融合 CDIO 理念的高職模具專業(yè)課程教學(xué)改革初探

萬 麗

武漢交通職業(yè)學(xué)院 湖北武漢 430065

融合 CDIO 理念的高職模具專業(yè)課程教學(xué)改革初探

萬 麗

武漢交通職業(yè)學(xué)院 湖北武漢 430065

為了培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才，融合CDIO理念，對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)從五個(gè)方面進(jìn)行了課程教學(xué)改革的嘗試，取得了明顯的效果。

CDIO；教學(xué)改革；模具設(shè)計(jì)與制造

1 CDIO工程教育模式概述

從2000年起，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國(guó)研究在獲得Knut and Alice Wallenberg基金會(huì)資助下，經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國(guó)際合作組織。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品的運(yùn)行、維護(hù)和廢棄的全生命周期為載體，建立一體化的相互支撐和有機(jī)聯(lián)系的課程體系，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的方式學(xué)習(xí)工程。［1］

自2005年汕頭大學(xué)率先實(shí)施CDIO工程教育改革以來，全國(guó)幾十所試點(diǎn)高校和許多非試點(diǎn)院校結(jié)合本校的專業(yè)特色都實(shí)施了CDIO改革，取得了很好的效果。［2］

2 融合 CDIO 理念的高職模具專業(yè)課程教學(xué)改革初探

CDIO的工程教育理念與我國(guó)高職教育人才培養(yǎng)模式改革的思想不謀而合，這就決定了CDIO引入高職教育具有可行性。在國(guó)內(nèi)率先是本科院校進(jìn)行試點(diǎn)改革，要將CDIO先進(jìn)的工程教育理念引入高職，不能照搬本科，要結(jié)合高職的特點(diǎn)，結(jié)合所在學(xué)校的特點(diǎn)。

本學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)，融合CDIO理念對(duì)部分專業(yè)課程進(jìn)行了初步的改革探索。

2.1 CDIO理念下課程重構(gòu) 由易到難設(shè)計(jì)階梯式教學(xué)項(xiàng)目

CDIO以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。學(xué)生的技術(shù)知識(shí)和推理能力的培養(yǎng)，不再局限于單門具體的課程中，而是建立在真實(shí)世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思－設(shè)計(jì)－實(shí)現(xiàn)－運(yùn)作過程的背景環(huán)境基礎(chǔ)上。

我們打破以往對(duì)單門課程進(jìn)行項(xiàng)目式教學(xué)，嘗試融合模具專業(yè)兩門或多門主干課程設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目，刪減重復(fù)內(nèi)容，注重綜合能力的培養(yǎng)。設(shè)計(jì)的教學(xué)項(xiàng)目都以企業(yè)近些年真實(shí)的案例為基礎(chǔ)，淘汰掉一些老舊的案例，且根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由易到難圍繞模具的設(shè)計(jì)與制造工藝過程設(shè)計(jì)一系列的項(xiàng)目，避免由于項(xiàng)目復(fù)雜，部分學(xué)生自暴自棄，對(duì)專業(yè)學(xué)習(xí)喪失信心。

現(xiàn)在已經(jīng)設(shè)計(jì)的教學(xué)項(xiàng)目主要包括單個(gè)模具零件的設(shè)計(jì)與制造、簡(jiǎn)單塑料模具的設(shè)計(jì)與制造、簡(jiǎn)單冷沖模具的設(shè)計(jì)與制造、復(fù)雜結(jié)構(gòu)模具的設(shè)計(jì)與制造，每個(gè)項(xiàng)目都包括構(gòu)思－設(shè)計(jì)－實(shí)現(xiàn)－運(yùn)作全過程，使學(xué)生的技術(shù)知識(shí)和推理能力逐漸提升，如圖1所示。

圖1 階梯式教學(xué)項(xiàng)目

2.2 CDIO理念下以學(xué)生為主體 注意個(gè)體差異性

CDIO是讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，學(xué)生是主體，是關(guān)鍵，學(xué)生能真正主動(dòng)地去學(xué)習(xí)，很多問題都好解決。但是現(xiàn)在高職學(xué)生，多是90后獨(dú)生子女，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性不強(qiáng)，吃苦耐勞的精神也有限。那么就算教師設(shè)計(jì)了再好的教學(xué)項(xiàng)目，學(xué)生不主動(dòng)參與，效果都不會(huì)太理想。所以我們?cè)诮虒W(xué)項(xiàng)目進(jìn)行設(shè)計(jì)之前，與學(xué)生進(jìn)行良好的溝通，去了解他們的想法和需求。其實(shí)大多數(shù)學(xué)生都還是想好好學(xué)習(xí)的，但是對(duì)自己的現(xiàn)狀沒能正確認(rèn)識(shí)，期望過高，不能正確地面對(duì)自己的缺點(diǎn)，常采用逃避的方式來掩蓋問題，缺乏自律性。

在項(xiàng)目實(shí)施之前，給學(xué)生們介紹清楚項(xiàng)目是建立在真實(shí)世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思－設(shè)計(jì)－實(shí)現(xiàn)－運(yùn)行過程的背景環(huán)境基礎(chǔ)上的，作為企業(yè)的“員工”，必須完成“工作任務(wù)”，提前合格完成有“獎(jiǎng)勵(lì)”，反之有“懲罰”。充分激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生可以自由組合團(tuán)隊(duì)，組合不上的由教師安排。學(xué)生團(tuán)隊(duì)必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成項(xiàng)目，教師根據(jù)學(xué)生團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)，為他們選擇不同難易程度的項(xiàng)目。

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師起指導(dǎo)作用，對(duì)于比較自覺的團(tuán)隊(duì)，“工作時(shí)間”團(tuán)隊(duì)可自行安排；而對(duì)于自律性差的團(tuán)隊(duì)，教師則嚴(yán)格“打卡”。教師時(shí)時(shí)刻刻注意各個(gè)團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目進(jìn)展情況，注意學(xué)生團(tuán)隊(duì)成員的表現(xiàn)，及時(shí)幫助和約束他們完成構(gòu)思－設(shè)計(jì)－實(shí)現(xiàn)－運(yùn)作的全過程。

2.3 CDIO 理念下建設(shè)易于學(xué)生交流的模具設(shè)計(jì)與制造工程實(shí)踐場(chǎng)所

工程實(shí)踐場(chǎng)所是實(shí)施CDIO教學(xué)項(xiàng)目的關(guān)鍵，它為學(xué)生提供了動(dòng)手學(xué)習(xí)的環(huán)境。該環(huán)境要有合適的工具、設(shè)備和工作空間，同時(shí)在這種氛圍下也能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)室主要是教師針對(duì)課堂理論教學(xué)中的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，在一個(gè)固定的場(chǎng)所進(jìn)行講解演示，學(xué)生根據(jù)教師的講解按部就班地進(jìn)行操作，沒有為構(gòu)思、設(shè)計(jì)以及團(tuán)隊(duì)建設(shè)提供支持條件，學(xué)生充當(dāng)了一個(gè)比較被動(dòng)的角色，發(fā)揮不了主觀能動(dòng)性，不能實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力的目的。

因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)與制造專業(yè)的特殊性，設(shè)計(jì)加工出一套完整的模具成本高，每個(gè)學(xué)校教學(xué)條件不一樣，很多學(xué)生會(huì)加工單個(gè)模具零件，卻無法加工出一套模具，特別是大型的模具。我們結(jié)合本學(xué)院的實(shí)際情況，與東風(fēng)模具沖壓技術(shù)有限公司合作，并聘請(qǐng)技能名師為學(xué)生們做指導(dǎo)，建設(shè)不同空間的模具設(shè)計(jì)與制造工程實(shí)踐場(chǎng)所，它能夠有效支持簡(jiǎn)單及復(fù)雜的小組項(xiàng)目進(jìn)行構(gòu)思－設(shè)計(jì)－實(shí)現(xiàn)－運(yùn)作的全過程。

在校內(nèi)建設(shè)專門的模具構(gòu)思設(shè)計(jì)中心，配備典型的設(shè)備與資源，包括會(huì)議桌椅、辦公室小白板，安裝有模具設(shè)計(jì)軟件的電腦、網(wǎng)絡(luò)、圖書館資源等。模具構(gòu)思設(shè)計(jì)中心不需要太大的空間，在這里學(xué)生團(tuán)隊(duì)是主角，他們不再是根據(jù)教師的講解按部就班地進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)，而是自己去理解客戶的要求，制定模具設(shè)計(jì)與制造的計(jì)劃和安排。學(xué)生們之間相互交談、討論、傾聽與反思，分享設(shè)計(jì)思路，相互交流。并且模具構(gòu)思設(shè)計(jì)中心課余時(shí)間也可以開放，學(xué)生可以利用周末休息時(shí)間在這里完成模具的構(gòu)思與設(shè)計(jì)。

在校內(nèi)建設(shè)校內(nèi)模具實(shí)現(xiàn)運(yùn)作場(chǎng)所，配備有典型的模具加工設(shè)備，包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控電火花機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床、注塑機(jī)、沖床、鉗臺(tái)等，在這里學(xué)生可以自己動(dòng)手完成簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)模具的生產(chǎn)制造，模具的裝配和調(diào)試，完成項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)作階段。

在校外與東風(fēng)模具沖壓技術(shù)有限公司合作。因?yàn)槲覀冊(cè)O(shè)計(jì)的教學(xué)項(xiàng)目都以企業(yè)近些年真實(shí)的案例為基礎(chǔ)，所以學(xué)生可以直接參與到公司的大中型沖壓模具件產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、裝配和調(diào)試過程中，在企業(yè)中真實(shí)地去完成項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)作階段。在這里學(xué)生們跟著經(jīng)驗(yàn)豐富的車間師傅學(xué)習(xí)模具生產(chǎn)制造的全部工藝流程，了解生產(chǎn)環(huán)節(jié)操作注意事項(xiàng)，提高了學(xué)生的實(shí)踐能力、動(dòng)手能力和觀察問題、分析問題以及解決問題的能力。

2.4 CDIO理念下注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流能力

CDIO培養(yǎng)大綱中強(qiáng)調(diào)人際交往技能的培養(yǎng)，其中就包括團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流能力。

在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，偏重學(xué)生個(gè)人能力的培養(yǎng)，忽略了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，或是部分學(xué)生錯(cuò)誤的理解團(tuán)隊(duì)精神就是在團(tuán)隊(duì)里聽從指揮，沒有意見，大家一起去完成一項(xiàng)任務(wù)。所以我們采用“競(jìng)爭(zhēng)”的意識(shí)培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流能力。學(xué)生們作為企業(yè)的“員工”，必須完成“工作任務(wù)”，提前合格完成有“獎(jiǎng)勵(lì)”，反之有“懲罰”。學(xué)生團(tuán)隊(duì)可以是自由組合，也可以由教師安排。每隊(duì)3～5名學(xué)生，選出一個(gè)隊(duì)長(zhǎng)，負(fù)責(zé)本團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目完成過程中團(tuán)隊(duì)工作的運(yùn)作。

在構(gòu)思－設(shè)計(jì)階段，每一個(gè)學(xué)生必須提出自己的設(shè)計(jì)方案，并介紹為什么要采用此方案，由隊(duì)長(zhǎng)組織全體成員討論，取本隊(duì)每一個(gè)成員方案的長(zhǎng)處，避其短處，形成本團(tuán)隊(duì)的一個(gè)或幾個(gè)方案進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)。這樣學(xué)生主動(dòng)參與的意識(shí)很強(qiáng)，設(shè)計(jì)的積極性很高。

在實(shí)現(xiàn)－運(yùn)作階段，是完成模具的加工、裝配和調(diào)試工作。工作任務(wù)繁重，學(xué)生們需要自己與供貨商之間進(jìn)行溝通，購(gòu)買模具毛坯和模架，讓他們盡早地與社會(huì)接觸，鍛煉他們的交流能力。在模具加工階段，工藝流程多，因此團(tuán)隊(duì)成員之間必須進(jìn)行技術(shù)協(xié)作，發(fā)揮每個(gè)人的長(zhǎng)處，互相配合完成模具加工的不同工藝，能夠比較全面有效地解決問題，使知識(shí)的掌握更加準(zhǔn)確和深刻，充分調(diào)動(dòng)和發(fā)揮了學(xué)生的主觀能動(dòng)性，形成協(xié)作意識(shí)，增強(qiáng)了自信心和責(zé)任感，為將來工作崗位上的合作奠定基礎(chǔ)。

在完成構(gòu)思－設(shè)計(jì)－實(shí)現(xiàn)－運(yùn)作的全過程后，在團(tuán)隊(duì)之間組織一次交流活動(dòng)，要求充分運(yùn)用多媒體技術(shù)進(jìn)行交流，成員之間自己積極交流談心，暢談自己的成長(zhǎng)和變化，相互學(xué)習(xí)，規(guī)劃自己的職業(yè)計(jì)劃。

2.5 CDIO 理念下綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的能力 以評(píng)促學(xué)

CDIO培養(yǎng)大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。通過基于團(tuán)隊(duì)的研究性學(xué)習(xí)和工作過程的實(shí)踐活動(dòng)培養(yǎng)高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)工作過程中的能力和素質(zhì)培養(yǎng)，以筆試成績(jī)?yōu)橹鞯脑u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)顯然不能全面地評(píng)價(jià)學(xué)生，我們嘗試采用綜合評(píng)價(jià)的方法。

在CDIO的四個(gè)階段分別給出階段成績(jī)，再綜合四個(gè)階段的成績(jī)，給出最后的項(xiàng)目成績(jī)。每個(gè)階段成績(jī)是根據(jù)各個(gè)階段工作過程中，具體可以培養(yǎng)學(xué)生哪些方面的能力以及學(xué)生在這些方面的表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的，如圖2所示。

圖2 CDIO理念的綜合評(píng)價(jià)方法

這種綜合評(píng)價(jià)的形式減輕了學(xué)生期末考試的負(fù)擔(dān)，倡導(dǎo)學(xué)生平時(shí)刻苦學(xué)習(xí)，而避免平時(shí)不努力，期末考試突擊。

在每一個(gè)評(píng)價(jià)階段，成績(jī)的評(píng)價(jià)是由全程指導(dǎo)學(xué)生完成項(xiàng)目的指導(dǎo)教師、企業(yè)專家和項(xiàng)目實(shí)施的主體——學(xué)生，一起討論給出來的。對(duì)學(xué)生來說，教師的表?yè)P(yáng)、鼓勵(lì)、點(diǎn)評(píng)等都可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和學(xué)習(xí)效果。在這種討論中學(xué)生能明確個(gè)人完成的內(nèi)容、分析不足、制定改進(jìn)方案等，以評(píng)促學(xué)，讓學(xué)生不是從個(gè)人得分高低的角度去看待學(xué)習(xí)，明白完成CDIO項(xiàng)目的真正目的。

3 改革成效與反思

融合 CDIO理念，本學(xué)院模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)，對(duì)部分專業(yè)課程進(jìn)行了初步的改革探索。實(shí)踐證明，CDIO模式能有效地激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流能力，也顯著提高了學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力。

但是教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜工程，在改革的過程中我們也遇到了一些問題：以前一個(gè)專業(yè)教師可以上一門課，帶一個(gè)班的學(xué)生?，F(xiàn)在學(xué)生分成團(tuán)隊(duì)以后，按照CDIO的模式運(yùn)作，一個(gè)教師指導(dǎo)多個(gè)學(xué)生團(tuán)隊(duì)，不僅要從專業(yè)知識(shí)上，還要從人際交往和心理及安全知識(shí)等多方面、全方位地指導(dǎo)學(xué)生。教師的任務(wù)過于繁重，難以有精力輔導(dǎo)到每一個(gè)學(xué)生，所以下一步我們打算增加指導(dǎo)教師的人數(shù)，并且充分發(fā)揮輔導(dǎo)員和聘請(qǐng)的企業(yè)專家的作用，全方位的指導(dǎo)學(xué)生完成CDIO項(xiàng)目。

作為一種工程教育教學(xué)模式，CDIO具有先進(jìn)的理念和很好的借鑒作用。我們將在現(xiàn)有條件下結(jié)合本學(xué)院特點(diǎn)，繼續(xù)進(jìn)行融合CDIO理念的高職模具專業(yè)課程教學(xué)改革與探索，在實(shí)踐中進(jìn)行檢驗(yàn)和優(yōu)化改革方案。同時(shí)將認(rèn)真總結(jié)、反思改革實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，努力培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才，真正發(fā)揮CDIO模式的作用。

［1］ 顧佩華，包能勝，康全禮.CDIO在中國(guó)（上）［J］.高等工程教育研究，2012（3）:24-40.

［2］ 顧佩華，包能勝，康全禮.CDIO在中國(guó)（下）［J］.高等工程教育研究，2012（5）:34-45.

The preliminary practice with CDIO concept in the teaching reform of mold courses in Vocational Colleges

Wan Li
Wuhan Technical College of Communications， Wuhan， 430065， China

In order to bring up applied engineering talents to ft in the need of social and economic development， with CDIO concept， the preliminary practice from fve aspects in the teaching reform of mold courses， has achieved obvious results.

CDIO； teaching reform； mold design and manufacturing

2015-04-19

萬麗，碩士，講師。

武漢交通職業(yè)學(xué)院院級(jí)項(xiàng)目（編號(hào)：2013y005）。