基于CDIO理念的塑料模具綜合實訓課程改革

覃秀鳳+黃勤芳

【摘 要】本文對當前國內院校CDIO的研究現(xiàn)狀進行概述，分析廣西職業(yè)技術學院塑料模具綜合實訓課程教學中存在的問題，根據(jù)模具設計與制造專業(yè)人才培養(yǎng)要求和特點，進行基于CDIO工程教育模式的課程教學改革和實踐，并提出相應的改革措施。

【關鍵詞】CDIO理念 塑料模具綜合實訓 課程改革

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2017）01C-0183-02

一、CDIO工程教育模式概述

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代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產品的生命周期作為載體，從產品的研發(fā)到運行，建立一體化的相互支撐和有機聯(lián)系的課程體系，讓學生以主動的、實踐的方式學習工程，以此培養(yǎng)學生的工程能力，如學生的個人學術知識、終身學習能力、團隊交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。而這一模式實則為“基于工作過程項目教學”和“做中學”的集中概括和抽象表達，它以工程項目從研發(fā)到運行的生命周期為載體，讓學生在“職業(yè)職場情景”中進行主動的、創(chuàng)新的學習，使各個課程有機聯(lián)系起來。CDIO培養(yǎng)大綱從四個層面綜合培養(yǎng)工程畢業(yè)生的工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力。

2005年汕頭大學率先實施CDIO工程教育改革，而后在教育部高教司理工處的指導和支持下，CDIO理念在全國多所大學得到迅速推廣，全國幾十所試點高校和許多非試點院校，超過 20個專業(yè)參與了CDIO工程教育改革，取得了良好的效果。在本科院校，如汕頭大學、上海第二工業(yè)大學、成都信息工程大學、南京理工學院等，建立了系統(tǒng)的專業(yè)培養(yǎng)計劃，多數(shù)高校只是根據(jù)CDIO理念進行課程及相應教學大綱的改革。在高職院校，以蘇州市職業(yè)大學、鹽城工學院優(yōu)集學院為代表，積極開展基于CDIO高職模具專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究和實踐，形成了一系列研究成果，在對CDIO工程教育模式原有理念、特色繼承和創(chuàng)新的基礎上，提出了BRP-CDIO高職模具專業(yè)人才培養(yǎng)模式理念。鹽城工學院優(yōu)集學院以應用型人才培養(yǎng)為目標，依據(jù)CDIO理念，對模具專業(yè)教學理念、教學模式、教學內容、教學實施等方面進行了探討。盡管國內近幾年發(fā)表了數(shù)以千計的關于CDIO工程教育改革的文章，但是還有許多大學沒有推行CDIO工程教育改革，甚至仍有一部分教師對CDIO一無所知。因而，CDIO 理念下的課程改革，增強課程體系、豐富課程內容、改變教學方法勢在必行。

二、塑料模具綜合實訓課程教學存在的問題

塑料模具綜合實訓是模具設計與制造專業(yè)的綜合實訓課，課程開設的目的是綜合訓練學生在模具設計、模具分析、模具加工等三大核心能力，培養(yǎng)學生的職業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，但在以往的教學設計及實施過程中，出現(xiàn)了許多不足，主要體現(xiàn)在以下五個方面：

（一）產品設計階段。學生不設計產品，教師直接提供設計好的塑件圖紙，學生在制品的結構工藝性方面得不到訓練。另外，塑件圖已經按照模具行業(yè)規(guī)定及習慣，標注了塑件尺寸公差，而實踐中很多客戶提供的塑件圖并未按行業(yè)規(guī)定標注公差，還需要設計者進行查表轉換。此外，零件圖已經告知使用的塑料品種，因此學生無須進行塑料原材料的選擇與分析。因此，在產品設計階段不能很好地鍛煉學生的方法能力。

（二）模具設計階段。第一，沒有借助現(xiàn)代模具設計軟件進行模具設計，與企業(yè)設計手段脫節(jié)。傳統(tǒng)教學中，學生采用公式計算法設計模具成型零件，設計效率低。企業(yè)采用UG軟件注射模向導進行模具的分模，調用模具標準件，可更快地實現(xiàn)模具設計，且修改方便。第二，學生基本都能按設計指導書的步驟來完成模具設計，但由于給定的塑件圖紙是一樣的，同學間的設計方案差異性較小，存在相互抄襲的現(xiàn)象，不能充分發(fā)揮學生主觀能動性、積極性，也不能體現(xiàn)學生的個性、特長，不利于學生創(chuàng)新拓展思維能力的發(fā)揮和培養(yǎng)，因而，越來越不能滿足現(xiàn)代教育對學生創(chuàng)新能力和素質培養(yǎng)的需要。

（三）模具加工階段。傳統(tǒng)教學中，只從學生中挑選3-4套設計得較好的模具進行加工，使得大部分同學因為加工的不是自己設計的模具，沒有相應的任務做引導，就不能帶著問題去深入學習和研究，也影響了學習效果和專業(yè)知識應用能力的培養(yǎng)，無形中打擊了他們學習的積極性。

（四）試模階段。傳統(tǒng)教學中，試模由老師主導，學生觀看，無法培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的工程能力。

（五）考核評價。傳統(tǒng)考核，從設計說明書撰寫（占50%）、模具加工（占30%）、最終答辯（占20%）三方面來評定學生的最終成績，盡管這種評定方式包含了三個項目的考核，但實則為終結性的考核，考核的指標不夠細化，忽略了實施過程的考核，導致部分學生平時不努力，設計時抄襲，加工時觀望，答辯時突擊，企圖蒙混過關。

三、CDIO理念下課程重構及考核

（一）課程重構。CDIO理念是建立在真實世界的產品和系統(tǒng)的“構思—設計—實現(xiàn)—運作”過程的背景環(huán)境基礎上，從產品研發(fā)到產品運行，培養(yǎng)學生的技術知識、核心技能和推理能力。廣西職業(yè)技術學院基于CDIO理念，結合自身實際情況，重構塑料模具綜合實訓課程，進行了面向工程、面向實踐、強化能力的實踐教學改革，如圖1所示。

參照企業(yè)的組織模式和設計制作流程，將教學內容項目化，產品項目源于生產一線實用、鮮活的案例，構建完整的綜合實訓體系。課程實施時，5-6名學生為一組，每個階段均有對應的項目負責人，對項目的實施起到統(tǒng)籌和協(xié)調作用，其余每位學生均按照企業(yè)的組織模式擔任1個員工角色并實施任務，這樣既調動了學生學習的積極性和學習的興趣，也營造了真實的企業(yè)工作情境。

1.構思。按照企業(yè)組織模式，為產品設計階段，對應子項目1、2、3、4，由扮演造型部部長的學生主持完成。該階段，學生拿到產品樣品后，使用3D掃描儀進行數(shù)據(jù)測量及逆向建模，再根據(jù)所塑料結構工藝性、塑料原料工藝性等專業(yè)知識，對產品進行創(chuàng)新設計。這一階段，提供給學生更多思考的空間，學生學習新技術的能力、應用專業(yè)知識的能力、方法能力、創(chuàng)新能力等均得到鍛煉和提升。

2.設計。即模具設計階段，對應子項目5、6，由扮演設計部部長的學生主持完成。對接企業(yè)生產方式，采用UG軟件進行模具設計及模流分析。模具設計完成后，每位組員都將在模具評審會上針對自己設計的模具進行展示和匯報，同時接受本組成員的提問并解答。最后由組員商定擇優(yōu)選出一套模具，再由大家共同修改后出圖。這個階段，人人參與設計，人人參與匯報和答辯，參與提問，專業(yè)知識得以鞏固，表達能力得以提高。

3.實現(xiàn)。即模具制造階段，對應子項目7、8、9，由扮演加工部部長角色的學生持完成。這一階段，加工工藝卡由組員集體討論商定，每個同學都有模具零件的加工任務。通過這一階段，學生的加工技能得到進一步鍛煉，同時，學生在加工過程中對接企業(yè)，采用“5S”對學生進行管理和考核，培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)。

4.運作。即試模與驗收階段，對應項目10，由扮演注塑工藝部長的學生主持完成。模具的安裝、注射工藝參數(shù)的制定，不再是以老師為主導，打樣件過程中出現(xiàn)的問題均由小組成員商討解決，鍛煉了學生分析問題、解決問題的能力。

（二）課程考核。幫助學生獲得產業(yè)界所需的各種能力和素質，是CDIO理念的重點。因此，廣西職業(yè)技術學院在該門課程的考核改革中，加大過程性管理和考核力度，強調平時的學習和思考，強調學生的職業(yè)能力和素養(yǎng)的培養(yǎng)，項目的考核步步緊跟。按照CDIO培養(yǎng)大綱要求，在重構的10個子項目的實施過程中，制定了學生在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力這四個層面的考核指標，再綜合四個階段的成績，給出最后的項目成績，避免蒙混過關，高分低能或低分高能。

四、CDIO理念下課程實施效果

基于CDIO理念的對接企業(yè)組織模式的項目實施，取得了良好的效果：第一，提高了學生的工程實現(xiàn)能力，開拓了學生的創(chuàng)造性思維。第二，整個項目的實施體現(xiàn)了教學的互動性、啟發(fā)性和探究性，學生的學習興趣被激發(fā)，整個過程學生體驗了所學、所用、所想與制成品的差別。第三，與廣西職業(yè)技術學院傳統(tǒng)的教學相比較，項目的實施很好地兼顧了個體能力差異與教學精度之間的矛盾，保證了能力較弱的學生也能跟著完成項目，而不是蒙混過關。第四，項目貼近企業(yè)生產、貼近市場需求，項目過程與企業(yè)生產過程和工作過程對接，學生熟悉了整個生產工作流程和內容，增加了學生的自信心，提高了學生的就業(yè)的競爭力。第五，通過做工程項目，學生學會了制定并實施工作計劃、撰寫文件、培養(yǎng)了他們嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，以及文件的撰寫能力、語言表達能力，為今后的工作和技術知識積累奠定了良好基礎。

總之，通過CDIO工程教育模式，塑料模具綜合實訓課程以生產中某種產品為載體，可實現(xiàn)學生在“做工程”的過程中將專業(yè)知識、核心技能、職業(yè)能力及素養(yǎng)有機聯(lián)系起來，專業(yè)知識得以應用，專業(yè)技能得以訓練，職業(yè)素養(yǎng)得以培養(yǎng)，創(chuàng)新精神得以發(fā)揮。

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【基金項目】廣西職業(yè)技術學院社科高職重點立項課題“基于CDIO模具專業(yè)‘工廠教室教學模式的創(chuàng)建”（桂職院[2015]174號152101）

【作者簡介】覃秀鳳（1984— ），女，壯族，廣西柳江人，碩士，廣西職業(yè)技術學院講師，研究方向：模具設計與制造的教學與研究工作。

（責編 盧 雯）