基于CDIO理念的“產品幾何技術規范基礎”課程教學改革實踐

薛瑋珠

摘要：本文基于CDIO工程教育體系和理念，對“產品幾何技術規范基礎”課程進行教學改革探索，采用小項目教學模式，系統化教學載體，提倡“教學練一體化教學方式”，并建立完整系統的課程評價題庫，改革成績考核辦法，從而提高教學效果。

關鍵詞：CDIO;產品幾何技術規范基礎;教學改革

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2015）23-0096-02

教學方法改革是創新教學改革的關鍵，按照我校創新型高技能人才培養要求，教師需要積極進行教學改革，運用各種教學手段，激發學生的學習興趣，“少教多學”、重點培養學生的學習能力，發揮學生學習的創造性、主動性，使學生樂學、善學。只有這樣才能把學生的主動性學習能力和創新精神發揮處理，從而使學生的能力、知識、素質很好地結合起來。

麻省理工學院在2001年聯合瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典皇家技術學和瑞典林克平大學四所大學一起開發了CDIO工程教育體系與實施理念。其中，C代表了構思（conceive）、，D代表了設計（design），I代表了實現（implement）和O代表了運作（operate）。此理念在高職教育中應該非常適合。

《產品幾何技術規范基礎》課程是機械類專業的一門專業技術支撐課，并且是機械類專業的一門必修課。目標是讓學生掌握機械零件的幾何精度及其相互配合的基本知識，對相關公差標準具有初步的應用能力并受到幾何量測量技術的初步訓練。學習本課程，可為今后高質量完成機械基礎綜合實訓、畢業設計打下扎實的基礎。本文對原有的課堂教學模式的不足進行改進，提出了基于CDIO理念的產品幾何技術規范基礎教學改革，采用小項目教學模式，系統化教學載體，提倡“教學練一體化教學方式”，使學生的工程應用能力、創新能力得到很好的鍛煉。

一、引入小項目教學模式，系統化各章節教學載體

根據課程的實際特點，采用“傳統知識傳授+項目教學”的方式更為合理。基本概念、標準釋義等適合采用傳統的知識傳授方式教學，而對相關標準的應用能力、檢測能力的培養顯然更適合項目教學方式。計劃以“快換鉆套”、“機械式過載保護裝置”為載體，討論尺寸公差的選擇;以“臺鉆主軸部件”為載體，討論滾動軸承等標準件的公差與配合的選擇;以“減速器低速軸”為載體，全方位討論尺寸、幾何、粗糙度公差的選擇;以“支架”為載體，討論檢測方案設計、檢測數據處理等內容。

根據各章節的特點，可選擇小項目如下。

二、改革教學方法與教學手段，提倡“教、學、做一體化”教學模式

根據CDIO的教學模式下，我們把教學內容中的各個教學項目根據要求采用C（構思）、D（設計）、I（實現）和O（運作）分四個階段來實施。

1.構思階段。主要是讓學生明確任務，做好任務的準備工作。

2.設計階段。老師引導學生了解項目，儲備知識，確定實施方案。

3.實現階段。學生根據要求完成項目，即項目的實施階段。

4.運作階段。學生和教師根據任務的要求，檢驗、評價和反饋學生任務的完成情況。

根據產品幾何技術規范基礎課程的特點，在課堂教學方式上，利用收集及制作的視頻、動畫、圖片等，進行關聯教學內容的展示，給學生以身臨其境的感受;在教學手段上，教師與學生的雙向互動，引導學生主動思考，采取小組討論式教學法、演講式教學法、啟發式教學法、小測驗等多種教學組織形式進行教學，整個教學過程提倡“教、學、做一體化”的教學模式，從而使學生的學習主動性和探究性學習熱情得到加強。

三、建立完整系統的課程評價題庫，改革成績考核辦法

為了使得學生理論基礎和知識綜合運用的能力有明顯地提高，重點考查學生基礎知識掌握、知識綜合運用能力等情況，可在教學中采用知識+技能+態度的課程評價方式。

為能更公正客觀地評價各機械類專業學生，需建設完整系統的課程題庫，具體包括如下幾方面。

1.建設考查初級目標的理論考試題庫。理論考核主要針對《產品幾何技術規范基礎》課程的三大組成基石：極限與配合（尺寸公差）、幾何公差（形位公差）、表面結構要求進行考核，重點關注學生對產品幾何技術規范相關概念、術語、標準的掌握程度，要求學生在機械圖樣上能正確標注相應的尺寸、幾何、粗糙度公差;對機械圖樣上出現的各項標注能充分理解、認知。理論基礎考試占整個評價體系的權重為30%。通過理論基礎考試的同學，達到了課程理論教學的初級目標。

2.建設具有典型意義的、復雜程度適中的零件庫。該零件庫是用來評價同學們獨立完成零件的幾何精度設計的能力。比較適合的典型零件有減速器低速軸、減速器箱體、車床溜板箱、快換鉆套、臺鉆主軸套筒等。這些零件上不但具有典型意義的各種配合（間隙、過渡、過盈）應用，而且和標準件多有接觸。通過完成裝配草圖中的指定零件的零件圖可以較好地考查同學們對標準件相關精度設計的掌握能力和對零件進行綜合幾何精度設計的能力。在指定時間內（比如一周），獨立完成零件的幾何精度設計并提交完整的零件圖占整個評價體系的權重為20%。圖紙完成的質量，反映了學生對“幾何精度設計”這一課程高級目標的掌握程度。

3.具備可操作性的實踐實操題庫建設。該試題庫為實操試題庫。考查目標是學生對基本量具的掌握程度。比較適合的項目有“內徑百分表測孔徑、杠桿千分尺測軸徑、立式光學比較儀測軸徑”等。通過指定量具，檢測指定工件，依據策測量結果的準確度來評價學生掌握各類測量器具的基本使用方法的程度。通過實操基礎考試的同學，達到了課程實踐教學的初級目標，占整個評價體系的權重為20%。

4.考試模式。考試分理論與實踐，各設初級目標與高級目標，通過初級目標，只能達到及格、中等的成績，只有具有相應能力（幾何精度設計能力，綜合實踐能力）才能達到良好、優秀的成績。對較差的同學，由于基礎考核難度不大，可以加強他們的學習信心，避免因為難以達到目標而喪失學習興趣;對于較好的同學，可以充分體現他們的優勢。（1）理論：考核2次，一次考試，一次大作業，前者為初級目標，后者為高級目標。（2）實踐：設立專門的實訓周，設計4個典型零件，要求學生通過小組合作的方式，完成從方案設計、量具選擇、數據處理、提交報告等完整的綜合檢測過程。這一實訓周的設計目標是課程實踐教學的高級目標，占整個評價體系的權重為20%。實訓周特點：老師不進行“灌輸式”教學，而是提供典型零件、零件圖紙，通過告知“學前能力、學習目標、參考資料、學習活動等”的途徑，來知道學生體驗學習。

四、總結

基于CDIO理念的“產品幾何技術規范基礎”課程教學改革在2012年開始，至今已實施了兩屆，從實施結果來看，學生對該課程的主動性得到極大提高，課程教學效果顯著。該教學模式擬在本學院其他課程上推廣

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