基于CDIO模式下數(shù)控三二分段《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程改革與創(chuàng)新

摘要：作為應(yīng)用型人才培養(yǎng)基地，高職院校需要創(chuàng)新自己的人才培養(yǎng)模式，不斷改革專業(yè)課程，滿足當(dāng)今社會對應(yīng)用型人才的需求。基于此，本文就CDIO模式下數(shù)控三二分段《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程改革與創(chuàng)新展開研究，首先闡述了其價值，其次對當(dāng)前我國高職院校人才培養(yǎng)現(xiàn)狀進(jìn)行分析，最后提出來一些課程改革創(chuàng)新措施，以期能夠建立全面合理的人才培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞：CDIO模式;數(shù)控三二分段;《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程革新

中圖分類號：G420 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-957X（2021）09-0254-02

0 ?引言

當(dāng)今社會，科技發(fā)展迅速，產(chǎn)業(yè)更新速度快，轉(zhuǎn)崗就業(yè)現(xiàn)象十分普遍，對于學(xué)生而言，其不僅需要具備必要的理論以及實(shí)踐知識，同時還需要掌握其他特長，不斷豐富自己的應(yīng)用能力，為未來生產(chǎn)建設(shè)和發(fā)展提供保障。通過對數(shù)控三二分段《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程創(chuàng)新的研究，將其作為基礎(chǔ)課程為其他科目改革以及專業(yè)教育改革起到銜接作用，進(jìn)一步促進(jìn)高職院校應(yīng)用型人才培養(yǎng)改革工作。

1 ?基于CDIO模式下數(shù)控三二分段《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程革新價值

1.1 改革的意義

CDIO工程教育模式代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement和運(yùn)作（Operate），它是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以各課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。本研究融入了CDIO工程教育理念，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生在校的理論學(xué)習(xí)、技能訓(xùn)練與在企業(yè)的實(shí)際工作經(jīng)歷有機(jī)結(jié)合，對高職類技術(shù)專業(yè)的建設(shè)具有較高的借鑒意義，適應(yīng)社會對人才知識結(jié)構(gòu)和能力的需要[1]。

1.2 改革數(shù)控三二分段教學(xué)

本研究針對當(dāng)前的高等職業(yè)院?！稒C(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)中存在問題探索出一條建設(shè)優(yōu)質(zhì)、高效、應(yīng)用性強(qiáng)的《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程教學(xué)體系的途徑。同時是對我院機(jī)械工程系數(shù)控三二分段《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)的一次改革性重構(gòu)使《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容能夠以職業(yè)技能的培養(yǎng)為根本，緊密結(jié)合企業(yè)對人才的需求，力求滿足知識、技能和教學(xué)三方面的需求，具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義，不僅可以提高學(xué)生的實(shí)踐動手能力，還可以培養(yǎng)組與組之間的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，增加實(shí)訓(xùn)基地的利用率。對其他課程的建設(shè)也有借鑒意見，有利于后續(xù)課程的教學(xué)。

1.3 培養(yǎng)工程科技人才

為響應(yīng)新型經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，我國迫切需要培養(yǎng)一大批新興工程領(lǐng)域科技人才。本項(xiàng)目是對我院機(jī)械工程系數(shù)控三二分段《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》教學(xué)的一次改革性重構(gòu)。教學(xué)內(nèi)容從原來的純理論到理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合;教學(xué)模式從原來的以教師為主體到以教師為主導(dǎo)、以信息化教學(xué)為手段、以學(xué)生為主體;最終實(shí)現(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的教學(xué)內(nèi)容上的以職業(yè)技能的培養(yǎng)為根本，緊密結(jié)合企業(yè)對人才的需求，力求滿足知識、技能和教學(xué)三方面的需求。

2 ?我院高職教育人才培養(yǎng)模式現(xiàn)狀分析

現(xiàn)實(shí)中，我院高職教育還沒有建立一種全面的、合理的人才培養(yǎng)模式，具體表現(xiàn)在：

①任課教師對數(shù)控生產(chǎn)、數(shù)控加工企業(yè)的實(shí)際情況了解不多，缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，使理論教學(xué)與實(shí)踐脫節(jié)，直接影響企業(yè)對學(xué)生實(shí)踐能力的認(rèn)可率，從而影響學(xué)生的就業(yè)率。

②課程體系結(jié)構(gòu)不合理，各個課程固守自封，缺乏連貫和融合。本課程前期課程主要有《機(jī)械制圖》、《公差配合與技術(shù)測量》、《CAD》，后續(xù)課程主要有《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》、《數(shù)控編程加工》等。這些課程有著必然的聯(lián)系，一些常用件和標(biāo)準(zhǔn)件之間的聯(lián)系從畫圖—分析—標(biāo)注—設(shè)計(jì)—加工，整個知識體系是完整的，但是目前的課程情況導(dǎo)致各個課程之間形成了單獨(dú)的科目系統(tǒng)，知識體系構(gòu)建不了，或者構(gòu)建不合理，對課程的教學(xué)質(zhì)量造成了很大的影響[2]。

③學(xué)生基本功十分有限，教師與學(xué)生都缺乏創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力。

④工程實(shí)踐性環(huán)節(jié)薄弱。本研究的教學(xué)對象是“中高職貫通教育”的數(shù)控三二分段專業(yè)，實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)只有原來老實(shí)驗(yàn)室的一些簡單的器材，教學(xué)內(nèi)容太陳舊，教學(xué)方法單一，考試方法呆板。該專業(yè)的學(xué)生在中職期間學(xué)過的專業(yè)性理論課程有《機(jī)械制圖》、《金屬材料》、《機(jī)械基礎(chǔ)》、CAD等，給《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這門課程做了良好的鋪墊，但是在講課過程中存在很多問題，大多數(shù)同學(xué)在中職學(xué)的課程都沒有得到良好的消化，教學(xué)內(nèi)容缺乏交叉和融合，使得課程之間的關(guān)系不能很好的銜接，導(dǎo)致了《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》這門課施展很困難，對一些機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)都很陌生。

3 ?基于CDIO模式下數(shù)控三二分段《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程革新方法

3.1 教學(xué)內(nèi)容的改革

①構(gòu)思（conceive）：從產(chǎn)品設(shè)計(jì)與研發(fā)展開，以任務(wù)驅(qū)動方式促使學(xué)生獲取學(xué)習(xí)知識點(diǎn)，并分析構(gòu)思過程，見圖1所示。

②設(shè)計(jì)（Design）：細(xì)化知識點(diǎn)和技能點(diǎn)，將整體到局部的構(gòu)件進(jìn)行拆散分步設(shè)計(jì)。找出知識與技能難點(diǎn)，精講教學(xué)內(nèi)容以機(jī)構(gòu)和零件為主線。想要達(dá)到合理的授課方式及構(gòu)建合理的知識體系，可根據(jù)課本知識適當(dāng)調(diào)整課題順序。如在講解齒輪設(shè)計(jì)時由于日常生活實(shí)踐中齒輪、軸、鍵就是配合組裝在一起的，所以可以將后續(xù)的軸以及鍵和銷的知識點(diǎn)提到齒輪這一知識點(diǎn)進(jìn)行整合來講解，更能與任務(wù)相結(jié)合，不會出現(xiàn)知識點(diǎn)斷層，見圖2所示。

③實(shí)現(xiàn)（Implement）：通過實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)將產(chǎn)品部件進(jìn)行試驗(yàn)調(diào)整，完善部件的加工。從平面到立體，從二維過渡到三維的演化過程。對比傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式進(jìn)行以下改革：

原實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為：四桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理、四桿機(jī)構(gòu)的演變、減速器拆裝等，這些實(shí)驗(yàn)都只是在實(shí)驗(yàn)室里觀察機(jī)構(gòu)的運(yùn)動，和已經(jīng)拆卸了的減速器，實(shí)驗(yàn)很單一，而實(shí)驗(yàn)報告的完成是根據(jù)實(shí)驗(yàn)教材抄原理、步驟等，根本沒有反映學(xué)生自己的想法。

調(diào)整后的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為：四桿機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、減速器的設(shè)計(jì)等，這些實(shí)驗(yàn)都是從設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，真正的將課程知識運(yùn)用到實(shí)際應(yīng)用中，豐富了課堂和實(shí)驗(yàn)的環(huán)節(jié)，使學(xué)生更容易接受新的知識。

④運(yùn)作（Operate）：體現(xiàn)的是將產(chǎn)品部件進(jìn)行最后的裝配與調(diào)試，由不動到動起來，也就是從靜態(tài)到動態(tài)的實(shí)現(xiàn)過程。小車動起來需要除設(shè)計(jì)課程之外的電動及通信課程的支撐與融合。

3.2 教學(xué)方式的改革

①轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。改變之前的教師主講，學(xué)生聽課的方式，充分利用信息化平臺，巧妙多媒體、手機(jī)、微信、QQ等信息化手段，搭建全方位、立體的教學(xué)環(huán)境。課后采用線上教學(xué)，采用學(xué)生們最熟悉的微信、QQ等對知識點(diǎn)進(jìn)行鞏固和總結(jié)，或者用來解決學(xué)生提出來的問題。

CDIO工程教育理念提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)，全面的實(shí)施指導(dǎo)，完整的實(shí)施過程和嚴(yán)格的結(jié)果檢驗(yàn)等12條標(biāo)準(zhǔn)，是一種具有很強(qiáng)的可操作性的教育理念。

②在課堂教學(xué)中強(qiáng)調(diào)從具體-抽象-實(shí)際的過程，使學(xué)生的認(rèn)識活動建立在具體感知的基礎(chǔ)上[3]。例如在講解四桿機(jī)構(gòu)的演變的時候，可將自行車、起重機(jī)等模型進(jìn)行實(shí)體展示，再利用多媒體展現(xiàn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理，然后引導(dǎo)學(xué)生舉出其他應(yīng)用于實(shí)際中的實(shí)例，再分析各類機(jī)構(gòu)傳動的應(yīng)用場合和特點(diǎn)。（圖3、圖4）

③聯(lián)系工程實(shí)際，利用實(shí)物模型，增加感性認(rèn)識。

④采用啟發(fā)式教學(xué)，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。如在講授“鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)的演化”內(nèi)容時，我們可以先要求學(xué)生自己動手制作四桿機(jī)構(gòu)，然后再進(jìn)行演化，在制作的過程中學(xué)生會遇到很多問題，帶著問題自己去查閱相關(guān)資料，或者尋求老師的講解，從而真正的解決問題，真正的學(xué)到新的知識。

⑤采用師生互動、類比等教學(xué)方式，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造性思維。教師可分享自己的工作經(jīng)歷，分享往屆學(xué)生的創(chuàng)新作品和參賽情況，鼓勵學(xué)生積極參與各種創(chuàng)新大賽，同時培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、社會責(zé)任感及愛國主義情懷。

3.3 考核方式的改革

以往我院《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》的考查方式都是以考試試卷的形式，這種考查形式使很多學(xué)生把考試當(dāng)作是一種形式，只要60分就可以了，所以不利于對課程的講解。過去在我們校一般是以平時成績占30%，卷面成績占70%，或者平時成績占40%，卷面成績占60%來對學(xué)生進(jìn)行考查的，而《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，可以將實(shí)踐活動納入到考查范圍內(nèi)。將學(xué)生制作教學(xué)道具引入到考查范圍，占考試比例的20%，這樣既能激發(fā)學(xué)生的興趣，又能培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。數(shù)控三二分段專業(yè)的學(xué)生自身最大的問題就是對理論知識掌握的不夠好，基礎(chǔ)差，所以對考查方式的改革是很有必要的[4]。

4 ?結(jié)束語

在CDIO模式下改革職業(yè)教育，在課程學(xué)習(xí)周期中引入產(chǎn)品生命周期，這種創(chuàng)新的學(xué)習(xí)方式能夠?qū)⒗碚摵图寄軐W(xué)習(xí)結(jié)合起來，為高職院校技術(shù)專業(yè)建設(shè)改革奠定基礎(chǔ)，完善課程專項(xiàng)實(shí)踐技能訓(xùn)練，提高了實(shí)訓(xùn)基地和資源利用率，有利于培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力、思維構(gòu)架能力以及社會能力，為社會應(yīng)用型人才起到了積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈燕卿.基于CDIO的高職工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)課程體系改革探討[J].決策探索（下），2019（10）：53.

[2]耿葵花，謝紅梅.創(chuàng)新能力培養(yǎng)下的機(jī)械基礎(chǔ)系列課程體系的改革分析[J].高教學(xué)刊，2019（18）：39-41.

[3]李蕓.創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育背景下《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程改革的探索與實(shí)踐[J].四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019，29（04）：131-134.

[4]景雯，張杰，傅文博.CDIO理念下軟件工程課程的教學(xué)改革與創(chuàng)新[J/OL].中國現(xiàn)代教育裝備，2019（21）：1-3.

作者簡介：劉旭（1986-），女，貴州萬山人，本科，專任教師，助教，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)與制造。