基于CDIO的《手動加工零件》課程改革與實踐

鄭愛權

（蘇州健雄職業技術學院，太倉 215411）

現階段，國內很多教師對手動加工零件理論展開了研究，提出了多種教學改革方法。CDIO思想就是構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）的教學理念。這一教學模式是21世紀國際工程教育的教學改革成果，它對國內的實踐教學課程的改革有較大影響。CDIO系統具有較強的操作性、可執行性，在國內眾多院校廣泛應用。《手動加工零件》課程是機電類人才的基礎性技能訓練課程，在機電類專業中占據重要地位。因此，采用CDIO模式對課程進行相應的改革，增加課程的活力，從而發揮課程在人才培養過程中的核心作用。

1 基于CDIO的《手動加工零件》課程改革思路

《手動加工零件》是參照德國機電一體化工技術標準設置的一門課程，其內容主要是鉗工基礎基本技能訓練和典型組合件的手動加工，與機電產品的機械零部件的裝配緊密結合。對該課程來說，CDIO的指導價值在于：將鉗工訓練過程中所需要掌握的理論與實踐知識、職業素養及技能進行分解整合，建立以項目任務為載體的目標。制定具有較強可執行性的課程標準以及學生工作頁，運用導向教學法，詳細觀察學生在訓練過程中的具體表現。同時也便于檢測學生的學習效果，培養學生理論、實踐、社會以及獨立做事等能力。因此，將專業理論與實踐操作技能相融合，學生從單一、專項到綜合三個階段進行技能訓練，完成由簡單到復雜產品制作。這樣一來，學生可以逐步掌握手動加工零件的一些基本理論知識和操作方法，熟練掌握手動加工工藝知識以及正確規范使用常用量具，并能根據零件加工過程中出現的問題進行分析以及，提出解決方案和改進措施。同時，學生應遵守產品的生產流程以及適應現場5S和TPM（全員設備維護）管理，逐步養成良好的職業習慣和職業素養。

2 基于CDIO的《手動加工零件》課程改革目標

課程從能力、知識、素養目標進行改革。

2.1 能力目標

學生依據作業指導書規范正確使用、維護和保養常用鉗工設備和工量刃具。；制訂加工工藝方案和完成零件的檢測，做好現場5S、TPM管理以及PDCA循環工具。撰寫項目小結和運用PPT進行項目匯報，熟練查閱資料并將其應用于實踐。

2.2 知識目標

學生需掌握各種常用的臺式鉆床結構和原理，各種金屬材料加工屬性、產品手動加工與裝配、尺寸鏈計算、現場5S、TPM及PDCA等方面的相關知識。

2.3 素質目標

學生通過課程學習具備規范正確的操作習慣，建立較強獲得理論與實踐知識的方法能力，養成良好的職業行為，懂得團隊合作精神以及較強的語言表達、文字書寫和總結匯報的能力。

3 教學內容設計

在改革前的教學過程中，手動加工零件的理論和實踐是一體化教學，但是最終都只是流于形式，理論和操作并沒有進行有效的結合，教師和學生之間難以形成紐帶，造成了教與學的斷裂。

課改后，結合國家職業標準鑒定要求對手動加工內容進行重構，將鉗工劃線、鏨削、鋸削、銼削、鉆孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋、刮削、研磨、裝配等理論與技能操作任務進行重構，再將制圖、機械加工基礎、鉗工工藝、公差與配合融合到任務中組成項目。同時，引入現場管理體系內容，注重職業素養塑造。

另外，根據同專業不同方向，將課程設置為48、72、108和260等不同學時，其教學內容及重難點也不同。對開設少學時的專業，要求學生能正確規范地使用手動加工基本工具和遵守車間現場管理。對開設72至108學時的專業，要求學生熟練并正確地使用工量刃具，并能對工作任務進行分析、計劃、實施、檢查、評價以及改善。對開設108學時以上的專業，注重學生項目工作原理分析、產品工藝制定、規劃團隊工作、任務實施和任務控制等多方面能力，同時還注重學生工作思維、環保意識、團隊合作、報告撰寫和匯報等方面的培養。

4 教學方式多樣化

為了達到課程目標，教師會采用多種不同教學方式來進行教學。因此，運用工作過程中行動導向教學的四步教學法、六步教學法、案例教學法、項目教學法、角色扮演法、引導文教學法、任務驅動法等進行教學實施[1]。

4.1 案例教學法與四步法

采用案例教學法，將簡單零件產品作為案例，將簡單項目分解為各個子任務。子任務為單一技能點，教師采用準備、教師示范、學生模仿和歸納練習的四步教學法進行實踐教學，其中教師的操作技巧以及關鍵點點撥和提示是關鍵。

4.2 行動導向六步教學法

將復雜產品零件作為案例是綜合技能訓練項目。企業在工作模式狀態下，運用CDIO模式開展教學。結合復雜產品零件構思、設計、實施和運作，再運用引導文、項目教學法等行動導向教學方法進行實施。學生主動參與完成項目任務的資訊、計劃、決策、實施、檢查及評價多個環節。前三個環節側重于感性認識，以理論知識為主，實施階段側重于操作。評價是驗證、豐富和更新認知結構的提升階段，讓學生的感性知識升華為理性知識，最終化為行動能力，從而培養學生專業能力和基本素養[2]。

4.3 任務驅動教學法

教師利用單一、多項和綜合三階段任務驅動教學，學生需要從簡單到復雜項目進行學習。學生從模仿開始，到后來可以與團隊小組分工合作完成復雜零件工藝分析、設計、加工、裝配和檢測。學生從簡單項目入手，帶動專業理論的學習和單一技能的操作，這樣可以提高學生學習的效率和興趣，培養他們獨立探索、勇于開拓進取的自學能力。通過子任務訓練，學生很容易獲得滿足感和成就感，從而激發他們求知欲望，逐步形成一個感知心智活動的良性循環[3]。同時，通過完成前期簡單小任務和后期復雜大任務，這樣鍛煉和培養了學生的工作思維、分析問題和解決問題的能力，進而提高學生自主學習和與他人協作的能力。

4.4 情境教學法

情境教學是建立一個場景，在特定場景中，學生進行鉗工加工操作，使其操作技能得以鍛煉。學生在跨企業培訓中心進行技能訓練時，企業引進5S、安全規范、TPM現場管理體系，建立了培訓內部警告條例、培訓規范、規章制度及培訓流程的一系列標準文件。學生能在模擬真實企業現場管理的培訓中心完成課程的項目任務，養成良好的職業習慣和職業素養。

5 多元化考核評價體系

CDIO教育模式重視教學監控和教學效果評估，其在12條執行標準中進行了闡述[4]。

改革前，專業技能基礎課程《手動加工零件》是以實踐指導教師為主，專業理論教師為輔，考核評價方式是以學生完成工件質量和實驗報告成績為依據。學生最終考核成績由平時考核+實訓報告+零件評分，這三部分按比例計算而成。此考核成績會因學生零件和實訓報告質量的不理想而受到影響，不能對學生進行全方位多角度評價，可見這種評價方式存在一定的缺陷。

改革后，采用形成性考核方式對學生學習過程進行全面測評，對學生學習成果進行階段性考核，對學生學習目標進行階段性測試。其課程形成性考核主要由日常行為評價（30%）和過程性評價（70%）組成。

日常行為評價是依據學生日常行為評價細則，從出勤、培訓態度、文明生產、社會行為、安全生產、工作規范六個方面進行考核。

過程性評價主要依據課程培養目標要求，對學生完成課程項目的實際情況進行全面測評和階段性成果考核評價。其主要由工作頁評價（20%）、技能操作（30%）、項目總結與匯報（10%）、填寫培訓日記情況（10%）四個部分組成。其中，每個項目的工作頁評價由信息、計劃、決策、實施、檢查五個部分，按照比例權重組成。技能操作成績由功能檢查、目測檢查、精尺寸和粗尺寸四個部分，按權重比例組成。工作頁和技能操作主要是對專業知識、工作速度、工作質量和工作方法等方面進行過程性測試。學生填寫培訓記錄情況評價，其主要是考核學生填寫內容規范性、真實可靠性、正確性和完整性。實訓總結與匯報評價，其主要考核學生學習過程中項目完成情況，如取得的成績、錯誤、存在問題、經驗與教訓認識，同時也能培養學生總結的習慣。

6 結語

通過對課程的教學目標、教學設計、教學方法以及多元化考核評價等進行改革和實踐，教師的教學質量得到有效提升，了學生的實踐操作能力得到顯著提高，達到了專業人才培養的目標。