基于CDIO理念的高職機械設計基礎課程改革

蘭小光　岑華

【摘 要】本文探討在CDIO理念下機械設計基礎課程的分層教學方法，以期培養(yǎng)學生的學習興趣，提高學生的實踐動手能力、組織協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)新能力。

【關鍵詞】機械設計 CDIO 分層教學 創(chuàng)新能力

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）09C-0150-02

機械設計基礎課程是機械、機電類專業(yè)學生必修的專業(yè)基礎課，本課程一般在學生進校后的第二學期或者第三學期開設，在學生有金工實訓的感性認識的基礎上開設。在傳統(tǒng)的教學中，我們主要是教給學生各種機械傳動的原理，對于教會學生運用這些原理去解決實際問題做得很不到位，更談不上讓學生擁有創(chuàng)新性與創(chuàng)造性的能力了。

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代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）。它是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習，培養(yǎng)學生現(xiàn)代工程技術的職業(yè)素養(yǎng)。以CDIO工程教育理念為基礎研究高職機械類專業(yè)機械設計基礎課程的教學，對高職院校培養(yǎng)高端機械工程技能型人才具有重要指導意義。

一、構建基于CDIO理念的課程項目體系

機械設計基礎課程是一門專業(yè)基礎性課程，主要是培養(yǎng)學生認識機構和機械傳動的基本原理，掌握機械運動的理論知識，初步具有機械運動的分析和判斷能力，學會機械設計的基本方法。在CDIO理念下，機械設計基礎課程可以分成兩個層次的目標進行教學。

（一）教學內(nèi)容的分層

1.基本概念和基本原理。現(xiàn)在就讀高等職業(yè)技術學院的生源一般來自兩個渠道，一部分是參加高考過來的錄取生，這部分的學生經(jīng)過高中階段的學習，基礎知識比較好，對簡單的理論課比較容易掌握，但是這部分學生的實踐動手操作技能差一些。另一部分學生是從中職升讀高職的，或者是中職高職連讀的學生，即五年一貫制的學生，這些的學生基礎知識都是比較差的，不喜歡學習理論知識，但是他們都經(jīng)歷過一定的實訓實習訓練，或者經(jīng)歷過企業(yè)的頂崗實習，他們的實踐操作技能比較好，或者說他們更喜歡上實踐操作的課程。

機械設計基礎課程最基本的教學目標就是讓學生掌握機械傳動的基本概念和基本原理，是分析機械傳動、開展機械設計的基礎，這部分內(nèi)容不難，所以要求全體學生都要掌握。

2.分析計算機械傳動的能力。在學完機械傳動基本概念和原理之后，課程項目設計里面會有一個機械傳動原理的分析計算內(nèi)容，這部分的內(nèi)容會比基本概念難度大一些。由于學生的基礎知識不同，到機械傳動原理分析教學內(nèi)容的時候很多基礎差的學生就感覺很吃力了，一旦學生跟不上老師的教學節(jié)奏，很多學生就放棄，特別到理論計算內(nèi)容的時候，那些中職上來的學生基本就聽不懂了，所以這部分的教學內(nèi)容一般只對篩選出來的普通班的學生講授。

3.學會機械設計的基本方法。這一階段的教學一般都是分組進行，每5到8個學生為一組，組員由老師指定一部分，學生自己組合一部分，目的就是避免個別組全部是自律性比較差的學生在一起，導致任務無法完成。老師提出一個任務，要求學生想出解決方案，可以設置難度不同的任務，由簡單再到復雜，這一步我們一般結合第二課堂一起完成。

首先我們設立機械創(chuàng)新協(xié)會，由愛好機械創(chuàng)新的學生申請入會，結合每年全國大學生機械創(chuàng)新比賽的主題開展活動，課外老師予以適當?shù)妮o導。比如2018年全國大學生機械創(chuàng)新比賽的主題是“關注民生、美好家園”，內(nèi)容為：解決城市小區(qū)中家庭用車停車難問題的小型停車機械裝置的設計與制作；輔助人工采摘包括蘋果、柑桔、草莓等10種水果的小型機械裝置或工具的設計與制作。其次，我們把機械創(chuàng)新協(xié)會的活躍分子進行分組，每個組選出相應的組長，由組長負責組內(nèi)的分工和監(jiān)督。各組按照主題的要求選擇機械創(chuàng)新制作的方向（比如選小型停車機械裝置），然后指導老師會給各組布置工作任務表，各小組必須按任務表的要求從上往下完成，每完成一個工作任務必須向指導老師書面匯報，指導老師簽字確認后才可以往下做新的任務，不符合要求的必須重新做，直到指導老師同意后才能往下一步做。機械創(chuàng)新小組工作表如表1：

（二）學生的分層學習

機械設計基礎課程開設一個學期，每周六節(jié)課，這樣每位老師一般擔任兩個班級的課程。前半學期我們一般按班級開班上課，課程內(nèi)容主要是介紹機械傳動基本概念和基本規(guī)律，讓學生有機械傳動的感性認識。后半學期我們把兩個班的學生重新編班上課，一個普通班是繼續(xù)介紹機械設計的原理和計算方法，偏重理論知識；另一個創(chuàng)新班是按照機械創(chuàng)新項目程序教學，側重于創(chuàng)新與制作。老師事先把這門課的考核辦法告訴學生，由學生自主選擇進入相應的班學習，這樣就能讓理論好一些的學生多學到機械設計的理論知識，理論差的同學可以通過動手制作作品完成相應的學習，理論基礎好又勤于制作的同學就能夠學到更多的知識和技能。

二、課程項目的實施與評價

一項教學改革必須要有配套的評價標準才能更好地實施，機械設計基礎課程的核心就是培養(yǎng)學生的機械創(chuàng)新能力，應制定靈活的課程考核指標。凡是能夠在省級機械創(chuàng)新比賽獲獎的學生，參加比賽的當學期全部專業(yè)基礎課程和專業(yè)課程可以免試通過，并且獲一等獎的全部組員當學期免試課程記95分以上，獲二等獎的全部組員當學期免試課程記90分以上，獲三等獎的全部組員當學期免試課程記85分以上，另外學院還有相應的物質(zhì)獎勵。對于制作了作品，但是作品選不上去參加比賽的，或者作品參加了比賽沒有獲獎的，老師按當年大學生機械創(chuàng)新大賽的主題，對作品的功能、設計、結構、工藝制作、性能價格比、先進性、創(chuàng)新性、實用性等多方面進行綜合評價給分，并按機械設計基礎課程的評分標準記當學期的學習成績。機械設計基礎課程的評分標準如表2。

按以往普通班的統(tǒng)一考核標準，機械設計基礎課程學生的考試通過率是比較低的，特別是中職上來的學生，由于理論基礎太差，很多學生都在這門課上掛了科。現(xiàn)在通過課程改革，既讓學生有機會參與接近工程的產(chǎn)品開發(fā)項目，使學生對本課程的學習產(chǎn)生了濃厚的學習興趣，又提高了學生的創(chuàng)新能力，同時解決了學生的學習問題，可謂一舉多得。

通過機械設計基礎課程的改革，我們把學生從被動學習的教室里面解放出來，使學生能夠像企業(yè)工程技術人員一樣從事新產(chǎn)品的開發(fā)，培養(yǎng)了他們的項目開發(fā)、設計、制作和管理能力，激發(fā)了他們的創(chuàng)新能力。在項目制作的過程中同學們表現(xiàn)出較強的團隊協(xié)作精神，以及較強的自學能力，在組織溝通能力上也得到明顯的提高，學生的綜合運用能力有了很大的進步。機械設計基礎課程經(jīng)過幾年的改革，取得良好的效果。2015、2016年我校參加全國大學生機械創(chuàng)新比賽廣西賽區(qū)的比賽取得不俗的成績，課程改革的成果得到肯定。

【參考文獻】

[1]方志明，高國琴，華靜.基于CDIO的“微型計算機控制技術”課程教學改革探討[J].中國電力教育，2012（1）

[2]李澤中.高等職業(yè)教育教學模式改革與研究[J].重慶電力高等專科學校學報，2011（10）

【基金項目】廣西職業(yè)教育教學改革項目“基于CDIO工程教育模式的高職數(shù)控技術專業(yè)項目教學的實踐與探索”（GXGZJG2015B256）

【作者簡介】蘭小光（1964— ），男，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術學院工程師，研究方向：機械設計與制造；岑 華（1977— ），男，廣西現(xiàn)代職業(yè)技術學院講師，研究方向：機械設計與制造。

（責編 丁 夢）endprint