基于CDIO模式的學期項目課教學改革探索

賈玉坤 沈姝君 陳進熹 洪尉尉

摘 要：以CDIO國際化工程教育理念為指導，根據學生職業成長規律與認知規律，設計多個實訓周內能完成的學期項目，并以該學期項目為邏輯主線組織教學內容，完成必要的知識學習和技能訓練。基于CDIO工程教育模式的學期項目課激發了學生的主動性、積極性，代表了工程教育的發展趨勢。

關鍵詞：CDIO;項目課;教學改革

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代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生將項目實踐與理論課程有機聯系的學習工程，代表了當代工程教育的發展趨勢。[1-4]本課題以CDIO國際化工程教育理念為指導，根據學生職業成長規律與認知規律，設計多個實訓周內能完成的學期項目，并以該項目為邏輯主線組織教學內容，完成必要的知識學習和技能訓練。讓學生在真實的項目研發及設計中，一邊動手實踐，一邊學習理論知識。

1 現狀分析

機電一體化專業課程體系中的一門重要專業核心課程《機電綜合項目設計與制作》，授課對象是大三學生，采用單列實訓周的形式，學生每五個人一組，以一個機電一體化項目為藍本，讓學生體驗機電一體化產品方案設計、產品造型、硬件設計、軟件設計、零件加工、整機裝調，從無到有的整個過程。其主要任務是通過查找資料，確定要設計產品的主要功能，提出功能的相關指標，完成項目總體方案設計，對產品進行三維造型、二維圖紙，對零件進行加工，繪制控制系統電路制作PCB，焊接調試，完成整個項目的產品，最后書寫實訓報告及PPT并進行分組答辯。

綜上目前該學期項目課在教學中存在以下主要問題：從學生的畢業實踐中發現，當學生真正工作后，大多數學生在面對實際的項目時仍不知從何開頭，從何做起，也不知如何完成，如何實現，且工作中需要較長時間的適應期。課程中選用的學期“項目”雖然大多數來源于企業，大賽項目。但學期“項目”有些老舊，但其項目是對企業真實“項目”經過加工得到的，故未與企業相關“項目”無縫對接，而是有所脫節。

2 教學模式探索

《機電綜合項目設計與制作》是針對職業崗位某一發展階段的能力要求設計的綜合實踐課程，要求具有綜合性、新穎性與實踐性等特點。以CDIO國際化工程教育理念為指導為學生設計易于完成又能囊括多門知識技能的項目。考慮到課程項目的復雜度較高，實施過程中對學生團隊協作精神要求較高，所以有必要循序漸進，將課程項目拆分成六個實踐任務（子項目），即方案設計、三維造型、繪制工程圖、控制系統設計、整機裝調、編寫項目文件。如下圖學期項目課，以智能尋跡小車和數控精雕機課程為例的課程魚骨圖。

課程魚骨圖

為達到課程要求的知識與能力培養大綱的要求，教學內容的設計是在學生掌握機電一體化相關基本知識的基礎上，完成一個包括構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）全過程的團隊研發項目。根據課程內容豐富、工程特質強的特點，教學內容分為兩個階段實施，其中第一階段占教學總時長的10%，第二階段占教學總時長的90%。

3 教學實施

《機電綜合項目設計與制作》學期項目的教學上分為實施準備和實施兩個階段。第一階段講解六個實踐任務，即方案設計、三維造型、繪制工程圖、控制系統設計、整機裝調、編寫項目文件，以及課程大綱要求的技術知識。第二階段要求學生將自己置身于項目中，按照要求完成項目產品的研發，整個過程包含CDIO項目開發的全過程。學生沉浸于真實的項目研發中，提高學生的團隊合作意識，通過自主學習將機械、控制兩大領域知識融會貫通。

學期項目課CDIO實施過程：

（1）構思階段（2-3天），團隊小組共同協商討論，推舉團隊組長，明確團隊人員的項目內容及個人分工，形成對項目的整體構思，并將項目分成六個任務。

（2）設計階段（2-3天），將第一階段的六個教學任務加以整合，包括方案設計、三維造型、繪制工程圖、控制系統設計等。

（3）實施階段（5-6天），這一階段著重在學生的個人職業技能與素養的培養鍛煉，培養學生的動手操作能力。嚴格按照第一階段規劃的六個任務依次完成相關工作。此階段基本完成學期項目要求的相關產品原型。由于課堂中時間的限制，開放整個項目現場，學生可以利用課余時間隨時過來完成相應內容。

（4）運作階段（1-2天），這一階段的主要任務是項目的修改、完善、展示，培養學生工程產品開發能力。

4 結語

結合國際流行的CDIO工程教育理念，針對本校機電一體化專業的特點，以及學生將來畢業后的定位，以《機電綜合項目設計與制作》為例對單列實訓學期項目課進行了重新開發設計，構建了一套切實可行教學改革方法;該改革也可以推廣到其他課程的教學中。基于CDIO工程教育模式的學期項目課激發了學生的主動性、積極性，代表了工程教育的發展趨勢。

參考文獻：

[1]郝智秀，季林紅，馮涓.基于CDIO的低年級學生工程能力培養探索：機械基礎實踐教學案例[J].高等工程教育研究，2009（5）：36-40.

[2]查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008（3）.

[3]王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究，2009（5）：86-87.

[4]胡志剛，江林，任勝兵.基于CMM的教師CDIO能力評估與提升[J].高等工程教育研究，2009（3）：26-31.