基于CDIO理念下的機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索

邢智慧

摘 要：為應(yīng)對(duì)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的挑戰(zhàn)，推動(dòng)工程教育改革創(chuàng)新，培養(yǎng)具備新素養(yǎng)、面向未來的工程人才，高校在專業(yè)設(shè)置、人才培養(yǎng)模式等方面都在做相應(yīng)的改革。本文針對(duì)新工科背景下機(jī)械類專業(yè)的專業(yè)方向課——機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)，在傳統(tǒng)教學(xué)過程中存在的問題及課程教學(xué)改革中的方法進(jìn)行了初步的探索。

關(guān)鍵詞：CDIO理念;機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì);教學(xué)改革

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程涉及的知識(shí)面廣，實(shí)踐性強(qiáng)，注重培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際工程問題的能力，強(qiáng)化學(xué)生的工程意識(shí)和專業(yè)思維。然而，在目前的教學(xué)過程中，還存在諸多弊端。本文在CDIO理念的背景下，對(duì)該課程的教學(xué)改革進(jìn)行了初步的探索。

一、研究背景

CDIO工程教育理念，是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行、維護(hù)和廢棄的全生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。在此過程中，學(xué)生不僅需要學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)，而且應(yīng)該具備一定的工程實(shí)踐能力。

2016年以來，為推動(dòng)工程教育改革創(chuàng)新，教育部推出“新工科”計(jì)劃，明確了“新工科”建設(shè)行動(dòng)路線，“新工科”計(jì)劃的推進(jìn)關(guān)鍵在于對(duì)“新”的內(nèi)涵的認(rèn)識(shí)，而“新”的內(nèi)涵首要表現(xiàn)就是培養(yǎng)具備新素養(yǎng)面向未來的工程人才。

本文就是在“新工科”背景下，結(jié)合應(yīng)用技能型高校的教學(xué)宗旨，將CDIO工程教育理念應(yīng)用到機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)的課程改革中，不僅可以使學(xué)生掌握基本的學(xué)科知識(shí)、具備工程實(shí)踐的能力，而且能夠滿足社會(huì)和工業(yè)界對(duì)應(yīng)用技能型人才的要求。

二、本課程目前教學(xué)中存在的問題

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)是機(jī)械類學(xué)生的專業(yè)方向課，也是一門理論綜合課，該課程起到從理論過渡到實(shí)際，從基礎(chǔ)過渡到專業(yè)的橋梁作用。但從目前的教學(xué)效果看，傳統(tǒng)教學(xué)已無法適應(yīng)高等工程教育的快速發(fā)展，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）教材內(nèi)容涉及面廣，各部分內(nèi)容之間缺乏有機(jī)聯(lián)系

機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)教材中一般都涉及機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)方法、金屬切削機(jī)床設(shè)計(jì)、工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)、機(jī)床夾具設(shè)計(jì)、物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)、機(jī)械加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)等基本理論和方法，而且往往以設(shè)計(jì)原則和規(guī)律加以總結(jié)、概括，教材各章所舉的例子涉及機(jī)床、機(jī)器人、機(jī)床夾具、物流裝備、自動(dòng)化生產(chǎn)線等，這些例子大多一提而過，沒有從系統(tǒng)的觀點(diǎn)闡述他們之間的聯(lián)系與區(qū)別，使學(xué)生很難形成對(duì)機(jī)械制造裝備整體的理解。

（二）教學(xué)模式相對(duì)單一

在舊式的課堂教學(xué)中，教師是課堂的主體，整堂課是“填鴨式”的滿堂灌;多媒體教學(xué)充其量是重復(fù)寫在黑板上的內(nèi)容，雖然教學(xué)手段變了，但教學(xué)內(nèi)容和效果并沒有變。學(xué)生在這種課堂不能主動(dòng)發(fā)表自己的不同見解，處于被動(dòng)的地位，久而久之學(xué)生就逐漸喪失了主動(dòng)思考問題的能力，也失去了學(xué)習(xí)的興趣和信心。

（三）理論與實(shí)踐缺乏聯(lián)系

據(jù)多數(shù)已經(jīng)走向工作崗位的學(xué)生反映：很難將學(xué)校所學(xué)和工程實(shí)際聯(lián)系起來。學(xué)生不知道上課學(xué)什么，有什么用？這表明原有的課程體系、教學(xué)內(nèi)容和方法已不適應(yīng)現(xiàn)有的教學(xué)了。另外，實(shí)踐環(huán)節(jié)相對(duì)少，實(shí)驗(yàn)、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目教學(xué)方法單一，且開設(shè)的實(shí)驗(yàn)多數(shù)為觀摩性、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺乏實(shí)踐性、整體性和創(chuàng)新性，不利于學(xué)生工程實(shí)踐應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

（四）考核方式單一

考核是教學(xué)評(píng)價(jià)的重要手段，是了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況的主要依據(jù)。目前，多數(shù)高校對(duì)于機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程，依然采用期末考試的方法進(jìn)行考核，這種單一的考核方式較少注重對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)分析能力和創(chuàng)新能力的考察。

上述問題既制約了機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程教學(xué)水平的提高，又影響了應(yīng)用技能型人才的培養(yǎng)。

三、應(yīng)用CDIO理念在課程改革中的實(shí)施

針對(duì)以上弊端，本文對(duì)機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)課程的教學(xué)改革進(jìn)行了初步的探索。主要包括理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)、考核方式三個(gè)部分。現(xiàn)分別闡述如下：

（一）理論教學(xué)

在教學(xué)方法上，采用項(xiàng)目教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法和討論教學(xué)法相結(jié)合的方式授課。在每個(gè)教學(xué)模塊授課之前，教師要下發(fā)項(xiàng)目任務(wù)書，重點(diǎn)讓學(xué)生了解本模塊的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容，擬解決的工程問題。

在課堂組織過程中，采用靈活多變的教學(xué)方式。給學(xué)生發(fā)言的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生提出問題，發(fā)表見解，可以采用小組討論或自由發(fā)言的方式;教師及時(shí)與學(xué)生進(jìn)行交流溝通，使教與學(xué)兩個(gè)方面充分融合。

在教學(xué)內(nèi)容上，任課教師除了教材內(nèi)容外，還應(yīng)給學(xué)生講授課程最新前沿研究成果，讓學(xué)生及時(shí)掌握相關(guān)知識(shí)的最新研究動(dòng)態(tài)。

（二）實(shí)踐教學(xué)

通過設(shè)置靈活多樣的實(shí)踐課程，讓學(xué)生對(duì)機(jī)械制造裝備，從理性到感性、從外觀到結(jié)構(gòu)、從原理到使用、從開發(fā)到設(shè)計(jì)等有一個(gè)概括的認(rèn)識(shí)，從而使學(xué)生了解其發(fā)展過程，掌握其基礎(chǔ)理論，熟悉其設(shè)計(jì)過程，為后續(xù)學(xué)生的學(xué)習(xí)和就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在實(shí)踐授課的同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與相關(guān)的創(chuàng)新活動(dòng)，注重學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、綜合設(shè)計(jì)能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力和工程實(shí)踐的訓(xùn)練，有效地將前沿專業(yè)知識(shí)和實(shí)踐創(chuàng)新相融合。

（三）考核方式

在課程改革過程中，將傳統(tǒng)的期末考試變革為大作業(yè)的形式。在課程授課中期，以小組的形式下發(fā)任務(wù)書，由組長(zhǎng)給每名組員分配具體任務(wù)。大作業(yè)是關(guān)于機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，與理論授課同步進(jìn)行。

四、總結(jié)

本次課改以先進(jìn)的CDIO教育理念為指導(dǎo)思想，圍繞機(jī)械類專業(yè)的人才培養(yǎng)計(jì)劃、課程標(biāo)準(zhǔn)，組織實(shí)施了“教、學(xué)、做一體化”的課程改革，取得了一定的研究?jī)r(jià)值與實(shí)踐成果。

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