基于工程教學(xué)新模式的“自動(dòng)生產(chǎn)線組裝與調(diào)試”課程的改革與實(shí)踐

摘?要：面對(duì)中國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大趨勢(shì)，本文以“自動(dòng)化生產(chǎn)線組裝與調(diào)試”課程為例，為了合理定義學(xué)習(xí)成果，明確教學(xué)目標(biāo)，因此從工程教學(xué)模式的成果導(dǎo)向出發(fā)，對(duì)教學(xué)過程設(shè)計(jì)、綜合能力培養(yǎng)、考核評(píng)價(jià)機(jī)制等方面提出了具體的改革措施，設(shè)計(jì)了完整的匹配矩陣，可有效地提升學(xué)生在相關(guān)專業(yè)領(lǐng)域的工程基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐技能方面的自主學(xué)習(xí)、綜合實(shí)踐、創(chuàng)新思維和職業(yè)素養(yǎng)等能力，以形成該課程教學(xué)效果持續(xù)優(yōu)化改進(jìn)的良性循環(huán)機(jī)制。

關(guān)鍵詞：工程教學(xué)模式；改革與實(shí)踐；新職業(yè)需求；新職業(yè)能力；優(yōu)化改進(jìn)

中圖分類號(hào)：G642.0??文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Reform?and?Practice?of?the?Course?"Automatic?Production?Line?Installation

and?Debugging"?Based?on?Engineering?Education?Mode

Wang?Ping

Department?of?Aeronautical?Engineering，Shaanxi?Polytechnic?Institute?ShaanxiXianyang?712000

Abstract：In?the?face?of?the?general?trend?of?transformation?and?upgrading?of?China's?manufacturing?industry，this?paper?takes?the?course?Automatic?Production?Line?Installation?and?Debugging?as?an?example，starting?from?the?OBE?result?orientation?of?the?engineering?education?model，reasonably?defines?the?learning?achievements，clarifies?the?teaching?objectives，expounds?the?specific?reform?measures?in?teaching?process?design，comprehensive?ability?training，assessment?and?evaluation?mechanism，and?designs?a?complete?matching?matrix，It?can?effectively?improve?students'?independent?learning?ability，comprehensive?application?ability，innovative?thinking?ability?and?professional?comprehensive?ability?of?basic?engineering?knowledge?and?practical?skills，so?as?to?form?a?virtuous?circle?mechanism?of?continuous?optimization?and?improvement?of?the?teaching?effect?of?this?course.

Keywords：Engineering?education?mode；Reform?and?practice；New?career?needs；New?professional?ability；Optimization?and?improvement

工程教學(xué)模式簡(jiǎn)稱CDIO，是一種先進(jìn)的教育模式。其中“C”代表Conceive（構(gòu)想）、“D”代表Design（設(shè)計(jì)）、“I”代表Implement（實(shí)踐）、“O”代表Operate（運(yùn)用）［1］，該教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)的是一種工程化的理念，即以項(xiàng)目的研發(fā)開始到項(xiàng)目完成的全過程為載體，在設(shè)置的典型工作任務(wù)中教授學(xué)生工程基礎(chǔ)相關(guān)知識(shí)，并通過課堂實(shí)施，可以有效地提升學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新應(yīng)用的能力。

一、基于CDIOOBE的工程教學(xué)模式

CDIOOBE工程教學(xué)模式是一種新的課程教學(xué)的設(shè)計(jì)模式，不同于傳統(tǒng)，它以任務(wù)目標(biāo)為導(dǎo)向，將工程教學(xué)模式引入理論和實(shí)踐的學(xué)習(xí)中，其基本主旨是“以學(xué)生為中心，以工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)為目標(biāo)”，包括教學(xué)設(shè)計(jì)、組織、優(yōu)化實(shí)施和評(píng)估的全過程。在實(shí)施OBE教育模式時(shí)，應(yīng)主要強(qiáng)調(diào)如下4個(gè)問題：

以目標(biāo)任務(wù)的完成成果為出發(fā)點(diǎn)，準(zhǔn)確界定、理清關(guān)系、確定方法、科學(xué)評(píng)估、應(yīng)用成果、反饋信息和提高改進(jìn)。以全新課程體系為支撐，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的積累和實(shí)踐能力的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性［2］。

二、基于CDIOOBE工程教學(xué)模式課程改革的重要性

《自動(dòng)生產(chǎn)線組裝與調(diào)試》課程是機(jī)電一體化專業(yè)的專業(yè)核心課程，學(xué)生在學(xué)習(xí)完機(jī)械、液壓、氣動(dòng)、傳感器和PLC等相關(guān)理論知識(shí)和實(shí)踐能力的基礎(chǔ)上，通過以典型生產(chǎn)線為載體的教學(xué)，在理實(shí)一體化學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)學(xué)生自動(dòng)生產(chǎn)線的綜合應(yīng)用能力。

因此，基于CDIOOBE工程教學(xué)模式下構(gòu)建的“自動(dòng)生產(chǎn)線組裝與調(diào)試”課程，一方面可以突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，通過追溯式課程設(shè)計(jì)與規(guī)劃能夠很好地關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)出，充分體現(xiàn)崗、課的契合度；另一方面，基于CDIOOBE工程教學(xué)模式的課程改革重點(diǎn)是對(duì)學(xué)生工程能力和工程素質(zhì)的培養(yǎng)，將學(xué)生的崗位勝任能力和工程適應(yīng)能力作為課程設(shè)計(jì)和開發(fā)的重點(diǎn)，有效提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)，可更好地達(dá)到崗位標(biāo)準(zhǔn)的要求。

三、基于CDIOOBE工程教學(xué)模式的自動(dòng)生產(chǎn)線課程改革措施

（一）教學(xué)目標(biāo)新定位

1.新職業(yè)需求

智能制造技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)著巨大變革，其職位人員新職業(yè)的定義是“從事智能制造領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的研究、開發(fā)，智能制造設(shè)備、智能生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)、組裝、調(diào)整、管理的工程技術(shù)人員”，其主要任務(wù)分層次進(jìn)行。因此，通過新崗位所需的能力分析可以看出，智能制造新職業(yè)背景下，每一個(gè)崗位都呈現(xiàn)出能力多元和復(fù)合化的要求。與傳統(tǒng)制造業(yè)就業(yè)相比，就業(yè)要求發(fā)生了實(shí)質(zhì)的變化。這些新的職業(yè)特點(diǎn)和崗位能力要求的新變化，對(duì)培養(yǎng)職業(yè)人才的職業(yè)教育領(lǐng)域提出了新的變革要求。

2.新職業(yè)能力

根據(jù)自動(dòng)化生產(chǎn)線組裝與調(diào)試崗位的新職業(yè)需求，我們對(duì)相關(guān)崗位要求進(jìn)行層層分解，以確定從事行業(yè)相關(guān)專業(yè)所需的能力，然后學(xué)校組織教職員工根據(jù)這些分解的能力確定教學(xué)目標(biāo)。能力的實(shí)現(xiàn)需要相應(yīng)課程內(nèi)容的支持，知識(shí)能力矩陣可以很好地反映某一學(xué)習(xí)結(jié)果與完成該結(jié)果所需的知識(shí)內(nèi)容之間的映射關(guān)系，從而使學(xué)生能夠更清楚地了解他們需要學(xué)習(xí)的部分，以達(dá)到某一學(xué)習(xí)成果或能力。借助此矩陣，學(xué)生可以在效果評(píng)估階段快速掌握學(xué)習(xí)成果。

目標(biāo)設(shè)定階段可以分為多個(gè)層次，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況進(jìn)行選擇，這樣可以更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，更有效地實(shí)現(xiàn)自主學(xué)習(xí)過程。教師需要及時(shí)了解每個(gè)人的目標(biāo)、基礎(chǔ)和進(jìn)度，從而準(zhǔn)確把握每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)軌跡。

（二）教學(xué)內(nèi)容項(xiàng)目化

課程改革的核心是教學(xué)內(nèi)容的改革，在CDIO模式下，學(xué)習(xí)的主體是學(xué)生，在自動(dòng)生產(chǎn)線的組裝與調(diào)試的過程中，必要的知識(shí)和內(nèi)容由學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，教師主要起到引導(dǎo)和答疑的作用，以此來培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、小組合作能力和創(chuàng)新力。所以對(duì)接教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，教學(xué)內(nèi)容的安排以工程項(xiàng)目案例相融合，包含了實(shí)際工程中經(jīng)常使用到的技術(shù)知識(shí)，由易到難，由淺入深，循序漸進(jìn)，緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，努力做到理論與實(shí)踐的一體化。

在項(xiàng)目?jī)?nèi)容的選擇上，依據(jù)“四個(gè)符合”的原則（如圖1所示），降低理論重心，突出實(shí)際應(yīng)用，根據(jù)學(xué)生理論基礎(chǔ)確定教學(xué)項(xiàng)目難度，合理教學(xué)項(xiàng)目。

（三）教學(xué)過程工程化

CDIO強(qiáng)調(diào)學(xué)生將在項(xiàng)目周期的整個(gè)過程中接受工程素質(zhì)教育。因此，指導(dǎo)教師在設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目時(shí)要充分考慮工程項(xiàng)目實(shí)際，建立工程概念，嚴(yán)格按照實(shí)際工程項(xiàng)目的流程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，具體教學(xué)項(xiàng)目任務(wù)節(jié)點(diǎn)流程示意圖如圖2所示：

課程教學(xué)設(shè)計(jì)旨在提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和投入度，因此需要在教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式上加以創(chuàng)新，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，“自動(dòng)生產(chǎn)線組裝調(diào)試”課程的目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自動(dòng)生產(chǎn)線具備組裝調(diào)試的能力，能夠獨(dú)立解決調(diào)試過程中發(fā)生的故障和問題。但采用傳統(tǒng)教學(xué)方式很難達(dá)到此培養(yǎng)目標(biāo)，因此必須改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)模式。借鑒翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，課前讓學(xué)生根據(jù)教師推薦的教學(xué)內(nèi)容、視頻、微課件等資源自主學(xué)習(xí)，課中主要是重、難點(diǎn)的講解、突破和實(shí)踐性練習(xí)，教師主要在旁指導(dǎo)，并及時(shí)總結(jié)課堂中存在的問題，課后分享給學(xué)生進(jìn)行反思提高。

二是充分利用信息化教育資源，將課程中大量的課程設(shè)計(jì)資料、各種學(xué)習(xí)指南、海量信息化資源等學(xué)習(xí)資料推送到課程平臺(tái)，學(xué)生通過移動(dòng)終端等方式視聽學(xué)習(xí)。學(xué)生也可以對(duì)課內(nèi)在學(xué)習(xí)過程中遇到的問題有目的性地去看微課，解決自己學(xué)習(xí)中的疑問，提高學(xué)生對(duì)自主學(xué)習(xí)的投入。

三是構(gòu)建《自動(dòng)生產(chǎn)線組裝與調(diào)試》課程教學(xué)平臺(tái)，平臺(tái)不僅包括學(xué)習(xí)資源，此外，學(xué)生也可以在此基礎(chǔ)上考勤、完成作業(yè)、考試等，也可以討論、意見反饋，使學(xué)生與教師之間溝通更順暢。

（四）考核評(píng)價(jià)過程化

考核評(píng)價(jià)是OBE教學(xué)模式中非常重要的一環(huán)，結(jié)合信息化手段，可以實(shí)現(xiàn)全程反饋評(píng)價(jià)（如圖3所示）。

采用分層和多重評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)成果和個(gè)人學(xué)習(xí)進(jìn)步的體現(xiàn)［3］，根據(jù)每個(gè)學(xué)生能達(dá)到教學(xué)目標(biāo)要求的程度，從初學(xué)到優(yōu)秀分配多個(gè)梯度等級(jí)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)評(píng)價(jià)。對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)過程的明確把握可以為教師改進(jìn)教學(xué)提供參考，使教師能夠及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，學(xué)生可以根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果的實(shí)現(xiàn)選擇設(shè)置新的學(xué)習(xí)成果或減低學(xué)習(xí)進(jìn)度。在課程層面，教師采用多種有效的評(píng)估方法，如作業(yè)、測(cè)試、問卷、報(bào)告等，如下表所示，完成學(xué)生實(shí)際“學(xué)習(xí)產(chǎn)出”的形成性和結(jié)束性評(píng)價(jià)。

從階段、內(nèi)容、形式等多方面、多角度地進(jìn)行考查，評(píng)價(jià)學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。

結(jié)語(yǔ)

本文基于CDIOOBE模式對(duì)《自動(dòng)生產(chǎn)線組裝與調(diào)試》課程進(jìn)行教學(xué)改革，針對(duì)傳統(tǒng)課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法等方面的不足，設(shè)計(jì)提出了新的實(shí)施方案。其中將教學(xué)內(nèi)容和方法與教學(xué)成果相結(jié)合，動(dòng)態(tài)反饋機(jī)制和項(xiàng)目教學(xué)相融合，應(yīng)用高效的信息化手段，以學(xué)生為教學(xué)主體，在課程教學(xué)質(zhì)量、學(xué)生分析、解決工程問題的能力和綜合素質(zhì)等方面均取得了很好的效果。

參考文獻(xiàn)：

［1］李洋洋.基于CDIO模式的電子實(shí)習(xí)教學(xué)［J］.遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2018，20（6）：129131.

［2］徐向藝，趙鄭營(yíng).基于CDIOOBE工程教育模式的“操作系統(tǒng)”課程改革［J］.無線互聯(lián)科技，2021，18（07）：144145.

［3］吳秋鳳，李洪俠，沈楊.基于OBE視角的高等工程類專業(yè)教學(xué)改革研究［J］.教育探索，2016（5）：97100.

作者簡(jiǎn)介：王萍（1979—?），女，漢族，陜西咸陽(yáng)人，碩士，講師，主要從事職業(yè)教育教學(xué)和自動(dòng)控制方向的研究。