CDIO教育理念在應用型本科院校的UG教學中的應用探索

周雪峰　王劍　劉萬輝

【摘 要】依據CDIO工程教育理念及專業特點，通過優化課程體系及教學方式，以項目實施為導向分層次組織教學，使學生參與項目設計，發揮學生主觀能動性，激發學生學習興趣，增強學生團隊協作意識，以此將學生學習能力的培養與個人發展聯系起來。

【關鍵詞】CDIO教育理念；UG教學；項目實施

UG NX是Siemens PLM Software公司推出的一款集CAD/CAE/CAM于一體的軟件平臺，由于其具有強大的計算機輔助設計、分析和制造功能，廣泛應用于航空、船舶、汽車、電子、機械制造和工業造型等領域，有效縮短了新產品的開發周期。為提高學生的綜合素質，更好的服務于社會，許多學校在機械、材料類專業中開設了UG課程，目的是讓學生掌握、熟悉UG軟件的基本應用，提高學生專業技能，增強學生就業競爭力。

傳統的教學理念是通過課堂教學，使學生掌握UG常用命令操作的技能訓練，教學模式通常以教師為中心組織課堂教學，先由教師演示UG各項命令的操作過程，再由學生根據實例進行操作練習，并完成教師指定的作業。采用這種教學模式，學生大多能完成教師布置的練習，但學生在學習過程中缺少主動思考問題、解決問題的能力培養。當面對復雜造型時，許多學生無法完成甚至無從著手，這嚴重打擊了學生學習的積極性。尤其是走上工作崗位后，這種孤立的操作技能培養的教學模式的弊端更加凸顯，因此，有必要引入新的教學理念進行教學改革和創新，注重教學過程中學生思考問題、分析問題、解決問題能力的培養，以適應社會需求。

1 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式[1]作為國際工程教育模式改革的最新重要成果，強調將構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）作為主線，以產品的研發及其運行的生命周期作為載體，根據課程間的有機聯系，培養學生主動的、實踐的學習工程理論與經驗技術的能力。CDIO教育模式將學生的能力培養分為四個層面，即工程基礎知識、個人能力、團隊協作能力及工程應用能力，要求以這四個層面的預定目標培養學生綜合運用知識的能力，實現創新的教育思想。

2 CDIO教學方案設計

依據CDIO工程教育模式，在UG教學的組織過程中，注重學生學習主動性、創造性能力培養的同時，結合社會需求，確定學生應具備的基礎知識和運用知識的能力，以此為目的明確課程與知識擴充和能力培養之間的關系，建立UG教學方案和課程體系之間的關系，設計教學方案，深化教學內容與教學效果，具體方案如下。

2.1 課程體系的調整及教學方式的整體優化

依據CDIO工程教育理念，在UG軟件課程開設之前，完成零件測繪、工程制圖、AutoCAD、機械設計基礎等相關課程的學習，使學生對三維設計具有感性認識，便于學生在聽課過程中的理解，同時有助于教師組織課堂教學，拓展相關知識。

鑒于CDIO工程教育模式，系統研究UG常用功能模塊的不同命令，結合UG軟件中實體造型、曲面設計、工程制圖以及裝配等主要設計模塊，設計具有典型性、實用性的教學案例，以項目為導向分別構建初級、中級和高級項目，逐步提高項目的復雜程度[2]。其中，初級項目以演示UG常用命令的使用過程為核心構建項目，每個項目包含1-2個知識點，通過項目實施掌握UG軟件的基本命令操作，使學生通過練習掌握基本命令的操作技巧。中級項目通過案例練習訓練學生熟練掌握操作命令，總結不同操作命令之間的聯系與區別，中級項目綜合多個命令，使學生深化知識運用，達到觸類旁通的效果。高級項目為綜合性實訓項目需要，綜合運用相關基礎知識將整個課程體系有機結合起來，在項目實施過程中，學生通過分組以團隊形式協作完成項目，高級項目的特點是項目綜合程度較高，是對知識的綜合運用，要求學生相互協作、互幫互助才能完成項目。通過項目分層次實訓，學生綜合應用所學知識，促進理論知識向實踐技能的轉化，提高學生的綜合素質，為以后步入工作打好堅實的基礎。

2.2 教學過程中團隊協作精神的培養

企業中工程項目的開發是企業內各部門協作、部門內各成員協作完成，對人員的團隊工作能力、團隊協作精神具有較高要求。為了培養學生的團隊意識，發揮學生之間互幫互助，首先進行分組。考核成績由團隊成績和個人成績構成，分別各占50%。分組采取學生自愿組合，每組4～5人，由教師進行組織和安排。鑒于保障項目的順利進行，在分組時，遵循一條重要原則，每一組保證至少有1人具備較強的學習能力，負責整個小組項目的順利開展。同時，為模擬企業內部各項目組、企業間人員的流動，以便學生學到更多知識，提高各組項目完成效率，在項目實施的過程中，根據學生情況允許各組間除組長之外的人員調整，人員調整的原則為各組保持學生人數不變，

2.3 讓學生主動參與到項目設計中，發揮主觀能動性

一件優秀的產品，關鍵就是創新，將個人對產品的理解融入到產品的元素中，處處體現設計者的理念。教學過程中對學生創新意識的培養，就是將創新意識貫穿整個教學過程中，最為關鍵的是通過學生主動參與組織課堂教學，讓學生參與設計教學內容及教學方法，發揮學生學習主觀能動性。例如，課堂教學的部分案例可以由學生根據興趣自主設計。另外，結合學生畢業設計，教師模擬客戶提出產品需求，讓學生按照工作流程完成產品設計，這是充分體現和鍛煉學生創新思維的實踐過程，使學生的創新靈感得以發揮。尤其是應用型本科院校，部分學生的畢業設計是在實習過程中進行，讓學生根據自己的實習崗位擬定題目，有助于提高學生的學習興趣和學習主觀能動性。

3 結語

基于CDIO工程教育理念及UG課程特點，通過優化課程體系及教學方式，讓學生主動參與項目的設計，發揮學生主觀能動性，通過激發學生的學習興趣，轉變學生的學習態度，有效提高學生的專業技能；以項目實施為導向分組、分層次組織教學，培養學生的團隊協作意識，以此將學生學習能力的培養與個人發展聯系起來，更好的服務于社會。

【參考文獻】

[1]陶勇芳，商存慧.CDIO大綱對高等工科教育創新的啟示[J].中國高教研究，2006，（11）：81- 83.

[2]蘆新春，訾克明.基于CDIO教育理念的UG教學改革[J].機械管理開發，2013，（3）：147-148

[3]陳鳳騰.三維軟件UG教學實踐應用與探索[J].科技創新導報， 2012， （28）：172-172.

[4]彭湘蓉.“任務驅動教學法”在UG教學中的應用[J].職業，2012， （15）：200-200.

[5]陳春林，朱張青.基于CDIO教育理念的工程學科教育改革與實踐[J].. 研究生教育研究， 2010， （1）：30-33.

[責任編輯：王偉平]