基于CDIO教育理念的《互換性與技術測量》實驗教學改革①

摘 要：實驗課程是理論課程的重要補充和重要組成部分，在培養學生動手能力、對課程的理解能力等方面均具有重要作用。在高等工科院校機械專業本科高年級中《互換性與技術測量》是一門最重要的學科。本文討論基于CDIO教育理念的《互換性與技術測量》實驗教學改革的思路和方法。通過CDIO教育理念的培養，提高學生的綜合素質，為其將來進一步的教育奠定基礎。

關鍵詞：CDIO教育理念 互換性與技術測量 實驗教學

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）05（b）-0211-01

1 問題的提出

高等院校通過整個教學過程來培養人才，并且培養學生們的創新精神和時間能力，這主要體現在實驗教學這個教學環節，這在培養人才中有著重要的作用和地位。高等工科院校機械專業本科高年級中《互換性與技術測量》是一門最重要的必須學科。也是聯系工業和設計這兩門課的紐帶，是最重要的機械類專業的基礎課。

《互換性與技術測量》的內容主要包括尺寸公差和形位公差的基本原理和標準、尺寸鏈和典型零件的互換性、表面粗糙度、測量技術基礎這五個部分組成，其中實踐和理論性都很強。但是學生們對于學習這門課程缺乏專業生產的知識和經驗，同時學習習慣和方法都不很很快適應。在授課過程中，學生通常是被動地接受學習，缺乏獨立分析與思考的能力，從而最終影響學生的總體學習質量。在《互換性與測量技術》課程教學體系中，實驗教學是其重要環節，在提高學生的動手能力、培養創新型實用型人才等方面具有重要作用[1～2]。

2 CDIO教育理念

近年來，CDIO工程教育理念在全球得到了廣泛的實施和推廣，取得了一系列良好的效果。CDIO則是由構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）、運作（Operate）這四個組成的，其中它是以產品的研發到產品運行的生命周期而作為載體，這樣就可以讓學生通過主動和實踐的方式，把課程之間進行有機的聯系起來的方法進行學習工程，這就集中體現在了“基于項目的教育和學習”和“做中學”上。CDIO最為教育改革中的創新工具，直接面向于學生的教育，這就在現實世界的系統和產品過程中特別強調了構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）、運作（Operate）這四個方面，再通過這個方面進行工程理論和實踐的學習[3]。

2000年10月，麻省理工學院（MIT）和瑞典皇家工學院等四所大學經過四年的深入探索研究，創立了CDIO工程教育理念，并成立了CDIO國際合作組織。自2000年起，CDIO模式在全世界以MIT為首的幾十所大學操作實施以來，已取得了顯著成效。目前，已經有包括丹麥、芬蘭、法國、南非、新加坡、中國等國在內的20多所大學加入到CDIO合作計劃中，共同繼續開發和完善CDIO教學模式。北京交通大學查建中教授針對CDIO的12條標準中的7個重點標準做了系統而詳細的介紹，并初步分析了工程教育改革戰略“CDIO”與“產學合作”和“國際化”之間的關系。清華大學教育研究所李曼麗從歷史的角度解讀CDIO，認為CDIO是對當前工程教育“理論”與“實踐”問題的一種解決方式。面對全球經濟一體化對人才特別是專業工程技術人才需求的嚴峻形勢，各工科院校紛紛改革現有的人才培養模式，根據自身的實際情況在實踐基礎上認真歸納總結經驗教訓提出改革方案，并引入新的人才培養模式，形成了多樣化的CDIO[4～8]。

3 教學改革

把近年來國際工程教育改革的最新成果—— CDIO教學理念引入《互換性與測量技術》教學，對于提高學生的專業素質、培養學生的開拓創新意識，具有重要意義。這些工作對于解決學科交叉和學科融合環境下，機械類人才培養中的工程創新能力具有重要意義；同時，對于提升高校機械基礎類實驗教學水平具有重要的推動作用。

作為工程教育改革的創新工具，CDIO框架提供了面向學生的教育，即強調構思（Conceive）—設計（Design）—實施（Implement）—運行（Operate）四個階段在實驗教學過程中，來學習工程的理論和實踐。在實施過程中，應解決如下幾個方面的關鍵問題。

（1）在《互換性與技術測量》實驗教學中，選擇恰當的實驗項目來進行CDIO方法的教學實踐。

在理論及實驗教學過程中，整理出在設計、加工、測量、裝配環節中與《互換性與技術測量》課程相關的知識點，供大家參考和預習。實驗教學過程中針對這些知識點在項目中如何運用進行初步的分析，引導和啟發學生用課程中的理論知識去分析問題和解決問題，最后的實現讓學生課后完成。

（2）在具體的實驗項目中，合理安排每個階段的任務，使學生深入理解課程內容。

在項目實施過程中，通過合理安排任務，讓學生進行產品的測量以及裝配實驗，使其深切感受到設計、加工、裝配過程中《互換性與技術測量》中的配合、公差、形位公差、表面粗糙度、測量以及零件的合格性的判別等概念，學生看到的不再是孤立的數據，而是一個完整的產品的設計、生產和檢驗過程。

4 結語

通過CDIO教學方法，使學生對尺寸公差和形位公差的基本原理和標準有基本的認識，通過測量環節對公差和形位公差以及表面粗糙度的基本原理和標準有了進一步的體驗。最終提高學生的動手能力及創新能力。

參考文獻

[1]葉紅仙，胡小平，紀華偉，等.基于項目式教學的《互換性與測量技術基礎》課程教學改革初探[J].教育教學論壇，2011（7）：44-45.

[2]李柱，徐振高，蔣何前.互換性與測量技術[M].北京：高等教育出版社，2005：266-279.

[3]鄭薇薇.基于CDIO的創新型工程科技人才培養模式研究與實踐[D].大連：大連理工大學，2010.

[4]查建中.工程教育改革戰略“CDIO”與產學合作和國際化[J].中國大學教學，2008（5）：16-19.

[5]李曼麗.用歷史解讀CDIO及其應用前景[J].清華大學教育研究，2008（5）：78-87.

[6]傅靜.高等工程教育培養模式改革的研究[D].大連：大連理工大學，2009.

[7]唐奇良.科技人力資源開發的創新模式研究—— 以CDIO方式為例[D].浙江：浙江大學，2008.

[8]顧學雍.聯結理論與實踐的CDIO—— 清華大學創新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009（1）：11-23.