基于工程教學新模式的“自動生產線組裝與調試”課程的改革與實踐

摘?要：面對中國制造業轉型升級的大趨勢，本文以“自動化生產線組裝與調試”課程為例，為了合理定義學習成果，明確教學目標，因此從工程教學模式的成果導向出發，對教學過程設計、綜合能力培養、考核評價機制等方面提出了具體的改革措施，設計了完整的匹配矩陣，可有效地提升學生在相關專業領域的工程基礎知識和實踐技能方面的自主學習、綜合實踐、創新思維和職業素養等能力，以形成該課程教學效果持續優化改進的良性循環機制。

關鍵詞：工程教學模式；改革與實踐；新職業需求；新職業能力；優化改進

中圖分類號：G642.0??文獻標識碼：A

Reform?and?Practice?of?the?Course?"Automatic?Production?Line?Installation

and?Debugging"?Based?on?Engineering?Education?Mode

Wang?Ping

Department?of?Aeronautical?Engineering，Shaanxi?Polytechnic?Institute?ShaanxiXianyang?712000

Abstract：In?the?face?of?the?general?trend?of?transformation?and?upgrading?of?China's?manufacturing?industry，this?paper?takes?the?course?Automatic?Production?Line?Installation?and?Debugging?as?an?example，starting?from?the?OBE?result?orientation?of?the?engineering?education?model，reasonably?defines?the?learning?achievements，clarifies?the?teaching?objectives，expounds?the?specific?reform?measures?in?teaching?process?design，comprehensive?ability?training，assessment?and?evaluation?mechanism，and?designs?a?complete?matching?matrix，It?can?effectively?improve?students'?independent?learning?ability，comprehensive?application?ability，innovative?thinking?ability?and?professional?comprehensive?ability?of?basic?engineering?knowledge?and?practical?skills，so?as?to?form?a?virtuous?circle?mechanism?of?continuous?optimization?and?improvement?of?the?teaching?effect?of?this?course.

Keywords：Engineering?education?mode；Reform?and?practice；New?career?needs；New?professional?ability；Optimization?and?improvement

工程教學模式簡稱CDIO，是一種先進的教育模式。其中“C”代表Conceive（構想）、“D”代表Design（設計）、“I”代表Implement（實踐）、“O”代表Operate（運用）［1］，該教學模式強調的是一種工程化的理念，即以項目的研發開始到項目完成的全過程為載體，在設置的典型工作任務中教授學生工程基礎相關知識，并通過課堂實施，可以有效地提升學生實踐和創新應用的能力。

一、基于CDIOOBE的工程教學模式

CDIOOBE工程教學模式是一種新的課程教學的設計模式，不同于傳統，它以任務目標為導向，將工程教學模式引入理論和實踐的學習中，其基本主旨是“以學生為中心，以工程實踐能力的培養為目標”，包括教學設計、組織、優化實施和評估的全過程。在實施OBE教育模式時，應主要強調如下4個問題：

以目標任務的完成成果為出發點，準確界定、理清關系、確定方法、科學評估、應用成果、反饋信息和提高改進。以全新課程體系為支撐，對學生學習經驗的積累和實踐能力的培養奠定基礎，激發學生學習的能動性［2］。

二、基于CDIOOBE工程教學模式課程改革的重要性

《自動生產線組裝與調試》課程是機電一體化專業的專業核心課程，學生在學習完機械、液壓、氣動、傳感器和PLC等相關理論知識和實踐能力的基礎上，通過以典型生產線為載體的教學，在理實一體化學習的過程中培養學生自動生產線的綜合應用能力。

因此，基于CDIOOBE工程教學模式下構建的“自動生產線組裝與調試”課程，一方面可以突出學生的主體地位，培養學生自主學習的能力，通過追溯式課程設計與規劃能夠很好地關注學生的學習產出，充分體現崗、課的契合度；另一方面，基于CDIOOBE工程教學模式的課程改革重點是對學生工程能力和工程素質的培養，將學生的崗位勝任能力和工程適應能力作為課程設計和開發的重點，有效提高了學生的綜合素質，可更好地達到崗位標準的要求。

三、基于CDIOOBE工程教學模式的自動生產線課程改革措施

（一）教學目標新定位

1.新職業需求

智能制造技術的快速發展推動著巨大變革，其職位人員新職業的定義是“從事智能制造領域相關技術的研究、開發，智能制造設備、智能生產線的設計、組裝、調整、管理的工程技術人員”，其主要任務分層次進行。因此，通過新崗位所需的能力分析可以看出，智能制造新職業背景下，每一個崗位都呈現出能力多元和復合化的要求。與傳統制造業就業相比，就業要求發生了實質的變化。這些新的職業特點和崗位能力要求的新變化，對培養職業人才的職業教育領域提出了新的變革要求。

2.新職業能力

根據自動化生產線組裝與調試崗位的新職業需求，我們對相關崗位要求進行層層分解，以確定從事行業相關專業所需的能力，然后學校組織教職員工根據這些分解的能力確定教學目標。能力的實現需要相應課程內容的支持，知識能力矩陣可以很好地反映某一學習結果與完成該結果所需的知識內容之間的映射關系，從而使學生能夠更清楚地了解他們需要學習的部分，以達到某一學習成果或能力。借助此矩陣，學生可以在效果評估階段快速掌握學習成果。

目標設定階段可以分為多個層次，學生可以根據自己的實際情況進行選擇，這樣可以更好地激發學生的學習熱情，更有效地實現自主學習過程。教師需要及時了解每個人的目標、基礎和進度，從而準確把握每個學生的學習軌跡。

（二）教學內容項目化

課程改革的核心是教學內容的改革，在CDIO模式下，學習的主體是學生，在自動生產線的組裝與調試的過程中，必要的知識和內容由學生主動學習，教師主要起到引導和答疑的作用，以此來培養學生的自主學習能力、小組合作能力和創新力。所以對接教學標準，教學內容的安排以工程項目案例相融合，包含了實際工程中經常使用到的技術知識，由易到難，由淺入深，循序漸進，緊密結合生產實際，努力做到理論與實踐的一體化。

在項目內容的選擇上，依據“四個符合”的原則（如圖1所示），降低理論重心，突出實際應用，根據學生理論基礎確定教學項目難度，合理教學項目。

（三）教學過程工程化

CDIO強調學生將在項目周期的整個過程中接受工程素質教育。因此，指導教師在設計教學項目時要充分考慮工程項目實際，建立工程概念，嚴格按照實際工程項目的流程設計教學內容，具體教學項目任務節點流程示意圖如圖2所示：

課程教學設計旨在提高學生自主學習的興趣和投入度，因此需要在教學模式和學習方式上加以創新，具體體現在以下幾個方面：

第一，“自動生產線組裝調試”課程的目標是培養學生對自動生產線具備組裝調試的能力，能夠獨立解決調試過程中發生的故障和問題。但采用傳統教學方式很難達到此培養目標，因此必須改進現有的教學模式。借鑒翻轉課堂教學模式，課前讓學生根據教師推薦的教學內容、視頻、微課件等資源自主學習，課中主要是重、難點的講解、突破和實踐性練習，教師主要在旁指導，并及時總結課堂中存在的問題，課后分享給學生進行反思提高。

二是充分利用信息化教育資源，將課程中大量的課程設計資料、各種學習指南、海量信息化資源等學習資料推送到課程平臺，學生通過移動終端等方式視聽學習。學生也可以對課內在學習過程中遇到的問題有目的性地去看微課，解決自己學習中的疑問，提高學生對自主學習的投入。

三是構建《自動生產線組裝與調試》課程教學平臺，平臺不僅包括學習資源，此外，學生也可以在此基礎上考勤、完成作業、考試等，也可以討論、意見反饋，使學生與教師之間溝通更順暢。

（四）考核評價過程化

考核評價是OBE教學模式中非常重要的一環，結合信息化手段，可以實現全程反饋評價（如圖3所示）。

采用分層和多重評估標準來實現學習成果和個人學習進步的體現［3］，根據每個學生能達到教學目標要求的程度，從初學到優秀分配多個梯度等級，實現精準評價。對學生學習過程的明確把握可以為教師改進教學提供參考，使教師能夠及時調整教學策略，學生可以根據學習結果的實現選擇設置新的學習成果或減低學習進度。在課程層面，教師采用多種有效的評估方法，如作業、測試、問卷、報告等，如下表所示，完成學生實際“學習產出”的形成性和結束性評價。

從階段、內容、形式等多方面、多角度地進行考查，評價學生是否達到教學目標。

結語

本文基于CDIOOBE模式對《自動生產線組裝與調試》課程進行教學改革，針對傳統課程目標、教學內容、教學方法等方面的不足，設計提出了新的實施方案。其中將教學內容和方法與教學成果相結合，動態反饋機制和項目教學相融合，應用高效的信息化手段，以學生為教學主體，在課程教學質量、學生分析、解決工程問題的能力和綜合素質等方面均取得了很好的效果。

參考文獻：

［1］李洋洋.基于CDIO模式的電子實習教學［J］.遼寧工業大學學報（社會科學版），2018，20（6）：129131.

［2］徐向藝，趙鄭營.基于CDIOOBE工程教育模式的“操作系統”課程改革［J］.無線互聯科技，2021，18（07）：144145.

［3］吳秋鳳，李洪俠，沈楊.基于OBE視角的高等工程類專業教學改革研究［J］.教育探索，2016（5）：97100.

作者簡介：王萍（1979—?），女，漢族，陜西咸陽人，碩士，講師，主要從事職業教育教學和自動控制方向的研究。