基于CDIO理念下的機械制造裝備設計課程教學改革探索

邢智慧

摘 要：為應對新一輪科技革命和產業革命的挑戰，推動工程教育改革創新，培養具備新素養、面向未來的工程人才，高校在專業設置、人才培養模式等方面都在做相應的改革。本文針對新工科背景下機械類專業的專業方向課——機械制造裝備設計，在傳統教學過程中存在的問題及課程教學改革中的方法進行了初步的探索。

關鍵詞：CDIO理念;機械制造裝備設計;教學改革

機械制造裝備設計課程涉及的知識面廣，實踐性強，注重培養學生解決實際工程問題的能力，強化學生的工程意識和專業思維。然而，在目前的教學過程中，還存在諸多弊端。本文在CDIO理念的背景下，對該課程的教學改革進行了初步的探索。

一、研究背景

CDIO工程教育理念，是以產品研發到產品運行、維護和廢棄的全生命周期為載體，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。在此過程中，學生不僅需要學習學科知識，而且應該具備一定的工程實踐能力。

2016年以來，為推動工程教育改革創新，教育部推出“新工科”計劃，明確了“新工科”建設行動路線，“新工科”計劃的推進關鍵在于對“新”的內涵的認識，而“新”的內涵首要表現就是培養具備新素養面向未來的工程人才。

本文就是在“新工科”背景下，結合應用技能型高校的教學宗旨，將CDIO工程教育理念應用到機械制造裝備設計的課程改革中，不僅可以使學生掌握基本的學科知識、具備工程實踐的能力，而且能夠滿足社會和工業界對應用技能型人才的要求。

二、本課程目前教學中存在的問題

機械制造裝備設計是機械類學生的專業方向課，也是一門理論綜合課，該課程起到從理論過渡到實際，從基礎過渡到專業的橋梁作用。但從目前的教學效果看，傳統教學已無法適應高等工程教育的快速發展，主要表現在以下幾個方面：

（一）教材內容涉及面廣，各部分內容之間缺乏有機聯系

機械制造裝備設計教材中一般都涉及機械制造裝備設計方法、金屬切削機床設計、工業機器人設計、機床夾具設計、物流系統設計、機械加工生產線設計等基本理論和方法，而且往往以設計原則和規律加以總結、概括，教材各章所舉的例子涉及機床、機器人、機床夾具、物流裝備、自動化生產線等，這些例子大多一提而過，沒有從系統的觀點闡述他們之間的聯系與區別，使學生很難形成對機械制造裝備整體的理解。

（二）教學模式相對單一

在舊式的課堂教學中，教師是課堂的主體，整堂課是“填鴨式”的滿堂灌;多媒體教學充其量是重復寫在黑板上的內容，雖然教學手段變了，但教學內容和效果并沒有變。學生在這種課堂不能主動發表自己的不同見解，處于被動的地位，久而久之學生就逐漸喪失了主動思考問題的能力，也失去了學習的興趣和信心。

（三）理論與實踐缺乏聯系

據多數已經走向工作崗位的學生反映：很難將學校所學和工程實際聯系起來。學生不知道上課學什么，有什么用？這表明原有的課程體系、教學內容和方法已不適應現有的教學了。另外，實踐環節相對少，實驗、實訓項目教學方法單一，且開設的實驗多數為觀摩性、驗證性實驗，缺乏實踐性、整體性和創新性，不利于學生工程實踐應用能力和創新能力的培養。

（四）考核方式單一

考核是教學評價的重要手段，是了解學生學習情況的主要依據。目前，多數高校對于機械制造裝備設計課程，依然采用期末考試的方法進行考核，這種單一的考核方式較少注重對學生的設計分析能力和創新能力的考察。

上述問題既制約了機械制造裝備設計課程教學水平的提高，又影響了應用技能型人才的培養。

三、應用CDIO理念在課程改革中的實施

針對以上弊端，本文對機械制造裝備設計課程的教學改革進行了初步的探索。主要包括理論教學、實踐教學、考核方式三個部分。現分別闡述如下：

（一）理論教學

在教學方法上，采用項目教學法、任務驅動教學法和討論教學法相結合的方式授課。在每個教學模塊授課之前，教師要下發項目任務書，重點讓學生了解本模塊的學習目標、學習內容，擬解決的工程問題。

在課堂組織過程中，采用靈活多變的教學方式。給學生發言的機會，讓學生提出問題，發表見解，可以采用小組討論或自由發言的方式;教師及時與學生進行交流溝通，使教與學兩個方面充分融合。

在教學內容上，任課教師除了教材內容外，還應給學生講授課程最新前沿研究成果，讓學生及時掌握相關知識的最新研究動態。

（二）實踐教學

通過設置靈活多樣的實踐課程，讓學生對機械制造裝備，從理性到感性、從外觀到結構、從原理到使用、從開發到設計等有一個概括的認識，從而使學生了解其發展過程，掌握其基礎理論，熟悉其設計過程，為后續學生的學習和就業打下堅實的基礎。

在實踐授課的同時，鼓勵學生積極參與相關的創新活動，注重學生創新意識、綜合設計能力與團隊協作能力的培養，加強學生動手能力和工程實踐的訓練，有效地將前沿專業知識和實踐創新相融合。

（三）考核方式

在課程改革過程中，將傳統的期末考試變革為大作業的形式。在課程授課中期，以小組的形式下發任務書，由組長給每名組員分配具體任務。大作業是關于機床主傳動系統的設計，與理論授課同步進行。

四、總結

本次課改以先進的CDIO教育理念為指導思想，圍繞機械類專業的人才培養計劃、課程標準，組織實施了“教、學、做一體化”的課程改革，取得了一定的研究價值與實踐成果。

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