基于CDIO教学模式的机械设计课程实施方案

王素玲 刘彩玉 张勇

摘 要 CDIO 工程教育模式是近年来国际工程教育改革的成果，随着我院CDIO课程改革的推进，机械设计作为机械类学生的专业基础课，从教学理念、教学方法及教学模式等方面进行调整与改革，把CDIO 工程教育的核心思想贯穿于整个机械设计课程的建设中，提出机械设计课程改革的实施方法，尤其是针对课程实验和实践教学环节提出了新的探索，为工程价值教育提供了新的思路。

关键词 CDIO 教学模式 机械设计 工程教育

中图分类号：G424 文献标识码：A

The Mechanical Design Course Embodiments

Based on CDIO Teaching Mode

WANG Suling， LIU Caiyu， ZHANG Yong

（Northeast Petroleum University， School of Mechanical Science and Engineering， Daqing， Heilongjiang 163318）

Abstract CDIO engineering education model is the result of an international engineering education reform in recent years， with the progress of our hospital CDIO curriculum reform， mechanical design as mechanical students basic course， adjustment and reform of teaching philosophy， teaching methods and teaching mode， etc.， the core idea of CDIO engineering education throughout the entire building courses in mechanical design， mechanical design implementation methods proposed curriculum reform， especially for courses and practice teaching experiment proposed new exploration， provides a new way of thinking for the value of education for the project .

Key words CDIO； teaching mode； mechanical design； engineering education

0 引言

机械类人才是典型的工程型人才，随着经济全球化的发展，要求各高校提高工程教育，注重学生实践能力的提高，在国际工程教育改革的作用下产生的CDIO 工程教育模式，其基本理念为：充分利用大学具有的丰富的学习资源，及学科齐全等条件，以涉及技术经济，接近工程实际，提高社会和企业团队综合设计项目为核心载体，并且与专业核心课程的学习相结合，使学生在学习中能够提高个人理论知识，发展能力及个人综合素质，同时协作能力与对大环境的适应和调控能力都能够得到训练和提高，其思想与我国目前高校的改革深化与发展相吻合。

1 机械设计课程结构的改革

常规机械设计课程包括五篇十三章内容，涉及了与机械零件相关的设计理论及设计方法，在内容上有40%以上的内容是规范及标准，它是机械创新设计的基础。同时机械设计又涉及到了制图、材料及力学等相关内容，涉及的知识较广。

结合CDIO的教学理论及机械设计课程的特点，在教学理念上，我们应改变过去的教学方法，将以知识为重点转向以知识为主干，注重应用能力和综合素质的全面提高。在课程结构的调整上，采用了理论教学与实践教学的结合，具体实施办法是将机械设计课程设计与机械设计的理论课学习相结合，在整个学期内贯穿机械设计课程设计，根据机械设计理论课的讲解，对相应的课程设计进行检查与讨论。在机械设计理论课程的讲解上采用了学生自学讨论及老师主讲相结合的方式，将标准零件的准则规范及设计方法作为学生的自学内容，例如连接部分、带传动及链传动部分、滚动轴承部分。对于非标准件的设计方法，如齿轮设计、轴的设计等作为教师主讲内容。这样可有效解决学时有限的问题，同时可以将机械设计理论课程的学习融入在课程设计题目进行训练与体会，这样所学知识可得到有效的应用。

2 机械设计课程教学模式的改革

过去的教学方式，以教师、课堂和教材为中心，改变这种教学方式为以课堂教学为主线，以学生为主体、教师起主导作用，学生理论与实践相结合主要体现在学生课外自主实践上，教师指导学生根据掌握的理论知识，利用现有的实习实训场地和教学实验资源进行实践创新设计，为了实现这样的教学目标，应适当降低课堂理论教学在课程教学体系中所占的比例，同时增大课程设计和实验教学所占的比例，在整个课程教学中加强教师的指导地位，建立开放的网络化实验与教学环境，加强对课程优质资源的建设，促进学生积极参与自主实践活动，激励学生积极参与创新设计，成为实践的主体，从而实现对创新型设计人才的培养计划。

结合课程设计结构的调整，设置学生自学内容，将自学情况采用课堂讨论及总结的方式进行，这样既消除了讲解的枯燥性，又可以调动学生对机械设计这门课程的探究性，更深刻地体会标准与规范，并将此标准与规范应用到设计中。例如在连接部分的讲解过程中主要采用了课堂探讨，老师设问的方式，最后以小组形式进行总结，并将课堂的（下转第110页）（上接第107页）表现作为平时成绩进行记录。

3 实践培养体系的构建

在实验教学模块中，将实验课设置成独立设置的实验课和附属于理论课的实验课这两种形式。而在具体实验中，又分别设置了“基础性、综合性、设计性、科研创新型”实验。例如齿轮的范成实验、机构运动简图测绘实验及带传动实验主要是以验证为主，因此设定为基础型实验，机械系统综合性能试验台属于设计性及综合性实验，因为该实验为学生提供了机械设计课程中所涉及到的各种传动机构，让学生根据实验要求自己设计运动方案，通过测试的力、 力矩、 转速、 振动、 效率等物理量并进行数据分析， 还可进行动力学试验和振动分析。这样学生通过这一个实验，在机械设计、 机构、 传动、 检测等方面就得到了一个实在的综合性创新的训练机会。科研创新型实验主要是在虚拟实验室内进行，现代教育技术包括虚拟仿真技术的飞速发展，为教学环境改革提供了一定的技术支持。这些技术将一些仅仅依靠实验设备无法完成或难以完成的实验项目进行虚拟仿真，主要体现在在课程设计中学生完成课题创新的分析等，这样就可以通过计算机虚拟来替代原来的传统实验，从而提高实验效果，节约实验时间。同时也训练和丰富了学生利用计算机的模拟手段。

在实践综合训练模块中，结合课程设计的设置及要求，主要有工程制图综合实践、工程力学综合实践、专业综合实践等，学习应用三维设计软件和优化分析软件，进行零部件测绘、表达、力学应用现场分析，以企业实际生产的典型零件出发，将零件图形表达、工艺分析和路线、数控编程加工等综合起来，进行“真枪真刀”的实践综合训练。

4 结论

CDIO教学模式有利于培养学生的创新思维、工程意识、竞争意识、有利于培养学生的团队合作精神，有利于提高教学质量，推动教学改革，同时对于培养学生理论学习与实践相结合具有重要的意义，开展机械设计课程设计实践教学改革，从课程设计各个环节以及实践教学环境等方面的改革和创新出发，探讨了对学生创新思维能力、工程实践能力及动手能力，以理论和实验为基础，进而进行创新设计训练，增强学生创新设计意识，培养学生的创新设计能力，是有别于学科知识本位的培养模式，课程的研究和实践成果可为机械基础类课程实践教学提供借鉴。

资助课题：以创新能力为导向的车辆工程专业多维为教学新模式研究，校级教改项目。以应用创新能力为核心，柔性建构车辆工程专业教学新体系，省教育厅规划课题

参考文献

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