基于CDIO理念的一體化教學模式在“氣壓傳動”課程教學中應用＊

郭付龍

基于CDIO理念的一體化教學模式在“氣壓傳動”課程教學中應用＊

郭付龍

（深圳技師學院 中德智造學院，廣東 深圳 518116）

針對技工院校“氣壓傳動”課程教學中存在的問題，結合CDIO工程教育的理念，分析了一體化教學的特點，探索了基于CDIO理念的一體化教學模式在”氣壓傳動”課程教學中的實踐，以真實的生產生活實際項目為載體，在“做中學”，讓學生以積極主動的態度去學習，增強學生的創新能力、團隊協作意識。

CDIO；一體化教學模式；教學改革；“氣壓傳動”課程

1 引言

“氣壓傳動”是技工院校機電類專業的一門核心課程。傳統的教學著重扎實學生的理論基礎，在提高學生專業技能方面存在一定的不足，理論與實踐聯系不緊密，純粹為了教學而設置實操任務，導致學生的職業能力較差。教師單純灌輸和學生的被動接受，削弱了學生掌握知識的積極性和主動性。為了讓學生更好地掌握“氣壓傳動”的基礎知識與職業技能，提升學生的職業素養，必須打破傳統教學模式，深化教學改革[1]。筆者結合機電類專業“氣壓傳動”課程的一線教學情況，探索了基于CDIO理念的一體化教學模式。實踐證明，將CDIO工程教育理念引入到一體化教學方法的嘗試，對于提升學生的專業技能、工程實踐能力以及職業素養有很大的促進作用。

2 課程教學現狀

本校近年來對“氣壓傳動”課程進行了一系列的教學改革，如采用理實一體化的方式、項目驅動的方式，這樣的改革方案在一定時期內取得了一定的教學效果。理實一體化的方式實現了教學場地的統一，這種教學模式往往會造成在實訓場地講理論的現象，難以實現理論與實操的一體化。項目驅動的教學模式使學生經歷問題解決的全部過程，且項目基本都來自現實的生產生活實際，這樣的方式能夠較好地提高學生的積極性與協作能力。但是在任務驅動的教學模式下，學生和教師的目標過多集中于實操結果，往往忽略了解決問題的過程、方法與技能。在完成實操任務時，由于學生的知識儲備與解決問題能力有所差異，每組學生的學習進度快慢不等，甚至在實訓的最后幾天，有的組已經提前完成任務，有的組卻還在半道摸爬滾打，這樣的情況不僅不利于教師掌控教學進度，更會降低學生的學習效果。

3 基于CDIO的一體化教學理念

一體化的課程是按照經濟社會發展需要和技能人才培養規律，根據國家職業標準及國家技能人才培養標準，以職業能力為培養目標，通過典型工作任務分析，構建課程體系，并以具體工作任務為學習載體，按照工作過程和學習者自主學習要求設計和安排教學活動的課程。一體化課程體現理論教學和實踐教學融通合一、專業學習和工作實踐學做合一、能力培養和工作崗位對接合一的特征[2]。

CDIO是構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate）4個英文單詞的縮寫，它是“做中學”原則和“基于項目的教育和學習”的集中體現[3]。它以工程項目從研發到運行的生命周期為載體，讓學生以主動實踐、有機聯系課程的方式學習工程。CDIO工程教育模式最大的優勢是以項目為主線，讓學生參與項目的各個流程，對項目全生命周期進行把控，全方位鍛煉個人能力的同時，又更深入地理解了知識內容，鍛煉了團隊協作能力、執行能力等職場必備技能，貼合現代化企業發展需要，為學生日后的長遠發展奠定必要基礎。

一體化課程的實施以具體的工作任務為學習載體，CDIO工程教育的主線為項目，因此兩者核心思想是相互統一的。將CDIO工程教育的理念引入一體化的教學中必將大大提升學生的專業技能、工程實踐能力以及職業素養。

4 教學改革的實踐

技工院校主要培養面向生產一線的高技能復合型人才，本校“氣壓傳動及其控制”課程教學改革嘗試將CDIO工程教育理念與一體化的思想進行有機結合，并進行了課堂實踐。課程實施過程中將零散的理論知識進行系統整合，學生充分發揮自己的潛能，動手進行實操實踐，用自己的智慧與勞動完成任務。在實施過程中時刻要求學生遵循實訓室5S管理規定，牢記安全“紅線”，嚴格按照工藝流程進行作業，培養學生的執行力與守時意識。在該課程所有任務實施的過程中拋棄傳統氣動教學的實訓裝置，學生在實訓設備上插接導線氣管完成教學任務，雖然能插接完成氣動回路，但是真正到企業后不能完成氣動回路的搭建，缺乏工程意識。改革后，課程實施時讓學生親自完成每個元器件的固定、剝線、壓線，電磁閥、繼電器的接線，生料帶的使用等，不但讓學生明白原理，更要求學生會使用工具，讓學生真實完成一個具體的任務，實現真正的一體化教學。

4.1 一體化的工作任務

課程的實施以具體的工作任務為載體，將工作任務與授課內容有效聯系在一起，激發學生學習興趣，加快轉變學生思想，有助于其職業責任感與自豪感的建立，在不斷理論學習與實踐操作的交替中充分發揮主觀能動性，切實提升自身理論水平、實踐能力、合作精神等，打破傳統教學模式中照本宣科的授課方式，真正做到理論教學和實踐教學融通合一、專業學習和工作實踐學做合一、能力培養和工作崗位對接合一。

一切從學生的實際出發，遵循學生的認知發展規律，貼近生產生活實際，結合市場和社會需求將氣壓傳動教材內容優化整合，精煉出3個層次5個工程項目，如表1所示。在內容設置上遵從循序漸進原則，層層遞進，環環相扣。以具體工作任務為引線，讓學生學會獨立思考，自主解決項目實施過程中所遇到的困難，轉被動接受為主動學習，充分體保證學生的主體地位、教師的主導地位。

表1 課程項目設置情況

層次項目知識目標能力素養目標 認知驗證層機用平口鉗氣動回路的安裝與調試（氣動手動控制）氣壓傳動的工作原理、氣壓傳動的應用、氣壓傳動的系統組成、氣壓傳動的特點自主學習能力、刻苦鉆研能力、語言表達能力 應用實踐層客車車門氣動回路的安裝與調試（氣動繼電器控制）、自動送料機構氣動回路的安裝與調試（帶有傳感器的氣動繼電器控制）、真空搬運回路的安裝與調試（真空吸附的產生與控制）氣壓傳動系統的基本回路、傳感器在氣壓傳動系統的應用、繼電接觸器控制回路、真空吸附系統及其組成、氣動基本回路的設計團隊合作能力、溝通交往能力、邏輯思維能力、職業操作規范能力 綜合創新層氣動機械手控制回路的安裝與調試（綜合應用）多缸氣動回路的設計、氣動控制系統的安裝與調試、氣動系統的試車與故障排除創新實踐能力、發現問題解決實際工程問題能力以及可持續發展能力

4.2 任務實施

課程采用任務引導的教學模式進行設計，將CDIO工程教育理念融入整個教學過程中，將項目的構思、設計、實現、運行貫穿到整個教學過程中。在項目實施過程中，學生不但掌握了理論知識，提高了實踐能力，還培養了學生的團隊合作及項目開能力。

構思階段，教師通過信息化的手段下達任務書，發布任務相關資料。四五名學生為一組，設組長1名，組長帶領學生查找和收集資料。每組學生根據任務具體要求，擬定設計思路，制訂項目初步實現方案，培養學生的自學能力、獨立思考和分析問題的能力。教師對學生設計方案的可行性進行判斷。

設計階段，教師分析項目任務，講解知識點以及設計的重難點。每組學生合理分工，發揮自己特長，通過交流討論，團結協作確定設計方案并繪制主回路以及控制回路圖。學生可以先利用FluidSIM軟件進行仿真，驗證設計結果的正確性，然后實施項目。在課程實施過程中，充分發揮學生的主觀能動性，教師隨時引導學生解決所遇到的問題，多采用信息化的手段，提高學生的學習興趣，對基礎較差的學生進行重點跟蹤指導，培養學生知識應用能力和團隊協作能力。

實施階段，學生自主完成氣動主回路以及控制回路的安裝與調試。學生運用所學知識解決項目中遇到的問題，每組成員之間相互交流，取長補短，完善系統功能。項目實施的過程是學生遇到真實生產實踐問題的過程，學生的綜合素質在解決問題的過程中得到提升。讓學生在做中學，學中做，實現一體化教學。在項目實施過程中，教師起著指導和答疑的作用。通過實施項目，培養學生的創新能力及工程實踐能力。實施過程如圖1所示。

圖1 項目實施流程圖

運行階段，各小組針對項目要求進行答辯，在此階段教師可創新設置答辯方式，學生可制作PPT、錄制視頻、撰寫項目實施報告等。各小組和教師根據答辯情況進行檢驗評價，提出改進措施。通過運行項目，培養學生表達交流能力和實踐操作能力。

4.3 教學評價

學業評價是教學的重要組成部分，按照基于CDIO的一體化教學理念，對教學效果的評價不僅限于對學生學習結果的考核，更應該強調過程考核、職業素養、自主學習研究等方面。本課程評價分為理論知識（40%）、實踐技能（40%）、職業素養（20%）三部分。各部分評價結果分別由平時表現（出勤、作業等）、理論知識測試、實踐表現（分析、解決問題能力，組內、組間互評，任務工單、診斷報告等）構成。整個評價體系體現了知識技能與素養并重、過程與結果并重、課上與課下并重、自評與師評并重，全方位、多角度對學生進行客觀評價。

5 結果

將CDIO工程教育理念融入一體化的教學中，在一體化專業教室中進行教學，讓學生在“做中學”“學中做”，遵循“從實踐到理論，再從理論到實踐”進行認知。通過項目的實施，引導學生自主學習，培養學生的工程意識，實現理論實踐合二為一，引導學生從被動學習轉變為積極主動學，真正成為一體化學習的主人，發揮學生的主體作用，將教、學、練教學三步驟有機結合在一起，進行產學結合式教學，加強實踐練習，依據學生的實際情況因才施教，注重實際動手能力的培養，突出職教特征，從而提升學生的專業技能、職業素養、綜合素質。

［1］姚靜，王佩.基于OBE教學理念的項目驅動式專業課程教學設計——以《液壓與氣壓傳動》為例［J］.教學研究，2017，40（3）：87-91.

［2］肖偉才.理論教學與實踐教學一體化教學模式的探索與實踐［J］.實驗室研究與探索，2011，30（4）：81-84.

［3］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）：1-6，9.

郭付龍（1987—），男，河南汝南人，碩士，講師，研究方向為工業機器人技術與應用。

深圳技師學院校級教研項目“《氣壓傳動及其控制》課程教學視頻開發及應用研究”（編號：1912035）

2095－6835（2020）10－0072－02

TH138

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.10.030

〔編輯：嚴麗琴〕