CDIO模式在《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》教學過程中的應用

潘圓媛 繆燕平 吳煒

[摘 要] 針對《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》傳統(tǒng)教學中的問題，將CDIO 理念引入課程的課堂教學中，以“分揀站的安裝與調(diào)試”項目教學為例，闡述 CDIO 模式在教學過程中的具體方法。對采取CDIO的模式教學和采取“理論+實踐”方式教學進行對比實驗，結(jié)果表明，采取CDIO模式教學，有效提高了學生的學習積極性，對培養(yǎng)學生綜合能力和職業(yè)素質(zhì)等具有積極作用。

[關(guān) 鍵 詞] CDIO模式；項目化教學；裝配站；自動化生產(chǎn)線

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）20-0045-01

一、引言

CDIO是美國麻省理工學院（MIT）和瑞典皇家工學院等4所大學聯(lián)合探索創(chuàng)立的工程教育理念，以構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運作（Operate）理念開展基于工程項目全過程的學習，著重培養(yǎng)學生全面的工程實踐能力。《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》課程是高職機電類專業(yè)的核心課程之一，在課程體系中起鞏固加深前導課程知識理解作用，是一門大幅提高學生動手能力和綜合實踐能力的課程。目前，國內(nèi)高校多數(shù)采取“理論+實踐”教學方式，理論課時遠多于實踐課時，學生對知識點只做到了解，較少能真正吸收，操作技能也無法靈活運用。教學改革中，完全可以考慮將CDIO的理念應用到相應的教學中去。

二、基于CDIO模式下“分揀站的安裝與調(diào)試”項目的應用實踐

以項目“分揀站的安裝與調(diào)試”為例，分揀站實物如下圖所示。通過先導課程學習，學生已經(jīng)具備一定機械安裝、氣動控制、PLC程序控制能力，因此在項目教學時，采取“分組討論+CDIO”的方式進行課堂教學實踐。

該項目將課程中的光電編碼器、PLC基本指令、高速計數(shù)器指令、順控指令、變頻器、MCGS觸摸屏組態(tài)等知識點和技能點通過實踐“分揀站的安裝與調(diào)試”項目設(shè)計連貫起來，訓練學生對系統(tǒng)控制的分析能力、用PLC實現(xiàn)對套件分揀的控制能力，用MCGS觸摸屏組態(tài)控制能力，安裝、調(diào)試、排除常見故障的能力，全面提高學生知識和技能水平。

（一）構(gòu)思（C）階段，教師利用實驗設(shè)備或視頻演示分揀站的工作過程，讓學生明確項目目標；下發(fā)工作任務(wù)、工作要點等資料，設(shè)立項目要求。學生自主分析任務(wù)，思考項目的功能、概念和結(jié)構(gòu)；利用已學知識，分析實現(xiàn)控制的可行性；制定工作計劃，以小組為單位開發(fā)項目管理。

（二）設(shè)計（D）階段，結(jié)合項目要求，通過查閱相關(guān)資料、教師提供資源的自主學習、教師教授等方式學習新的知識點，初步設(shè)計過程的分段與方法；在教師的指導下解決項目的關(guān)鍵技術(shù)問題，修改分揀站氣動控制回路、電路接線及MCGS觸摸屏組態(tài)方案。

（三）實施（I）階段，學生依據(jù)本小組的設(shè)計，由小組成員共同完成機械安裝、氣動連接、電路接線，并進行PLC軟件編程和MCGS工程組態(tài)；完成后，對分揀站的運行系統(tǒng)控制進行測試，由小組長實施過程的管理。此階段完全由學生動手完成，教師負責引導學生進行討論，隨時解答學生提問。

（四）運行（O）階段，對分揀站控制系統(tǒng)的軟硬件進行整體調(diào)試運行，優(yōu)化設(shè)計方案。讓學生進行交流總結(jié)，整理資料和遺留問題，并以小組為單位，選一名小組成員進行項目成果匯報，教師進行點評總結(jié)。

三、試點班級對比實驗

實驗對象：江西制造職業(yè)技術(shù)學院機電一體化專業(yè)2015級兩個班。實驗方法：實驗班（48人）采取CDIO的模式教學，普通班（52人）采取“理論+實踐”方式教學，由同一名教師進行授課。實驗結(jié)果：理論知識考試成績和實踐能力成績?nèi)缦卤怼?/p>

實驗結(jié)果顯示，在理論知識成績上，實驗班平均分明顯高于普通班；在實踐能力成績上，實驗班除個別學生外基本可以完成實踐考試，一半以上的學生能夠較好地完成題目，而普通班只有少部分學生能夠較好地完成題目。實驗結(jié)果表明，采取CDIO模式的教學效果更好。在實際教學過程中也可以發(fā)現(xiàn)，實驗班的學生的學習積極性、主動性更強，整體教學氛圍更加和諧。

四、結(jié)束語

將CDIO理念引入《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》課程的教學，通過一個學期的實踐證明，教學效果良好。通過CDIO這種基于工程項目全過程的學習，不僅使學生在理論學習上自覺、自主，而且通過團隊合作分工，發(fā)揮不同優(yōu)勢，使學生的合作意識、協(xié)作能力、溝通能力都得到了培養(yǎng)。

參考文獻：

潘圓媛，曹瑞香，邱力.基于CDIO理念的《自動化生產(chǎn)線安裝與調(diào)試》教學實施方案[J].時代農(nóng)機，2017（9）：183-184.