基于CDIO模式的學(xué)期項(xiàng)目課教學(xué)改革探索

賈玉坤 沈姝君 陳進(jìn)熹 洪尉尉

摘 要：以CDIO國(guó)際化工程教育理念為指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律與認(rèn)知規(guī)律，設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)訓(xùn)周內(nèi)能完成的學(xué)期項(xiàng)目，并以該學(xué)期項(xiàng)目為邏輯主線組織教學(xué)內(nèi)容，完成必要的知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練。基于CDIO工程教育模式的學(xué)期項(xiàng)目課激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，代表了工程教育的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：CDIO;項(xiàng)目課;教學(xué)改革

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生將項(xiàng)目實(shí)踐與理論課程有機(jī)聯(lián)系的學(xué)習(xí)工程，代表了當(dāng)代工程教育的發(fā)展趨勢(shì)。[1-4]本課題以CDIO國(guó)際化工程教育理念為指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生職業(yè)成長(zhǎng)規(guī)律與認(rèn)知規(guī)律，設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)訓(xùn)周內(nèi)能完成的學(xué)期項(xiàng)目，并以該項(xiàng)目為邏輯主線組織教學(xué)內(nèi)容，完成必要的知識(shí)學(xué)習(xí)和技能訓(xùn)練。讓學(xué)生在真實(shí)的項(xiàng)目研發(fā)及設(shè)計(jì)中，一邊動(dòng)手實(shí)踐，一邊學(xué)習(xí)理論知識(shí)。

1 現(xiàn)狀分析

機(jī)電一體化專業(yè)課程體系中的一門(mén)重要專業(yè)核心課程《機(jī)電綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作》，授課對(duì)象是大三學(xué)生，采用單列實(shí)訓(xùn)周的形式，學(xué)生每五個(gè)人一組，以一個(gè)機(jī)電一體化項(xiàng)目為藍(lán)本，讓學(xué)生體驗(yàn)機(jī)電一體化產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)、產(chǎn)品造型、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、零件加工、整機(jī)裝調(diào)，從無(wú)到有的整個(gè)過(guò)程。其主要任務(wù)是通過(guò)查找資料，確定要設(shè)計(jì)產(chǎn)品的主要功能，提出功能的相關(guān)指標(biāo)，完成項(xiàng)目總體方案設(shè)計(jì)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行三維造型、二維圖紙，對(duì)零件進(jìn)行加工，繪制控制系統(tǒng)電路制作PCB，焊接調(diào)試，完成整個(gè)項(xiàng)目的產(chǎn)品，最后書(shū)寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告及PPT并進(jìn)行分組答辯。

綜上目前該學(xué)期項(xiàng)目課在教學(xué)中存在以下主要問(wèn)題：從學(xué)生的畢業(yè)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)學(xué)生真正工作后，大多數(shù)學(xué)生在面對(duì)實(shí)際的項(xiàng)目時(shí)仍不知從何開(kāi)頭，從何做起，也不知如何完成，如何實(shí)現(xiàn)，且工作中需要較長(zhǎng)時(shí)間的適應(yīng)期。課程中選用的學(xué)期“項(xiàng)目”雖然大多數(shù)來(lái)源于企業(yè)，大賽項(xiàng)目。但學(xué)期“項(xiàng)目”有些老舊，但其項(xiàng)目是對(duì)企業(yè)真實(shí)“項(xiàng)目”經(jīng)過(guò)加工得到的，故未與企業(yè)相關(guān)“項(xiàng)目”無(wú)縫對(duì)接，而是有所脫節(jié)。

2 教學(xué)模式探索

《機(jī)電綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作》是針對(duì)職業(yè)崗位某一發(fā)展階段的能力要求設(shè)計(jì)的綜合實(shí)踐課程，要求具有綜合性、新穎性與實(shí)踐性等特點(diǎn)。以CDIO國(guó)際化工程教育理念為指導(dǎo)為學(xué)生設(shè)計(jì)易于完成又能囊括多門(mén)知識(shí)技能的項(xiàng)目。考慮到課程項(xiàng)目的復(fù)雜度較高，實(shí)施過(guò)程中對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神要求較高，所以有必要循序漸進(jìn)，將課程項(xiàng)目拆分成六個(gè)實(shí)踐任務(wù)（子項(xiàng)目），即方案設(shè)計(jì)、三維造型、繪制工程圖、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整機(jī)裝調(diào)、編寫(xiě)項(xiàng)目文件。如下圖學(xué)期項(xiàng)目課，以智能尋跡小車和數(shù)控精雕機(jī)課程為例的課程魚(yú)骨圖。

課程魚(yú)骨圖

為達(dá)到課程要求的知識(shí)與能力培養(yǎng)大綱的要求，教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)是在學(xué)生掌握機(jī)電一體化相關(guān)基本知識(shí)的基礎(chǔ)上，完成一個(gè)包括構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)作（Operate）全過(guò)程的團(tuán)隊(duì)研發(fā)項(xiàng)目。根據(jù)課程內(nèi)容豐富、工程特質(zhì)強(qiáng)的特點(diǎn)，教學(xué)內(nèi)容分為兩個(gè)階段實(shí)施，其中第一階段占教學(xué)總時(shí)長(zhǎng)的10%，第二階段占教學(xué)總時(shí)長(zhǎng)的90%。

3 教學(xué)實(shí)施

《機(jī)電綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作》學(xué)期項(xiàng)目的教學(xué)上分為實(shí)施準(zhǔn)備和實(shí)施兩個(gè)階段。第一階段講解六個(gè)實(shí)踐任務(wù)，即方案設(shè)計(jì)、三維造型、繪制工程圖、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、整機(jī)裝調(diào)、編寫(xiě)項(xiàng)目文件，以及課程大綱要求的技術(shù)知識(shí)。第二階段要求學(xué)生將自己置身于項(xiàng)目中，按照要求完成項(xiàng)目產(chǎn)品的研發(fā)，整個(gè)過(guò)程包含CDIO項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。學(xué)生沉浸于真實(shí)的項(xiàng)目研發(fā)中，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，通過(guò)自主學(xué)習(xí)將機(jī)械、控制兩大領(lǐng)域知識(shí)融會(huì)貫通。

學(xué)期項(xiàng)目課CDIO實(shí)施過(guò)程：

（1）構(gòu)思階段（2-3天），團(tuán)隊(duì)小組共同協(xié)商討論，推舉團(tuán)隊(duì)組長(zhǎng)，明確團(tuán)隊(duì)人員的項(xiàng)目?jī)?nèi)容及個(gè)人分工，形成對(duì)項(xiàng)目的整體構(gòu)思，并將項(xiàng)目分成六個(gè)任務(wù)。

（2）設(shè)計(jì)階段（2-3天），將第一階段的六個(gè)教學(xué)任務(wù)加以整合，包括方案設(shè)計(jì)、三維造型、繪制工程圖、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

（3）實(shí)施階段（5-6天），這一階段著重在學(xué)生的個(gè)人職業(yè)技能與素養(yǎng)的培養(yǎng)鍛煉，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。嚴(yán)格按照第一階段規(guī)劃的六個(gè)任務(wù)依次完成相關(guān)工作。此階段基本完成學(xué)期項(xiàng)目要求的相關(guān)產(chǎn)品原型。由于課堂中時(shí)間的限制，開(kāi)放整個(gè)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，學(xué)生可以利用課余時(shí)間隨時(shí)過(guò)來(lái)完成相應(yīng)內(nèi)容。

（4）運(yùn)作階段（1-2天），這一階段的主要任務(wù)是項(xiàng)目的修改、完善、展示，培養(yǎng)學(xué)生工程產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力。

4 結(jié)語(yǔ)

結(jié)合國(guó)際流行的CDIO工程教育理念，針對(duì)本校機(jī)電一體化專業(yè)的特點(diǎn)，以及學(xué)生將來(lái)畢業(yè)后的定位，以《機(jī)電綜合項(xiàng)目設(shè)計(jì)與制作》為例對(duì)單列實(shí)訓(xùn)學(xué)期項(xiàng)目課進(jìn)行了重新開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)，構(gòu)建了一套切實(shí)可行教學(xué)改革方法;該改革也可以推廣到其他課程的教學(xué)中。基于CDIO工程教育模式的學(xué)期項(xiàng)目課激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性、積極性，代表了工程教育的發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]郝智秀，季林紅，馮涓.基于CDIO的低年級(jí)學(xué)生工程能力培養(yǎng)探索：機(jī)械基礎(chǔ)實(shí)踐教學(xué)案例[J].高等工程教育研究，2009（5）：36-40.

[2]查建中.論“做中學(xué)”戰(zhàn)略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008（3）.

[3]王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國(guó)高教研究，2009（5）：86-87.

[4]胡志剛，江林，任勝兵.基于CMM的教師CDIO能力評(píng)估與提升[J].高等工程教育研究，2009（3）：26-31.