CDIO模式下“注射模具課程設計”教學改革初探

摘 要： 本文分析了我校“注射模具課程設計”現行教學中存在的問題，根據本專業人才培養要求和特點，進行了基于CDIO模式下該課程設計的教學改革和實踐，提出了教學改革的具體措施，以突出實際工程應用能力的培養，實踐證明對鍛煉學生實踐能力和掌握課程理論達到了良好的效果。

關鍵詞： CDIO工程教育 注射模具課程設計 教學改革

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指的是Conceive-Design-Implement-Operate（構想—設計—實施—操作），是由麻省理工學院等四所大學通過幾年的研究、探索和實踐建立的一種先進的工程教育模式，它讓學生以生動的、實踐的、課程之間具有有機聯系的方式學習和獲取工程能力。旨在以綜合的培養方式使畢業生在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面達到預定目標［１］。本文結合我校實際情況，介紹CDIO模式在“注射模具課程設計”中的應用。

一、傳統課程設計模式的不足［２］，［３］

1.課題單一，學生個性發揮不明顯。對于我院“注射模具課程設計”，由于時間安排較短，因此布置的課題一般選擇比較單一和簡單的典型零件，對大多數學生而言，基本都能按指導書要求的步驟完成。另外，同學間的設計方案差異性較小，不能充分體現學生的個性，也不利于學生特長和創新拓展思維能力的發揮和培養，越來越不能滿足現代教育對學生創新能力和素質培養的需要。

2.理論與實踐聯系不密切，影響學生掌握效果。理論學習和實踐是相輔相成、相互影響的。目前課程設計基本是在理論課結束后，集中一段時間執行的，造成課程理論學習和課程設計的實踐在時間上有一定的中斷，同時由于課程設計時間較短，不可能深入企業或實際制作，因此與企業實際應用還有一定的差距。另外，在理論學習中，學生學習的目標性不明確，沒有相應的項目和任務引導，學生就不能帶著問題深入學習和研究，這些都在一定程度上影響學生的學習效果和實踐應用能力的培養。

3.重結果不重過程，評價不甚合理。教師對學生課程設計的評價大多還停留在平時出勤和對學生提交的課程設計作業成果上，沒有充分重視學生的設計創造性思維過程。另外，缺少必要的反饋和總結，學生交完作業就結束，對自己的課程設計方案的可行性、總體質量等方面沒有針對性的反饋，設計過程中存在的問題沒有得到有效解決，因此也會影響學生對本課程的整體掌握效果。

二、CDIO模式下的課程設計改革［２］，［４］

1.豐富設計課題類型，體現個性化發展，培養團隊意識。

改變以往課題單一，與企業實際不符的狀況，利用學校產學研合作資源，深入企業一線，收集與本課程密切相關的真實課題，以3—4人為一組進行分組設計，并要求每個人采用不同的設計方案，這樣避免了學生之間抄襲的現象，充分調動了各個學生的主觀能動性，體現了學生個性化和專業技能發展的需要，培養了小組之間的團隊合作意識。

2.課題設計與理論學習相結合，培養學生綜合能力。

由于本課程實踐性比較強，枯燥的理論說教很難獲得預期的效果，要培養工程意識和應用能力，就必須理論聯系實踐。實踐證明“行動式”教學對實踐性強的課程學習具有較好的效果，所謂的“行動式”教學就是把傳統的說教式的教學模式轉變為結合生產實際的認知與應用相結合的一種教學過程［５］。

本課程的理論學習和課程設計在某種程度上其實就是理論和實踐之間的關系，理論知識的掌握是課程設計的基礎和前提，而課程設計是對課程理論知識的全面實踐和應用。在組織教學過程中，將本課程理論教學和課程設計及實踐有效地結合起來，即將課程設計的課題提前布置，穿插在理論學習的過程中。這樣，一方面可以讓學生以布置的課程項目為驅動，在每一個章節講解完后，就可以對項目進行相應部分的設計、計算，激發學生理論知識的學習興趣，引導學生自主思考和學習，培養學生解決實際問題的能力，也鞏固和加強了學生對理論知識的學習和掌握。另一方面，課程設計課題的提前布置和進行，可以利用課程設計階段節約出來的時間出去深入企業，進行必要的實習實踐，再結合自身的設計方案、零部件制造工藝等方面進行優化。條件許可情況下，對于結構相對簡單的可以利用實驗室的設備對設計的模具進行制作和驗證，讓學生樹立系統工程的概念，獲得專業實踐，培養團隊合作能力。

3.改進設計方法和手段，鍛煉能力，提高效率。

隨著計算機技術尤其三維技術的迅猛發展和廣泛應用，在模具行業，三維設計成為普遍，另外三維設計有助于CAD與CAE/CAM的集成，可以大大提高模具設計的質量和可靠性。而在本課程修學之前，本校該專業學生已經學習了三維設計軟件（PRO/E，UG等）和CAE軟件（Moldflow）應用等課程。因此，本課程設計中完全可以利用三維設計方法來替代原先的二維設計模式，這樣既鍛煉了學生應用計算機輔助模具設計、制造與分析（CAD/CAM/CAE）的能力，又大大提高了設計效率和質量，為后續的畢業設計和真正進入企業工作打下了一定的基礎。

4.合理評價，增強掌握效果。

打破原有的評價方式，注重學生課程設計的過程控制和答辯反饋結果。設計過程中，教師隨時跟蹤學生的設計進展，了解其設計中可能存在的問題，動態掌握學生的設計思路和效果，這樣可以充分調動全體學生的主動性和積極性，也有利于教師及時掌握學生的真實情況，為正確評價提供依據。作業提交后，以分組的形式進行集體答辯，這樣既可使師生間進行有效的交流，又可將設計中的問題及時反饋給學生，便于學生總結和有效掌握。

三、CDIO模式的實施條件［２］

CDIO模式的實施，對教學環境、教師的整體素質提出了更高的要求，因此，CDIO模式的順利實施受到以下幾方面因素的影響：（1）培養計劃中課程體系的設置得是否合理，會影響到學生對專業課程知識體系掌握的優劣。（2）教師的整體能力，一方面需要教師除了系統掌握本專業中與本課程相關的系統知識以外，還要及時掌握本專業學科的發展前沿和動態，另一方面需要花更多的時間和精力對教學過程的實施進行思考、構思和監控。（3）教學條件，在項目實施過程中，需要具備必要的實施條件，比如，實踐的場所、相關設施等。（4）學生的自身能力，CDIO主要是以項目為導向，以學生為主體，以實踐創新為主線的能力本位培養模式，對學生知識體系的掌握和實踐動手能力等各方面有著更高的要求。

四、結語

實踐證明，CDIO模式在本課程設計中的實施，有效地激發了學生的主觀能動性，也顯著提高了學生對本課程理論知識的掌握和應用能力。但是，教學改革是一個系統的復雜工程，對于人才培養的整個過程而言，CDIO的實施不能局限于幾門課程，其“構想—設計—實施—操作”的思想應該貫穿于整個教學過程，落實到每門尤其是專業課程中，可以以課程群的形式進行綜合的改革和實踐，營造有利于實踐創新人才培養的教學環境，真正發揮CDIO模式的魅力和效果。

參考文獻：

［1］樊志遠，熊興隆.CDIO模式下CPLD課程教學改革的教改的探索和實踐［J］.產業與科技論壇，2011（12）：148-149.

［2］朱玉.CDIO工程教育模式下“機械設計課程設計”教改的探討［J］.中國電力教育，2010（19）：98-99.

［3］郭曉梅，丁明明，方守糊.應用CDIO模式改革《精密塑料成型工藝與模具設計》課程教學的探索［J］.浙江水利水電專科學校校報，2011（9）：81-84.

［4］張泊平，劉曄，李國慶.基于CDIO理念的《軟件工程》課程體系構建［J］.福建電腦，20010（7）：27-28.

［5］沈洪雷.“塑料模具設計”課程教學改革與實踐［J］.常州工學院學報，20010（4）：87-89.