基于CDIO理念的高职机械设计基础课程改革

兰小光　岑华

【摘 要】本文探讨在CDIO理念下机械设计基础课程的分层教学方法，以期培养学生的学习兴趣，提高学生的实践动手能力、组织协调能力和创新能力。

【关键词】机械设计 CDIO 分层教学 创新能力

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2017）09C-0150-02

机械设计基础课程是机械、机电类专业学生必修的专业基础课，本课程一般在学生进校后的第二学期或者第三学期开设，在学生有金工实训的感性认识的基础上开设。在传统的教学中，我们主要是教给学生各种机械传动的原理，对于教会学生运用这些原理去解决实际问题做得很不到位，更谈不上让学生拥有创新性与创造性的能力了。

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）。它是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习，培养学生现代工程技术的职业素养。以CDIO工程教育理念为基础研究高职机械类专业机械设计基础课程的教学，对高职院校培养高端机械工程技能型人才具有重要指导意义。

一、构建基于CDIO理念的课程项目体系

机械设计基础课程是一门专业基础性课程，主要是培养学生认识机构和机械传动的基本原理，掌握机械运动的理论知识，初步具有机械运动的分析和判断能力，学会机械设计的基本方法。在CDIO理念下，机械设计基础课程可以分成两个层次的目标进行教学。

（一）教学内容的分层

1.基本概念和基本原理。现在就读高等职业技术学院的生源一般来自两个渠道，一部分是参加高考过来的录取生，这部分的学生经过高中阶段的学习，基础知识比较好，对简单的理论课比较容易掌握，但是这部分学生的实践动手操作技能差一些。另一部分学生是从中职升读高职的，或者是中职高职连读的学生，即五年一贯制的学生，这些的学生基础知识都是比较差的，不喜欢学习理论知识，但是他们都经历过一定的实训实习训练，或者经历过企业的顶岗实习，他们的实践操作技能比较好，或者说他们更喜欢上实践操作的课程。

机械设计基础课程最基本的教学目标就是让学生掌握机械传动的基本概念和基本原理，是分析机械传动、开展机械设计的基础，这部分内容不难，所以要求全体学生都要掌握。

2.分析计算机械传动的能力。在学完机械传动基本概念和原理之后，课程项目设计里面会有一个机械传动原理的分析计算内容，这部分的内容会比基本概念难度大一些。由于学生的基础知识不同，到机械传动原理分析教学内容的时候很多基础差的学生就感觉很吃力了，一旦学生跟不上老师的教学节奏，很多学生就放弃，特别到理论计算内容的时候，那些中职上来的学生基本就听不懂了，所以这部分的教学内容一般只对筛选出来的普通班的学生讲授。

3.学会机械设计的基本方法。这一阶段的教学一般都是分组进行，每5到8个学生为一组，组员由老师指定一部分，学生自己组合一部分，目的就是避免个别组全部是自律性比较差的学生在一起，导致任务无法完成。老师提出一个任务，要求学生想出解决方案，可以设置难度不同的任务，由简单再到复杂，这一步我们一般结合第二课堂一起完成。

首先我们设立机械创新协会，由爱好机械创新的学生申请入会，结合每年全国大学生机械创新比赛的主题开展活动，课外老师予以适当的辅导。比如2018年全国大学生机械创新比赛的主题是“关注民生、美好家园”，内容为：解决城市小区中家庭用车停车难问题的小型停车机械装置的设计与制作；辅助人工采摘包括苹果、柑桔、草莓等10种水果的小型机械装置或工具的设计与制作。其次，我们把机械创新协会的活跃分子进行分组，每个组选出相应的组长，由组长负责组内的分工和监督。各组按照主题的要求选择机械创新制作的方向（比如选小型停车机械装置），然后指导老师会给各组布置工作任务表，各小组必须按任务表的要求从上往下完成，每完成一个工作任务必须向指导老师书面汇报，指导老师签字确认后才可以往下做新的任务，不符合要求的必须重新做，直到指导老师同意后才能往下一步做。机械创新小组工作表如表1：

（二）学生的分层学习

机械设计基础课程开设一个学期，每周六节课，这样每位老师一般担任两个班级的课程。前半学期我们一般按班级开班上课，课程内容主要是介绍机械传动基本概念和基本规律，让学生有机械传动的感性认识。后半学期我们把两个班的学生重新编班上课，一个普通班是继续介绍机械设计的原理和计算方法，偏重理论知识；另一个创新班是按照机械创新项目程序教学，侧重于创新与制作。老师事先把这门课的考核办法告诉学生，由学生自主选择进入相应的班学习，这样就能让理论好一些的学生多学到机械设计的理论知识，理论差的同学可以通过动手制作作品完成相应的学习，理论基础好又勤于制作的同学就能够学到更多的知识和技能。

二、课程项目的实施与评价

一项教学改革必须要有配套的评价标准才能更好地实施，机械设计基础课程的核心就是培养学生的机械创新能力，应制定灵活的课程考核指标。凡是能够在省级机械创新比赛获奖的学生，参加比赛的当学期全部专业基础课程和专业课程可以免试通过，并且获一等奖的全部组员当学期免试课程记95分以上，获二等奖的全部组员当学期免试课程记90分以上，获三等奖的全部组员当学期免试课程记85分以上，另外学院还有相应的物质奖励。对于制作了作品，但是作品选不上去参加比赛的，或者作品参加了比赛没有获奖的，老师按当年大学生机械创新大赛的主题，对作品的功能、设计、结构、工艺制作、性能价格比、先进性、创新性、实用性等多方面进行综合评价给分，并按机械设计基础课程的评分标准记当学期的学习成绩。机械设计基础课程的评分标准如表2。

按以往普通班的统一考核标准，机械设计基础课程学生的考试通过率是比较低的，特别是中职上来的学生，由于理论基础太差，很多学生都在这门课上挂了科。现在通过课程改革，既让学生有机会参与接近工程的产品开发项目，使学生对本课程的学习产生了浓厚的学习兴趣，又提高了学生的创新能力，同时解决了学生的学习问题，可谓一举多得。

通过机械设计基础课程的改革，我们把学生从被动学习的教室里面解放出来，使学生能够像企业工程技术人员一样从事新产品的开发，培养了他们的项目开发、设计、制作和管理能力，激发了他们的创新能力。在项目制作的过程中同学们表现出较强的团队协作精神，以及较强的自学能力，在组织沟通能力上也得到明显的提高，学生的综合运用能力有了很大的进步。机械设计基础课程经过几年的改革，取得良好的效果。2015、2016年我校参加全国大学生机械创新比赛广西赛区的比赛取得不俗的成绩，课程改革的成果得到肯定。

【参考文献】

[1]方志明，高国琴，华静.基于CDIO的“微型计算机控制技术”课程教学改革探讨[J].中国电力教育，2012（1）

[2]李泽中.高等职业教育教学模式改革与研究[J].重庆电力高等专科学校学报，2011（10）

【基金項目】广西职业教育教学改革项目“基于CDIO工程教育模式的高职数控技术专业项目教学的实践与探索”（GXGZJG2015B256）

【作者简介】兰小光（1964— ），男，广西现代职业技术学院工程师，研究方向：机械设计与制造；岑 华（1977— ），男，广西现代职业技术学院讲师，研究方向：机械设计与制造。

（责编 丁 梦）endprint