基于CDIO理念的数控铣实训教学改革与实践

董俊权

摘要：数控铣实训课程是数控技术应用专业的核心课程，针对课程教学中存在的问题及教学改革方向，结合“做中学，学中做，做中教”的一体化教学模式，将CDIO教育理念融入数控铣实训课程的教学和评价过程中，将其分为构思、设计、实现、运作四个阶段来完成，课堂教学中灵活应用多种教学方法和教学手段，从多方面评价学生能力的达成度。实践证明，该项教学改革让学生运用工程实践的思路分析问题、解决问题，既能培养学生的专业素养、实际动手能力，又能培养学生的职业工作能力、团队协作能力，取得了良好的效果。

Abstract： Numerical control milling training course is the core course of numerical control technology application major. Aiming at the existing problems in curriculum teaching and the direction of teaching reform， Combined with the integrated teaching mode of "learning by doing， learning by doing and teaching by doing"， The CDIO education concept was integrated into the teaching and evaluation process of numerical control milling training course. In classroom teaching， a variety of teaching methods and means are applied flexibly to evaluate students' ability from various aspects. Practice has proved that this teaching reform enables students to analyze and solve problems with the ideas of engineering practice， which can not only cultivate students' professional quality and practical ability， but also cultivate students' professional work ability and teamwork ability， and has achieved good results.

关键词：CDIO教学理念;数控铣实训;教学改革

Key words： CDIO teaching philosophy;numerical control milling training;the teaching reform

中图分类号：TM13-4;G642.0                           文献标识码：A                                文章编号：1674-957X（2020）24-0240-02

0  引言

目前，数控铣实训教学虽然能够满足日常学生们的操作和训练需求，但是对于新时代下技能人才的培养需要来说，训练的内容和方法较为落后和单一，并且没有新的技术。所以，本文针对CDIO理念，即“构思”（Conceive）、“设计”（Design）、“实施”（Implement）、“运行”（Operate），运用在数控铣实训教学改革与实践来进行分析和研究，从而进一步探讨如何转变传统落后的教学方式，促进学生自主学习，提高学生的综合实践能力，这已经成为现如今各学校所亟待解决的难题，而CDIO项目教学理念的出现为学校的实践改革带来了新的道路。

1  CDIO教学理念和项目教学法

CDIO是2001年由美国麻省理工学院联合瑞典查尔姆斯技术大学、林克平大学以及皇家技术学院共四所高校联合开发的一种全新工程教育理念及实施体系[1]。在早期实训教学主要是以工程企业的一线工程师为主，过度注重实际成产效果，缺乏理论知识的引导，以提高实践生产技能为主要教学目标。中期随着现代科学知识的丰富生产实践也与之紧密结合，实训教学也从工厂一线工程师转换到专业课程教师学习场地，即从工厂变为教室[2]。目前，理论课程及实训课程所传授的知识技能在时代的发展中也逐渐不能适应现代工业生产的需要。为解决之中学校教育与工业生产需要的矛盾，调整工业教育人才培养方式CDIO工程教育模式由此诞生，实现了工业生产与学校教育的二次重构—理论回归实践实现以工程实践项目带动实训课程发展。

CDIO教学理念是尽可能贴近于工程所具备的实际综合性进一步设计教学项目;项目教学法则是以一个相对完整的项目实现本次的教学目标和教学方法，主要目的是在教学过程中将理论与实践进行融合，使学生具备解决问题和创新的能力。除此之外，CDIO教学从以教师、教材和课堂为中心的“旧三中心论”过渡为以学生、学习和学习效果为中心的“新三中心论”，是一种开放式的教学模式。教师将课程知识点全方位地渗透到工程项目中，引导学生通过工程实践潜移默化地掌握新知识。

2  传统数控铣实训教学现状

一直以来中职数控铣实训教学都是一门专业实践性强的课程。但是随着时代的发展我们传统的实训教学理念在实践中已经落后。在数控铣实训的整个教学中，仍然以传统的课堂讲学为主，我们的实训教学与理论教学只是注重教学内容而忽视了学生的接受能力、创新能力和自主思考的能力。我们传统教学数控铣实训是以教师、教材和课堂为中心进行实训理论教学，但是往往教学效果达不到预期目标，实训教学内容缺乏创新，实践训练的模式过于刻板，引进新技术的力度不足，实训内容更新慢不适应现代工厂实践，缺乏环境模拟难以激发学生的学习兴趣等方面的问题。因此，迫切需要做一个与社会实践结合密切的教學模式，将知识、技能都放到项目中以一种开放自由的环境给学生思考、设计、实施在潜移默化中将知识技能有效融合的实训教学改革。

3  CDIO项目式实训教学法课程实施

数控铣实训教学包含机械设计基础、UG建模与编程、数控铣机床操作三个方面。

CDIO模式的发展主要是强调以项目培养设计，以设计带动实际生产。在整个项目中教师要将所有课程知识点融入在项目细节中，在点滴中带动学生学习兴趣，设置合适的难易程度，让学生完整执行整个项目任务。CDIO项目作为数控铣实训课程主线它是整个课程教学根本。所以我们在实际教学过程中教学内容都将整个大项目拆分成多个微型项目，在微型项目中培养学生技能，让学生成为知识层次的主动构建者。

数控铣实训课程一学期共150个课时，考虑到学生未接触过数控加工课程，理论基础也比较薄弱，所以我们前期用15个课时进行理论教学，由专任教师进行数控铣床的结构、面板、G代码编程教学让学生对数控铣机床有初步的认识了解。从第四天开始我们上机床操作进行实训讲解，逐步完成我们大项目中包含的小项目将知识点分解教授给学生。数控铣实训我们一共分为6个微型项目，项目难度是分阶段、有层次的由简到繁循序渐进，项目过程我们可以根据当前学生掌握程度进行精准调控。为了更好的帮助学生，我们在分组教学使用的数控机床操作系统都是统一的，只要学生能动手跟着项目教学思路都可以很好的完成任务，数控铣实训课程项目教学如表1。

具体实施过程：

①在项目构思（Conceive）上，每个项目实施前我们的科任教师都会先将项目主干线进行介绍，把项目实训中的难点、重点给我们的学生畫出来，对应的设计项目的实训目标、过程、结果、反思在这些过程中学生拥有充分的自主权，可以将自己的兴趣爱好与课题结合。能够对应我们本身学生的性格特质，学生的实训效果也符合学校对我们的教学要求，确保了中职学生的人才培养方案可操作性。

②项目设计（Design）是整个项目最活跃的阶段，学生根据自己的兴趣爱好设计自己的课题进行加工作业。如何设计都是需要学生有自己的想法，然后用我们的UG设计软件完善，设计期间我们科任教师主要职责就是给学生提供技术服务，对项目推行较慢需要思路引领的着重辅导。

③任务实施（Implement）是实训加工时我们课程的重点，也是我们检验学生学习效果的主要环节，通过实训我们能掌握学生的学习情况与后期教学发展的重点、难点如何调整讲解让学生掌握。学生在实训项目执行过程中以小组为单位互相支持，互相交流，思想融汇完善项目设计以达到完善。根据项目实训结果填写工艺清单，教师对其完成情况进行考核。

④运行（Operate）。通过教学评优我们邀请其他实训项目科任教师做评委选出此阶段中优秀项目小组进行奖励。优秀项目小组组长展示作品，并与其他项目小组分享实训心得。教师针对实训做出总结分析各项目在实训过程中存在哪些问题，怎么解决如何保持正常教学保证班级实训教学效果符合预期目标。

4  CDIO教学评价体系及考核制度

基于CDIO项目式教学法的数控铣实训教学成绩由三部分组成：

①平时成绩：该成绩占考核成绩的20%，其组成部分由考勤、日常表现、课后作业三部分组成。这部分的设计主要是体现在日常管理与课堂管理中。此项安排主要是：一是配合科任老师进行教学管理;二是可以培养学生良好学习习惯的养成。

②理论成绩：此项成绩占考核成绩的40%，成绩的比重G代码编程课程占15%， UG建模与Mastercam编程课程占25%;做到理论课程教学与实训课程教学互相呼应更好的促进学生理实一体化教学。

③实训成绩：学生实训教学成绩占整个教学成绩的60%，由个人实训成绩与小组实训成绩2部分组成。其中个人成绩占40%，分人成绩由工件数量、质量、装配精度构成;小组成绩占20%，包含小组项目的完整度，质量，机构运动完整组成;提高学生积极性与团队合作能力。

5  教学效果

5.1 有效的激发了学生学习兴趣

利用CDIO项目式实训教学，将教学内容融入到具体的实训项目中，提高了学生的学习兴趣，完成实训项目作品之后，学生从中体验到乐趣和满满的成就感，学生做中学，学中做，大大提高了学生学习兴趣。

5.2 提高了学生解决问题和实践的能力

利用计算机辅助设计软件建模设计，数控铣加工，将实际与理论相结合，提高学生解决问题和实践能力，为学生后续专业知识的学习奠定了基础。

5.3 提升了学生在数控专业技术的能力

CDIO项目式教学法激发了学生对数控铣实训教学的学习热情和钻研精神，大部分学生的动手能力得到很大提高。通过对学生进行技能训练，参加了省级、国家级的学习技能大赛，专业技能突出，近四年，学生团队获得全国职业院校技能大赛竞赛一等奖18人次;获广东职业院校技能大赛一等奖14人次。数控专业毕业生炙手可热，毕业生适应社会、适应工作岗位的能力显著加强。

6  总结

在新工科建设的背景下，针对数控铣实训教学中发现的问题，基于CDIO理念下对数控铣实训教学进行改革与实践，以综合能力培养为目标，项目为驱动，改革优化实践教学，学生自主学习能力提高了，专业技能水平也得到了很大的提升，帮助学生在培养构思能力、解决问题能力以及技术能力，同时，教师也提升了自身的教学能力，保证与时代的发展共同进步，完善自身的专业化技能与理论。

参考文献：

[1]周晓清，李宏，叶安胜.任务驱动式项目案例教学法在课程教学改革中的探索与实践[J].实验科学与技术，2018（8）：101-106.

[2]魏海蕊.基于CDIO 教育模式的工业工程专业实验教学改革探索[J].高教学刊，2019，19：130-132.

[3]庞小兵，闵代永.基于CDIO理念的工程机械方向实践教学体系改革探索[J].轻功科技，2019（2）：167-168.