基于CDIO理念的塑料模具綜合實訓(xùn)課程改革

覃秀鳳+黃勤芳

【摘 要】本文對當(dāng)前國內(nèi)院校CDIO的研究現(xiàn)狀進行概述，分析廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院塑料模具綜合實訓(xùn)課程教學(xué)中存在的問題，根據(jù)模具設(shè)計與制造專業(yè)人才培養(yǎng)要求和特點，進行基于CDIO工程教育模式的課程教學(xué)改革和實踐，并提出相應(yīng)的改革措施。

【關(guān)鍵詞】CDIO理念 塑料模具綜合實訓(xùn) 課程改革

【中圖分類號】G 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）01C-0183-02

一、CDIO工程教育模式概述

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品的生命周期作為載體，從產(chǎn)品的研發(fā)到運行，建立一體化的相互支撐和有機聯(lián)系的課程體系，讓學(xué)生以主動的、實踐的方式學(xué)習(xí)工程，以此培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，如學(xué)生的個人學(xué)術(shù)知識、終身學(xué)習(xí)能力、團隊交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。而這一模式實則為“基于工作過程項目教學(xué)”和“做中學(xué)”的集中概括和抽象表達，它以工程項目從研發(fā)到運行的生命周期為載體，讓學(xué)生在“職業(yè)職場情景”中進行主動的、創(chuàng)新的學(xué)習(xí)，使各個課程有機聯(lián)系起來。CDIO培養(yǎng)大綱從四個層面綜合培養(yǎng)工程畢業(yè)生的工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力。

2005年汕頭大學(xué)率先實施CDIO工程教育改革，而后在教育部高教司理工處的指導(dǎo)和支持下，CDIO理念在全國多所大學(xué)得到迅速推廣，全國幾十所試點高校和許多非試點院校，超過 20個專業(yè)參與了CDIO工程教育改革，取得了良好的效果。在本科院校，如汕頭大學(xué)、上海第二工業(yè)大學(xué)、成都信息工程大學(xué)、南京理工學(xué)院等，建立了系統(tǒng)的專業(yè)培養(yǎng)計劃，多數(shù)高校只是根據(jù)CDIO理念進行課程及相應(yīng)教學(xué)大綱的改革。在高職院校，以蘇州市職業(yè)大學(xué)、鹽城工學(xué)院優(yōu)集學(xué)院為代表，積極開展基于CDIO高職模具專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究和實踐，形成了一系列研究成果，在對CDIO工程教育模式原有理念、特色繼承和創(chuàng)新的基礎(chǔ)上，提出了BRP-CDIO高職模具專業(yè)人才培養(yǎng)模式理念。鹽城工學(xué)院優(yōu)集學(xué)院以應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標(biāo)，依據(jù)CDIO理念，對模具專業(yè)教學(xué)理念、教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)實施等方面進行了探討。盡管國內(nèi)近幾年發(fā)表了數(shù)以千計的關(guān)于CDIO工程教育改革的文章，但是還有許多大學(xué)沒有推行CDIO工程教育改革，甚至仍有一部分教師對CDIO一無所知。因而，CDIO 理念下的課程改革，增強課程體系、豐富課程內(nèi)容、改變教學(xué)方法勢在必行。

二、塑料模具綜合實訓(xùn)課程教學(xué)存在的問題

塑料模具綜合實訓(xùn)是模具設(shè)計與制造專業(yè)的綜合實訓(xùn)課，課程開設(shè)的目的是綜合訓(xùn)練學(xué)生在模具設(shè)計、模具分析、模具加工等三大核心能力，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，但在以往的教學(xué)設(shè)計及實施過程中，出現(xiàn)了許多不足，主要體現(xiàn)在以下五個方面：

（一）產(chǎn)品設(shè)計階段。學(xué)生不設(shè)計產(chǎn)品，教師直接提供設(shè)計好的塑件圖紙，學(xué)生在制品的結(jié)構(gòu)工藝性方面得不到訓(xùn)練。另外，塑件圖已經(jīng)按照模具行業(yè)規(guī)定及習(xí)慣，標(biāo)注了塑件尺寸公差，而實踐中很多客戶提供的塑件圖并未按行業(yè)規(guī)定標(biāo)注公差，還需要設(shè)計者進行查表轉(zhuǎn)換。此外，零件圖已經(jīng)告知使用的塑料品種，因此學(xué)生無須進行塑料原材料的選擇與分析。因此，在產(chǎn)品設(shè)計階段不能很好地鍛煉學(xué)生的方法能力。

（二）模具設(shè)計階段。第一，沒有借助現(xiàn)代模具設(shè)計軟件進行模具設(shè)計，與企業(yè)設(shè)計手段脫節(jié)。傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)生采用公式計算法設(shè)計模具成型零件，設(shè)計效率低。企業(yè)采用UG軟件注射模向?qū)нM行模具的分模，調(diào)用模具標(biāo)準(zhǔn)件，可更快地實現(xiàn)模具設(shè)計，且修改方便。第二，學(xué)生基本都能按設(shè)計指導(dǎo)書的步驟來完成模具設(shè)計，但由于給定的塑件圖紙是一樣的，同學(xué)間的設(shè)計方案差異性較小，存在相互抄襲的現(xiàn)象，不能充分發(fā)揮學(xué)生主觀能動性、積極性，也不能體現(xiàn)學(xué)生的個性、特長，不利于學(xué)生創(chuàng)新拓展思維能力的發(fā)揮和培養(yǎng)，因而，越來越不能滿足現(xiàn)代教育對學(xué)生創(chuàng)新能力和素質(zhì)培養(yǎng)的需要。

（三）模具加工階段。傳統(tǒng)教學(xué)中，只從學(xué)生中挑選3-4套設(shè)計得較好的模具進行加工，使得大部分同學(xué)因為加工的不是自己設(shè)計的模具，沒有相應(yīng)的任務(wù)做引導(dǎo)，就不能帶著問題去深入學(xué)習(xí)和研究，也影響了學(xué)習(xí)效果和專業(yè)知識應(yīng)用能力的培養(yǎng)，無形中打擊了他們學(xué)習(xí)的積極性。

（四）試模階段。傳統(tǒng)教學(xué)中，試模由老師主導(dǎo)，學(xué)生觀看，無法培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的工程能力。

（五）考核評價。傳統(tǒng)考核，從設(shè)計說明書撰寫（占50%）、模具加工（占30%）、最終答辯（占20%）三方面來評定學(xué)生的最終成績，盡管這種評定方式包含了三個項目的考核，但實則為終結(jié)性的考核，考核的指標(biāo)不夠細(xì)化，忽略了實施過程的考核，導(dǎo)致部分學(xué)生平時不努力，設(shè)計時抄襲，加工時觀望，答辯時突擊，企圖蒙混過關(guān)。

三、CDIO理念下課程重構(gòu)及考核

（一）課程重構(gòu)。CDIO理念是建立在真實世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的“構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運作”過程的背景環(huán)境基礎(chǔ)上，從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行，培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)知識、核心技能和推理能力。廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院基于CDIO理念，結(jié)合自身實際情況，重構(gòu)塑料模具綜合實訓(xùn)課程，進行了面向工程、面向?qū)嵺`、強化能力的實踐教學(xué)改革，如圖1所示。

參照企業(yè)的組織模式和設(shè)計制作流程，將教學(xué)內(nèi)容項目化，產(chǎn)品項目源于生產(chǎn)一線實用、鮮活的案例，構(gòu)建完整的綜合實訓(xùn)體系。課程實施時，5-6名學(xué)生為一組，每個階段均有對應(yīng)的項目負(fù)責(zé)人，對項目的實施起到統(tǒng)籌和協(xié)調(diào)作用，其余每位學(xué)生均按照企業(yè)的組織模式擔(dān)任1個員工角色并實施任務(wù)，這樣既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)的興趣，也營造了真實的企業(yè)工作情境。

1.構(gòu)思。按照企業(yè)組織模式，為產(chǎn)品設(shè)計階段，對應(yīng)子項目1、2、3、4，由扮演造型部部長的學(xué)生主持完成。該階段，學(xué)生拿到產(chǎn)品樣品后，使用3D掃描儀進行數(shù)據(jù)測量及逆向建模，再根據(jù)所塑料結(jié)構(gòu)工藝性、塑料原料工藝性等專業(yè)知識，對產(chǎn)品進行創(chuàng)新設(shè)計。這一階段，提供給學(xué)生更多思考的空間，學(xué)生學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力、應(yīng)用專業(yè)知識的能力、方法能力、創(chuàng)新能力等均得到鍛煉和提升。

2.設(shè)計。即模具設(shè)計階段，對應(yīng)子項目5、6，由扮演設(shè)計部部長的學(xué)生主持完成。對接企業(yè)生產(chǎn)方式，采用UG軟件進行模具設(shè)計及模流分析。模具設(shè)計完成后，每位組員都將在模具評審會上針對自己設(shè)計的模具進行展示和匯報，同時接受本組成員的提問并解答。最后由組員商定擇優(yōu)選出一套模具，再由大家共同修改后出圖。這個階段，人人參與設(shè)計，人人參與匯報和答辯，參與提問，專業(yè)知識得以鞏固，表達能力得以提高。

3.實現(xiàn)。即模具制造階段，對應(yīng)子項目7、8、9，由扮演加工部部長角色的學(xué)生持完成。這一階段，加工工藝卡由組員集體討論商定，每個同學(xué)都有模具零件的加工任務(wù)。通過這一階段，學(xué)生的加工技能得到進一步鍛煉，同時，學(xué)生在加工過程中對接企業(yè)，采用“5S”對學(xué)生進行管理和考核，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。

4.運作。即試模與驗收階段，對應(yīng)項目10，由扮演注塑工藝部長的學(xué)生主持完成。模具的安裝、注射工藝參數(shù)的制定，不再是以老師為主導(dǎo)，打樣件過程中出現(xiàn)的問題均由小組成員商討解決，鍛煉了學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

（二）課程考核。幫助學(xué)生獲得產(chǎn)業(yè)界所需的各種能力和素質(zhì)，是CDIO理念的重點。因此，廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院在該門課程的考核改革中，加大過程性管理和考核力度，強調(diào)平時的學(xué)習(xí)和思考，強調(diào)學(xué)生的職業(yè)能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)，項目的考核步步緊跟。按照CDIO培養(yǎng)大綱要求，在重構(gòu)的10個子項目的實施過程中，制定了學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力這四個層面的考核指標(biāo)，再綜合四個階段的成績，給出最后的項目成績，避免蒙混過關(guān)，高分低能或低分高能。

四、CDIO理念下課程實施效果

基于CDIO理念的對接企業(yè)組織模式的項目實施，取得了良好的效果：第一，提高了學(xué)生的工程實現(xiàn)能力，開拓了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。第二，整個項目的實施體現(xiàn)了教學(xué)的互動性、啟發(fā)性和探究性，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)，整個過程學(xué)生體驗了所學(xué)、所用、所想與制成品的差別。第三，與廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院傳統(tǒng)的教學(xué)相比較，項目的實施很好地兼顧了個體能力差異與教學(xué)精度之間的矛盾，保證了能力較弱的學(xué)生也能跟著完成項目，而不是蒙混過關(guān)。第四，項目貼近企業(yè)生產(chǎn)、貼近市場需求，項目過程與企業(yè)生產(chǎn)過程和工作過程對接，學(xué)生熟悉了整個生產(chǎn)工作流程和內(nèi)容，增加了學(xué)生的自信心，提高了學(xué)生的就業(yè)的競爭力。第五，通過做工程項目，學(xué)生學(xué)會了制定并實施工作計劃、撰寫文件、培養(yǎng)了他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，以及文件的撰寫能力、語言表達能力，為今后的工作和技術(shù)知識積累奠定了良好基礎(chǔ)。

總之，通過CDIO工程教育模式，塑料模具綜合實訓(xùn)課程以生產(chǎn)中某種產(chǎn)品為載體，可實現(xiàn)學(xué)生在“做工程”的過程中將專業(yè)知識、核心技能、職業(yè)能力及素養(yǎng)有機聯(lián)系起來，專業(yè)知識得以應(yīng)用，專業(yè)技能得以訓(xùn)練，職業(yè)素養(yǎng)得以培養(yǎng)，創(chuàng)新精神得以發(fā)揮。

【參考文獻】

[1]顧佩華，包能勝，康全禮.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2012（3）

[2]査建中.面向未來工程職場的CDIO 教育模式研究與實踐[C]//2011北京CDIO區(qū)域性國際會議文集.北京：北京交通大學(xué)出版社，2012

[3]鐘建琳.CDIO理念指導(dǎo)下機械類專業(yè)課程的教學(xué)思考探究[J].中國電力教育，2014（2）

[4]李耀輝.BRP-CDIO模式下高職模具專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究[J].蘇州市職業(yè)大學(xué)學(xué)報，2012（23）

[5]竇沙沙，夏建生.基于 CDIO 理念的模具課程體系初探[J].科教導(dǎo)刊，2012（5）

【基金項目】廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院社科高職重點立項課題“基于CDIO模具專業(yè)‘工廠教室教學(xué)模式的創(chuàng)建”（桂職院[2015]174號152101）

【作者簡介】覃秀鳳（1984— ），女，壯族，廣西柳江人，碩士，廣西職業(yè)技術(shù)學(xué)院講師，研究方向：模具設(shè)計與制造的教學(xué)與研究工作。

（責(zé)編 盧 雯）