CDIO模式在《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)中的應(yīng)用

馬前帥，王二敏

(天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 工程實訓(xùn)中心，天津 300222)

0 引言

在當(dāng)前全球化經(jīng)濟背景下，具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)才能的新型人才是推動整個世界的政治經(jīng)濟文化不斷進步的動力。高等職業(yè)院校是培養(yǎng)技能型人才的搖籃，《液壓與氣壓》課程是高等職業(yè)院校機電專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課[1-3]，實訓(xùn)課程是學(xué)生鞏固理論知識和加深對理論認(rèn)識的有效途徑，是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)方法和提高動手能力的重要平臺。CDIO模式以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式進行學(xué)習(xí)，通過CDIO模式，可以提高學(xué)生對知識的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識[4]。在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念下，為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，將CDIO模式應(yīng)用于《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)中，希望為今后的實訓(xùn)課程教學(xué)改革提供參考。

1 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念的內(nèi)涵

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是以“創(chuàng)新”“創(chuàng)業(yè)”為主體的教育。熊彼特指出，創(chuàng)新就是生產(chǎn)要素的重新組合，將新機制引入生產(chǎn)體系，建立一種新的生產(chǎn)函數(shù)[5]。管理學(xué)家彼得·德魯克指出，創(chuàng)業(yè)的本質(zhì)是在與要在組織中建立新的生產(chǎn)函數(shù)，創(chuàng)業(yè)不是重復(fù)，而是創(chuàng)造，創(chuàng)造新的滿足、新的組織模式[6]。學(xué)者朱曉蓉、王仙錦在《美國大學(xué)的經(jīng)典創(chuàng)業(yè)教育模式“活在創(chuàng)業(yè)精神中”》一文中提到，美國百森商學(xué)院的創(chuàng)新教育氛圍十分濃厚，它們有著“創(chuàng)新、不怕冒險、追求進步、不斷超越自身”的企業(yè)精神，并且它們還不斷與不同學(xué)科進行合作研究學(xué)習(xí)，百森商學(xué)院的這種超前創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育意識為他們學(xué)校學(xué)生的發(fā)展不斷帶來新的動力[7]。

20世紀(jì)上半葉美國大學(xué)專注創(chuàng)造性思維能力培養(yǎng)的創(chuàng)造教育，到20世紀(jì)中后期關(guān)注市場意識培養(yǎng)的創(chuàng)業(yè)教育，再到20世紀(jì)末至21世紀(jì)初期注重科研和成果轉(zhuǎn)化能力培養(yǎng)的創(chuàng)新教育，這一個多世紀(jì)的演進歷程，可以理解為“創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育”的歷史。美國大學(xué)不管是從事知識教學(xué)、科學(xué)研究，還是從事向社會提供知識的咨詢服務(wù)或科研成果轉(zhuǎn)化，都從沒有偏離人才培養(yǎng)這一高等教育目標(biāo)。正是由于美國大學(xué)從“社會的良心”出發(fā)[8]，恪守人才培養(yǎng)的使命，把關(guān)懷個人成長的主動性作為原動力，采取“做中學(xué)”以及“終身學(xué)習(xí)”的途徑，大大提升了美國的創(chuàng)新力，使美國兩次穩(wěn)坐世界科技中心的地位，一躍成為世界高等教育中心，從而形成美國特有的以充分發(fā)揮個人和社會的“自發(fā)力量”為特色的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念。

目前，對于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育還沒有形成統(tǒng)一的定義，但總體而言都是立足本國國情的教育體系，成功培育出了一批符合社會經(jīng)濟發(fā)展需求的人才。本文認(rèn)為，創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育是全員參與、全面覆蓋和全程貫穿于整個教育過程的一種素質(zhì)教育，是高校人才培養(yǎng)計劃的核心任務(wù)，重在培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新精神[9-10]。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念是以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力為基本價值取向的一種新的教育理念，在提升學(xué)生動手能力的同時，加強學(xué)生創(chuàng)業(yè)意識的培養(yǎng)，為其今后創(chuàng)業(yè)奠定基礎(chǔ)[10-11]。

2 CDIO模式的內(nèi)涵

CDIO模式是CDIO工程教育模式的簡稱。CDIO，代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)。CDIO模式的教育理念：“做中學(xué)”和“基于項目教育和學(xué)習(xí)”理念的集中概括和抽象表達[12]，它有三個教育目標(biāo)，一是學(xué)生能夠自我構(gòu)建知識體系，二是能夠培養(yǎng)學(xué)生愛國情懷、個人素養(yǎng)和人際交往能力，三是學(xué)生能夠理解和研究技術(shù)發(fā)展對社會的重要性和戰(zhàn)略影響[13-14]。CDIO模式應(yīng)用于教學(xué)中的實施思路：在教學(xué)中，采用接近工程實際的綜合性設(shè)計項目進行教學(xué)，從工程師必須具備的基本能力出發(fā)，為學(xué)生提供一種強調(diào)工程基礎(chǔ)，建立在真實世界的CDIO模式過程，讓學(xué)生以主動的學(xué)習(xí)態(tài)度，實踐的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)工程的理論、技術(shù)和經(jīng)驗。

3 《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)現(xiàn)狀分析

《液壓與氣壓》課程是高職院校機電專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課[1-3]。通過調(diào)研及查閱資料發(fā)現(xiàn)，《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)存在的問題有：一是教學(xué)內(nèi)容具有抽象、理論性強的特點，且在教學(xué)過程中存在重液壓輕氣動的現(xiàn)象；二是實訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容與工程實際相脫節(jié)，大部分學(xué)生都感覺內(nèi)容枯燥，學(xué)習(xí)興趣不高，對專業(yè)知識的理解不足；三是教學(xué)模式單一，缺乏趣味性[1,15]。然而，通過資料顯示[1]，社會企業(yè)對液壓氣動系統(tǒng)安裝與調(diào)試的技術(shù)人員需求量達到60%；本崗位接受高職畢業(yè)生的比例約占50%，可見，研究《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)是非常有意義和價值的。

高職院校是培養(yǎng)技能型人才的搖籃，在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念的引領(lǐng)下將培養(yǎng)出具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識的新人才。為了擺脫“教”與“學(xué)”的困境，本文借鑒CDIO模式，重構(gòu)了《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)模式。

4 CDIO模式在《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)中的應(yīng)用

4.1 設(shè)計思路

CDIO模式應(yīng)用在《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)中的設(shè)計思路如圖1所示。

4.2 確定教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)某高職院?！兑簤号c氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)大綱，其教學(xué)目標(biāo)如下，見表1。將CDIO模式應(yīng)用于實訓(xùn)課程教學(xué)中，首要的是設(shè)計典型的教學(xué)項目案例。教學(xué)項目案例來源于實際工程中，并且這些項目案例可以將整個課程體系有機、系統(tǒng)地融合起來，在項目開展過程中能夠幫助學(xué)生自主構(gòu)建知識體系，培養(yǎng)學(xué)生工程應(yīng)用能力、工程協(xié)作交流能力和創(chuàng)新能力。表2所示是《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)內(nèi)容。

圖1 設(shè)計思路

知識點教學(xué)目標(biāo)液壓與氣壓傳動技術(shù)基礎(chǔ)理解液壓與氣動工作原理及組成;了解液壓與氣動技術(shù)的特點及應(yīng)用;掌握液壓與氣動圖形符號繪制。液壓與氣壓典型回路掌握液壓、氣動元件的功用;熟悉典型回路的分類和組成、特點及工作原理;掌握回路組接(拆裝)、調(diào)試及維護保養(yǎng)。電氣液壓氣動回路設(shè)計熟悉電氣元件及典型回路的工作原理;掌握液壓與繼電器控制回路的控制原理;掌握氣動與繼電器控制回路的控制原理。液壓與氣壓系統(tǒng)設(shè)計及仿真掌握單缸液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計方法;掌握多缸液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計方法;能夠?qū)σ簤簹鈩酉到y(tǒng)分析、設(shè)計、仿真及調(diào)試。項目總結(jié)掌握師范說課能力;學(xué)會整理、歸納、查閱手冊、檢索資料并撰寫總結(jié)性小論文。

表2 確定教學(xué)項目

4.3 制定教學(xué)實施方案

CDIO模式實施分為四個階段，構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行。在教學(xué)過程中，將創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念貫穿于教學(xué)的全過程，突出培養(yǎng)個人素質(zhì)，提高工程能力和應(yīng)用知識的能力，把知識、能力、素質(zhì)的培養(yǎng)緊緊地聯(lián)系起來，顛覆了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的有效途徑。表3所示是CDIO模式實施方案。

表3 教學(xué)實施方案

4.4 CDIO模式在《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)中的應(yīng)用實例

在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育理念下，不斷完善《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程教學(xué)。以具體教學(xué)項目“飲料裝箱生產(chǎn)線”為例，介紹課程的具體實施過程，見表4所示。

表4 課程教學(xué)實施過程設(shè)計

教學(xué)過程設(shè)計教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖實施階段五步驟:清———固———接———檢———試1.示范操作,強調(diào)注意事項和操作細節(jié)。2.過程指導(dǎo)與評價。以小組為單位,進行實踐操作。實踐出真知,在實踐過程中強化“工匠之道”和“工匠精神。運行階段驗證設(shè)計方案能否滿足控制要求,發(fā)現(xiàn)問題,不斷優(yōu)化和完善教師展開測評工作:從功能性、經(jīng)濟性、環(huán)保性、創(chuàng)造性等方面。1.自評及互評。2.發(fā)現(xiàn)問題并解決問題。1.學(xué)會分享、感恩、友善、團結(jié)等。2.體會創(chuàng)新的喜悅。

5 結(jié)語

在《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程中，采用CDIO模式教學(xué)，旨在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，使學(xué)生在工程思維方式的指導(dǎo)下，逐步掌握液壓與氣壓傳動控制系統(tǒng)的設(shè)計思想和方法，提高學(xué)生的實踐能力和工程應(yīng)用能力，是為社會培養(yǎng)創(chuàng)新型工程人才的嘗試。本研究將CDIO模式應(yīng)用于《液壓與氣壓》實訓(xùn)課程中，并對該實訓(xùn)課程教學(xué)內(nèi)容進行了重構(gòu)和優(yōu)化。通過實踐證明，這種新的教學(xué)模式對職業(yè)院校師生帶來了新的挑戰(zhàn)，它激發(fā)了師生的創(chuàng)造性和探究性，CDIO模式對于教學(xué)效果的提高和學(xué)生綜合能力的提升，均有很大的價值。