CDIO模式在《液壓與氣壓》實訓課程教學中的應用

馬前帥，王二敏

(天津職業技術師范大學 工程實訓中心，天津 300222)

0 引言

在當前全球化經濟背景下，具有創新精神和創業才能的新型人才是推動整個世界的政治經濟文化不斷進步的動力。高等職業院校是培養技能型人才的搖籃，《液壓與氣壓》課程是高等職業院校機電專業必修的專業基礎課[1-3]，實訓課程是學生鞏固理論知識和加深對理論認識的有效途徑，是培養學生掌握科學方法和提高動手能力的重要平臺。CDIO模式以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式進行學習，通過CDIO模式，可以提高學生對知識的應用能力，培養學生的創新精神和創業意識[4]。在創新創業教育理念下，為提高人才培養質量，將CDIO模式應用于《液壓與氣壓》實訓課程教學中，希望為今后的實訓課程教學改革提供參考。

1 創新創業教育理念的內涵

創新創業教育是以“創新”“創業”為主體的教育。熊彼特指出，創新就是生產要素的重新組合，將新機制引入生產體系，建立一種新的生產函數[5]。管理學家彼得·德魯克指出，創業的本質是在與要在組織中建立新的生產函數，創業不是重復，而是創造，創造新的滿足、新的組織模式[6]。學者朱曉蓉、王仙錦在《美國大學的經典創業教育模式“活在創業精神中”》一文中提到，美國百森商學院的創新教育氛圍十分濃厚，它們有著“創新、不怕冒險、追求進步、不斷超越自身”的企業精神，并且它們還不斷與不同學科進行合作研究學習，百森商學院的這種超前創新創業教育意識為他們學校學生的發展不斷帶來新的動力[7]。

20世紀上半葉美國大學專注創造性思維能力培養的創造教育，到20世紀中后期關注市場意識培養的創業教育，再到20世紀末至21世紀初期注重科研和成果轉化能力培養的創新教育，這一個多世紀的演進歷程，可以理解為“創新創業教育”的歷史。美國大學不管是從事知識教學、科學研究，還是從事向社會提供知識的咨詢服務或科研成果轉化，都從沒有偏離人才培養這一高等教育目標。正是由于美國大學從“社會的良心”出發[8]，恪守人才培養的使命，把關懷個人成長的主動性作為原動力，采取“做中學”以及“終身學習”的途徑，大大提升了美國的創新力，使美國兩次穩坐世界科技中心的地位，一躍成為世界高等教育中心，從而形成美國特有的以充分發揮個人和社會的“自發力量”為特色的創新創業教育理念。

目前，對于創新創業教育還沒有形成統一的定義，但總體而言都是立足本國國情的教育體系，成功培育出了一批符合社會經濟發展需求的人才。本文認為，創新創業教育是全員參與、全面覆蓋和全程貫穿于整個教育過程的一種素質教育，是高校人才培養計劃的核心任務，重在培養學生的實踐能力和創新精神[9-10]。創新創業教育理念是以培養學生的創新精神和實踐能力為基本價值取向的一種新的教育理念，在提升學生動手能力的同時，加強學生創業意識的培養，為其今后創業奠定基礎[10-11]。

2 CDIO模式的內涵

CDIO模式是CDIO工程教育模式的簡稱。CDIO，代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)。CDIO模式的教育理念：“做中學”和“基于項目教育和學習”理念的集中概括和抽象表達[12]，它有三個教育目標，一是學生能夠自我構建知識體系，二是能夠培養學生愛國情懷、個人素養和人際交往能力，三是學生能夠理解和研究技術發展對社會的重要性和戰略影響[13-14]。CDIO模式應用于教學中的實施思路：在教學中，采用接近工程實際的綜合性設計項目進行教學，從工程師必須具備的基本能力出發，為學生提供一種強調工程基礎，建立在真實世界的CDIO模式過程，讓學生以主動的學習態度，實踐的學習方式，學習工程的理論、技術和經驗。

3 《液壓與氣壓》實訓課程教學現狀分析

《液壓與氣壓》課程是高職院校機電專業必修的專業基礎課[1-3]。通過調研及查閱資料發現，《液壓與氣壓》實訓課程教學存在的問題有：一是教學內容具有抽象、理論性強的特點，且在教學過程中存在重液壓輕氣動的現象；二是實訓教學內容與工程實際相脫節，大部分學生都感覺內容枯燥，學習興趣不高，對專業知識的理解不足；三是教學模式單一，缺乏趣味性[1,15]。然而，通過資料顯示[1]，社會企業對液壓氣動系統安裝與調試的技術人員需求量達到60%；本崗位接受高職畢業生的比例約占50%，可見，研究《液壓與氣壓》實訓課程教學是非常有意義和價值的。

高職院校是培養技能型人才的搖籃，在創新創業教育理念的引領下將培養出具有創新精神和創業意識的新人才。為了擺脫“教”與“學”的困境，本文借鑒CDIO模式，重構了《液壓與氣壓》實訓課程教學模式。

4 CDIO模式在《液壓與氣壓》實訓課程教學中的應用

4.1 設計思路

CDIO模式應用在《液壓與氣壓》實訓課程教學中的設計思路如圖1所示。

4.2 確定教學內容

根據某高職院校《液壓與氣壓》實訓課程教學大綱，其教學目標如下，見表1。將CDIO模式應用于實訓課程教學中，首要的是設計典型的教學項目案例。教學項目案例來源于實際工程中，并且這些項目案例可以將整個課程體系有機、系統地融合起來，在項目開展過程中能夠幫助學生自主構建知識體系，培養學生工程應用能力、工程協作交流能力和創新能力。表2所示是《液壓與氣壓》實訓課程教學內容。

圖1 設計思路

知識點教學目標液壓與氣壓傳動技術基礎理解液壓與氣動工作原理及組成;了解液壓與氣動技術的特點及應用;掌握液壓與氣動圖形符號繪制。液壓與氣壓典型回路掌握液壓、氣動元件的功用;熟悉典型回路的分類和組成、特點及工作原理;掌握回路組接(拆裝)、調試及維護保養。電氣液壓氣動回路設計熟悉電氣元件及典型回路的工作原理;掌握液壓與繼電器控制回路的控制原理;掌握氣動與繼電器控制回路的控制原理。液壓與氣壓系統設計及仿真掌握單缸液壓氣動系統設計方法;掌握多缸液壓氣動系統設計方法;能夠對液壓氣動系統分析、設計、仿真及調試。項目總結掌握師范說課能力;學會整理、歸納、查閱手冊、檢索資料并撰寫總結性小論文。

表2 確定教學項目

4.3 制定教學實施方案

CDIO模式實施分為四個階段，構思、設計、實施和運行。在教學過程中，將創新創業教育理念貫穿于教學的全過程，突出培養個人素質，提高工程能力和應用知識的能力，把知識、能力、素質的培養緊緊地聯系起來，顛覆了傳統的教學模式，是培養創新型人才的有效途徑。表3所示是CDIO模式實施方案。

表3 教學實施方案

4.4 CDIO模式在《液壓與氣壓》實訓課程教學中的應用實例

在創新創業教育理念下，不斷完善《液壓與氣壓》實訓課程教學。以具體教學項目“飲料裝箱生產線”為例，介紹課程的具體實施過程，見表4所示。

表4 課程教學實施過程設計

教學過程設計教學內容教師活動學生活動設計意圖實施階段五步驟:清———固———接———檢———試1.示范操作,強調注意事項和操作細節。2.過程指導與評價。以小組為單位,進行實踐操作。實踐出真知,在實踐過程中強化“工匠之道”和“工匠精神。運行階段驗證設計方案能否滿足控制要求,發現問題,不斷優化和完善教師展開測評工作:從功能性、經濟性、環保性、創造性等方面。1.自評及互評。2.發現問題并解決問題。1.學會分享、感恩、友善、團結等。2.體會創新的喜悅。

5 結語

在《液壓與氣壓》實訓課程中，采用CDIO模式教學，旨在激發學生學習的積極性和主動性，使學生在工程思維方式的指導下，逐步掌握液壓與氣壓傳動控制系統的設計思想和方法，提高學生的實踐能力和工程應用能力，是為社會培養創新型工程人才的嘗試。本研究將CDIO模式應用于《液壓與氣壓》實訓課程中，并對該實訓課程教學內容進行了重構和優化。通過實踐證明，這種新的教學模式對職業院校師生帶來了新的挑戰，它激發了師生的創造性和探究性，CDIO模式對于教學效果的提高和學生綜合能力的提升，均有很大的價值。