CDIO模式下“注射模具課程設(shè)計(jì)”教學(xué)改革初探

摘 要： 本文分析了我?！白⑸淠＞哒n程設(shè)計(jì)”現(xiàn)行教學(xué)中存在的問題，根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)要求和特點(diǎn)，進(jìn)行了基于CDIO模式下該課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革和實(shí)踐，提出了教學(xué)改革的具體措施，以突出實(shí)際工程應(yīng)用能力的培養(yǎng)，實(shí)踐證明對鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力和掌握課程理論達(dá)到了良好的效果。

關(guān)鍵詞： CDIO工程教育 注射模具課程設(shè)計(jì) 教學(xué)改革

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指的是Conceive-Design-Implement-Operate（構(gòu)想—設(shè)計(jì)—實(shí)施—操作），是由麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)通過幾年的研究、探索和實(shí)踐建立的一種先進(jìn)的工程教育模式，它讓學(xué)生以生動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間具有有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)和獲取工程能力。旨在以綜合的培養(yǎng)方式使畢業(yè)生在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)［１］。本文結(jié)合我校實(shí)際情況，介紹CDIO模式在“注射模具課程設(shè)計(jì)”中的應(yīng)用。

一、傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)模式的不足［２］，［３］

1.課題單一，學(xué)生個(gè)性發(fā)揮不明顯。對于我院“注射模具課程設(shè)計(jì)”，由于時(shí)間安排較短，因此布置的課題一般選擇比較單一和簡單的典型零件，對大多數(shù)學(xué)生而言，基本都能按指導(dǎo)書要求的步驟完成。另外，同學(xué)間的設(shè)計(jì)方案差異性較小，不能充分體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性，也不利于學(xué)生特長和創(chuàng)新拓展思維能力的發(fā)揮和培養(yǎng)，越來越不能滿足現(xiàn)代教育對學(xué)生創(chuàng)新能力和素質(zhì)培養(yǎng)的需要。

2.理論與實(shí)踐聯(lián)系不密切，影響學(xué)生掌握效果。理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐是相輔相成、相互影響的。目前課程設(shè)計(jì)基本是在理論課結(jié)束后，集中一段時(shí)間執(zhí)行的，造成課程理論學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐在時(shí)間上有一定的中斷，同時(shí)由于課程設(shè)計(jì)時(shí)間較短，不可能深入企業(yè)或?qū)嶋H制作，因此與企業(yè)實(shí)際應(yīng)用還有一定的差距。另外，在理論學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)性不明確，沒有相應(yīng)的項(xiàng)目和任務(wù)引導(dǎo)，學(xué)生就不能帶著問題深入學(xué)習(xí)和研究，這些都在一定程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。

3.重結(jié)果不重過程，評價(jià)不甚合理。教師對學(xué)生課程設(shè)計(jì)的評價(jià)大多還停留在平時(shí)出勤和對學(xué)生提交的課程設(shè)計(jì)作業(yè)成果上，沒有充分重視學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)造性思維過程。另外，缺少必要的反饋和總結(jié)，學(xué)生交完作業(yè)就結(jié)束，對自己的課程設(shè)計(jì)方案的可行性、總體質(zhì)量等方面沒有針對性的反饋，設(shè)計(jì)過程中存在的問題沒有得到有效解決，因此也會(huì)影響學(xué)生對本課程的整體掌握效果。

二、CDIO模式下的課程設(shè)計(jì)改革［２］，［４］

1.豐富設(shè)計(jì)課題類型，體現(xiàn)個(gè)性化發(fā)展，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)。

改變以往課題單一，與企業(yè)實(shí)際不符的狀況，利用學(xué)校產(chǎn)學(xué)研合作資源，深入企業(yè)一線，收集與本課程密切相關(guān)的真實(shí)課題，以3—4人為一組進(jìn)行分組設(shè)計(jì)，并要求每個(gè)人采用不同的設(shè)計(jì)方案，這樣避免了學(xué)生之間抄襲的現(xiàn)象，充分調(diào)動(dòng)了各個(gè)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，體現(xiàn)了學(xué)生個(gè)性化和專業(yè)技能發(fā)展的需要，培養(yǎng)了小組之間的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)。

2.課題設(shè)計(jì)與理論學(xué)習(xí)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

由于本課程實(shí)踐性比較強(qiáng)，枯燥的理論說教很難獲得預(yù)期的效果，要培養(yǎng)工程意識(shí)和應(yīng)用能力，就必須理論聯(lián)系實(shí)踐。實(shí)踐證明“行動(dòng)式”教學(xué)對實(shí)踐性強(qiáng)的課程學(xué)習(xí)具有較好的效果，所謂的“行動(dòng)式”教學(xué)就是把傳統(tǒng)的說教式的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的認(rèn)知與應(yīng)用相結(jié)合的一種教學(xué)過程［５］。

本課程的理論學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)在某種程度上其實(shí)就是理論和實(shí)踐之間的關(guān)系，理論知識(shí)的掌握是課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和前提，而課程設(shè)計(jì)是對課程理論知識(shí)的全面實(shí)踐和應(yīng)用。在組織教學(xué)過程中，將本課程理論教學(xué)和課程設(shè)計(jì)及實(shí)踐有效地結(jié)合起來，即將課程設(shè)計(jì)的課題提前布置，穿插在理論學(xué)習(xí)的過程中。這樣，一方面可以讓學(xué)生以布置的課程項(xiàng)目為驅(qū)動(dòng)，在每一個(gè)章節(jié)講解完后，就可以對項(xiàng)目進(jìn)行相應(yīng)部分的設(shè)計(jì)、計(jì)算，激發(fā)學(xué)生理論知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生自主思考和學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，也鞏固和加強(qiáng)了學(xué)生對理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握。另一方面，課程設(shè)計(jì)課題的提前布置和進(jìn)行，可以利用課程設(shè)計(jì)階段節(jié)約出來的時(shí)間出去深入企業(yè)，進(jìn)行必要的實(shí)習(xí)實(shí)踐，再結(jié)合自身的設(shè)計(jì)方案、零部件制造工藝等方面進(jìn)行優(yōu)化。條件許可情況下，對于結(jié)構(gòu)相對簡單的可以利用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備對設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行制作和驗(yàn)證，讓學(xué)生樹立系統(tǒng)工程的概念，獲得專業(yè)實(shí)踐，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力。

3.改進(jìn)設(shè)計(jì)方法和手段，鍛煉能力，提高效率。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其三維技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用，在模具行業(yè)，三維設(shè)計(jì)成為普遍，另外三維設(shè)計(jì)有助于CAD與CAE/CAM的集成，可以大大提高模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和可靠性。而在本課程修學(xué)之前，本校該專業(yè)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了三維設(shè)計(jì)軟件（PRO/E，UG等）和CAE軟件（Moldflow）應(yīng)用等課程。因此，本課程設(shè)計(jì)中完全可以利用三維設(shè)計(jì)方法來替代原先的二維設(shè)計(jì)模式，這樣既鍛煉了學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)、制造與分析（CAD/CAM/CAE）的能力，又大大提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和真正進(jìn)入企業(yè)工作打下了一定的基礎(chǔ)。

4.合理評價(jià)，增強(qiáng)掌握效果。

打破原有的評價(jià)方式，注重學(xué)生課程設(shè)計(jì)的過程控制和答辯反饋結(jié)果。設(shè)計(jì)過程中，教師隨時(shí)跟蹤學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)展，了解其設(shè)計(jì)中可能存在的問題，動(dòng)態(tài)掌握學(xué)生的設(shè)計(jì)思路和效果，這樣可以充分調(diào)動(dòng)全體學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，也有利于教師及時(shí)掌握學(xué)生的真實(shí)情況，為正確評價(jià)提供依據(jù)。作業(yè)提交后，以分組的形式進(jìn)行集體答辯，這樣既可使師生間進(jìn)行有效的交流，又可將設(shè)計(jì)中的問題及時(shí)反饋給學(xué)生，便于學(xué)生總結(jié)和有效掌握。

三、CDIO模式的實(shí)施條件［２］

CDIO模式的實(shí)施，對教學(xué)環(huán)境、教師的整體素質(zhì)提出了更高的要求，因此，CDIO模式的順利實(shí)施受到以下幾方面因素的影響：（1）培養(yǎng)計(jì)劃中課程體系的設(shè)置得是否合理，會(huì)影響到學(xué)生對專業(yè)課程知識(shí)體系掌握的優(yōu)劣。（2）教師的整體能力，一方面需要教師除了系統(tǒng)掌握本專業(yè)中與本課程相關(guān)的系統(tǒng)知識(shí)以外，還要及時(shí)掌握本專業(yè)學(xué)科的發(fā)展前沿和動(dòng)態(tài)，另一方面需要花更多的時(shí)間和精力對教學(xué)過程的實(shí)施進(jìn)行思考、構(gòu)思和監(jiān)控。（3）教學(xué)條件，在項(xiàng)目實(shí)施過程中，需要具備必要的實(shí)施條件，比如，實(shí)踐的場所、相關(guān)設(shè)施等。（4）學(xué)生的自身能力，CDIO主要是以項(xiàng)目為導(dǎo)向，以學(xué)生為主體，以實(shí)踐創(chuàng)新為主線的能力本位培養(yǎng)模式，對學(xué)生知識(shí)體系的掌握和實(shí)踐動(dòng)手能力等各方面有著更高的要求。

四、結(jié)語

實(shí)踐證明，CDIO模式在本課程設(shè)計(jì)中的實(shí)施，有效地激發(fā)了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，也顯著提高了學(xué)生對本課程理論知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。但是，教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜工程，對于人才培養(yǎng)的整個(gè)過程而言，CDIO的實(shí)施不能局限于幾門課程，其“構(gòu)想—設(shè)計(jì)—實(shí)施—操作”的思想應(yīng)該貫穿于整個(gè)教學(xué)過程，落實(shí)到每門尤其是專業(yè)課程中，可以以課程群的形式進(jìn)行綜合的改革和實(shí)踐，營造有利于實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)境，真正發(fā)揮CDIO模式的魅力和效果。

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