基于CDIO模式的學(xué)期項目課教學(xué)改革探索

賈玉坤 沈姝君 陳進熹 洪尉尉

摘 要：以CDIO國際化工程教育理念為指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生職業(yè)成長規(guī)律與認知規(guī)律，設(shè)計多個實訓(xùn)周內(nèi)能完成的學(xué)期項目，并以該學(xué)期項目為邏輯主線組織教學(xué)內(nèi)容，完成必要的知識學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練?；贑DIO工程教育模式的學(xué)期項目課激發(fā)了學(xué)生的主動性、積極性，代表了工程教育的發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：CDIO;項目課;教學(xué)改革

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)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生將項目實踐與理論課程有機聯(lián)系的學(xué)習(xí)工程，代表了當(dāng)代工程教育的發(fā)展趨勢。[1-4]本課題以CDIO國際化工程教育理念為指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生職業(yè)成長規(guī)律與認知規(guī)律，設(shè)計多個實訓(xùn)周內(nèi)能完成的學(xué)期項目，并以該項目為邏輯主線組織教學(xué)內(nèi)容，完成必要的知識學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練。讓學(xué)生在真實的項目研發(fā)及設(shè)計中，一邊動手實踐，一邊學(xué)習(xí)理論知識。

1 現(xiàn)狀分析

機電一體化專業(yè)課程體系中的一門重要專業(yè)核心課程《機電綜合項目設(shè)計與制作》，授課對象是大三學(xué)生，采用單列實訓(xùn)周的形式，學(xué)生每五個人一組，以一個機電一體化項目為藍本，讓學(xué)生體驗機電一體化產(chǎn)品方案設(shè)計、產(chǎn)品造型、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、零件加工、整機裝調(diào)，從無到有的整個過程。其主要任務(wù)是通過查找資料，確定要設(shè)計產(chǎn)品的主要功能，提出功能的相關(guān)指標，完成項目總體方案設(shè)計，對產(chǎn)品進行三維造型、二維圖紙，對零件進行加工，繪制控制系統(tǒng)電路制作PCB，焊接調(diào)試，完成整個項目的產(chǎn)品，最后書寫實訓(xùn)報告及PPT并進行分組答辯。

綜上目前該學(xué)期項目課在教學(xué)中存在以下主要問題：從學(xué)生的畢業(yè)實踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生真正工作后，大多數(shù)學(xué)生在面對實際的項目時仍不知從何開頭，從何做起，也不知如何完成，如何實現(xiàn)，且工作中需要較長時間的適應(yīng)期。課程中選用的學(xué)期“項目”雖然大多數(shù)來源于企業(yè)，大賽項目。但學(xué)期“項目”有些老舊，但其項目是對企業(yè)真實“項目”經(jīng)過加工得到的，故未與企業(yè)相關(guān)“項目”無縫對接，而是有所脫節(jié)。

2 教學(xué)模式探索

《機電綜合項目設(shè)計與制作》是針對職業(yè)崗位某一發(fā)展階段的能力要求設(shè)計的綜合實踐課程，要求具有綜合性、新穎性與實踐性等特點。以CDIO國際化工程教育理念為指導(dǎo)為學(xué)生設(shè)計易于完成又能囊括多門知識技能的項目?？紤]到課程項目的復(fù)雜度較高，實施過程中對學(xué)生團隊協(xié)作精神要求較高，所以有必要循序漸進，將課程項目拆分成六個實踐任務(wù)（子項目），即方案設(shè)計、三維造型、繪制工程圖、控制系統(tǒng)設(shè)計、整機裝調(diào)、編寫項目文件。如下圖學(xué)期項目課，以智能尋跡小車和數(shù)控精雕機課程為例的課程魚骨圖。

課程魚骨圖

為達到課程要求的知識與能力培養(yǎng)大綱的要求，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計是在學(xué)生掌握機電一體化相關(guān)基本知識的基礎(chǔ)上，完成一個包括構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）全過程的團隊研發(fā)項目。根據(jù)課程內(nèi)容豐富、工程特質(zhì)強的特點，教學(xué)內(nèi)容分為兩個階段實施，其中第一階段占教學(xué)總時長的10%，第二階段占教學(xué)總時長的90%。

3 教學(xué)實施

《機電綜合項目設(shè)計與制作》學(xué)期項目的教學(xué)上分為實施準備和實施兩個階段。第一階段講解六個實踐任務(wù)，即方案設(shè)計、三維造型、繪制工程圖、控制系統(tǒng)設(shè)計、整機裝調(diào)、編寫項目文件，以及課程大綱要求的技術(shù)知識。第二階段要求學(xué)生將自己置身于項目中，按照要求完成項目產(chǎn)品的研發(fā)，整個過程包含CDIO項目開發(fā)的全過程。學(xué)生沉浸于真實的項目研發(fā)中，提高學(xué)生的團隊合作意識，通過自主學(xué)習(xí)將機械、控制兩大領(lǐng)域知識融會貫通。

學(xué)期項目課CDIO實施過程：

（1）構(gòu)思階段（2-3天），團隊小組共同協(xié)商討論，推舉團隊組長，明確團隊人員的項目內(nèi)容及個人分工，形成對項目的整體構(gòu)思，并將項目分成六個任務(wù)。

（2）設(shè)計階段（2-3天），將第一階段的六個教學(xué)任務(wù)加以整合，包括方案設(shè)計、三維造型、繪制工程圖、控制系統(tǒng)設(shè)計等。

（3）實施階段（5-6天），這一階段著重在學(xué)生的個人職業(yè)技能與素養(yǎng)的培養(yǎng)鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力。嚴格按照第一階段規(guī)劃的六個任務(wù)依次完成相關(guān)工作。此階段基本完成學(xué)期項目要求的相關(guān)產(chǎn)品原型。由于課堂中時間的限制，開放整個項目現(xiàn)場，學(xué)生可以利用課余時間隨時過來完成相應(yīng)內(nèi)容。

（4）運作階段（1-2天），這一階段的主要任務(wù)是項目的修改、完善、展示，培養(yǎng)學(xué)生工程產(chǎn)品開發(fā)能力。

4 結(jié)語

結(jié)合國際流行的CDIO工程教育理念，針對本校機電一體化專業(yè)的特點，以及學(xué)生將來畢業(yè)后的定位，以《機電綜合項目設(shè)計與制作》為例對單列實訓(xùn)學(xué)期項目課進行了重新開發(fā)設(shè)計，構(gòu)建了一套切實可行教學(xué)改革方法;該改革也可以推廣到其他課程的教學(xué)中。基于CDIO工程教育模式的學(xué)期項目課激發(fā)了學(xué)生的主動性、積極性，代表了工程教育的發(fā)展趨勢。

參考文獻：

[1]郝智秀，季林紅，馮涓.基于CDIO的低年級學(xué)生工程能力培養(yǎng)探索：機械基礎(chǔ)實踐教學(xué)案例[J].高等工程教育研究，2009（5）：36-40.

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[4]胡志剛，江林，任勝兵.基于CMM的教師CDIO能力評估與提升[J].高等工程教育研究，2009（3）：26-31.