xí)，起到了奠定制造知識基礎(chǔ)和基本技能訓(xùn)練的作用。

參考文獻(xiàn)

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