“互联网+”背景下CDIO教学模式研究——以高职机电类学生综合职业能力培养为例

朱敬花，庄燕，汪小涵

（九州职业技术学院 机电与汽车工程学院，江苏 徐州 221116）

0 引 言

液压传动技术是高职机电一体化专业中实践性较强的一门专业基础课程，教学目的是让学生掌握液压五大元件的功能与使用方法，对液压系统回路有一个系统全面的认识，为学生毕业后从事液压相关工作打下坚实的基础。在高等教育大众化背景下，高职学生大多文化功底薄弱，学生的综合素质能力也不高，以教师为中心传统教学模式的弊病依然广泛存在，尤其体现在理论性比较强的一些专业课程中，对于学生学习积极性的提高和学生综合职业能力的提升有着严重的影响。针对当前存在的问题，借助“互联网+”，将CDIO教学模式全方位融入课堂教学中是十分有必要的。

1 “互联网+”背景下CDIO 教学模式研究

2015年5月4日，国务院政府办公厅印发的《关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》指出：职业教育要紧跟趋势转变观念，结合专业特点创新教研模式和教学体系，有效提升学生的职业技能水平，促进学生综合素质的全面提升，所培养的人才规格要贴合社会发展的需要。借助互联网的东风，与时俱进，将“互联网+”与高职教育进行全面、系统、深层次的融合，对教学的全过程（教学模式、教学内容、评价手段等）进行深层次的变革。根据学生和企业的需要进行精准教学，全面提升学生的职业技能和职业素养，是目前高职教育教学迫切需要解决和突破的问题。

CDIO 教学模式是由世界多所顶尖大学数位知名导师经过多年实践探索共同提出的一种全新的工程教育理念和教学应用模式，CDIO 中C（Conceive）、D（Design）、I（Implement）和O（Operate）分别代表项目构思、项目设计、项目实现和项目运作，四个阶段环环相扣，层层递进，强调在学生的整个学习过程中学习应该是快乐的、积极的，在提高学生学习兴趣的同时也要强化对学生专业技能的培养，以提高学生综合利用所学知识发现问题、提出问题、分析问题、解决问题的能力，同时使学生在学习和工作过程中提升其自身的集体荣誉感、团队协作精神和沟通能力。

“互联网+”要求高校结合自身特点和专业情况，利用信息化手段，让学生在轻松愉悦的环境下掌握专业技能，并能融会贯通、与时俱进。这与CDIO 教学理念所要求的培养具有工程素质的人才在方式手段上是相互促进的，目标也是一致的。

2 “互联网+”背景下CDIO 教学模式的具体实施过程

2.1 研究对象

我院的液压传动技术课程在二年级第二学期开设，该阶段的学生已经熟悉大学生活并已具备了学习液压传动技术课程的专业基础。选取我院机电一体化专业2020 班级学生实施CDIO 教学模式，对照学生为2020 级机械制造及其自动化班级学生。两个班级人数相当，同时选取的教学资料、上课地点、课时量及授课教师均相同，而且两组学生在前期课程的学习中成绩都符合正态分布，具有可比性。

2.2 研究方法

对照班学生为统班上课，任课教师按照教学大纲要求采用传统教学模式对课程理论知识和实验仿真环节进行讲解，学生按照传统座次听课，并按照老师的要求独立完成课程作业。试验班采用“互联网+”背景下CDIO 教学模式授课。教学内容选取液压传动技术课程中的综合能力运用部分——液压基本回路分析中的方向控制回路，进行教学试验。

在“互联网+”背景下，基于CDIO 教育教学理念，从培养学生的专业基础知识能力、综合职业能力（个人能力素质和团队协作能力）以及创新创业能力入手，从课堂理论教学、实践教学以及创建创新活动出发，对课堂教学模式进行合理设计，具体实施过程为：

（1）CDIO-C（Conceive）—项目构思。深入分析平面磨床工作台液压系统结构，如图1所示。将液压课程教学内容与企业用人需求、工程实践要求紧密结合；对知识的传授遵循：元件（单向阀、换向阀）—回路（换向回路、锁紧回路）—系统（以平面磨床工作台液压系统为例），学习的过程遵循概念—原理—系统应用，层层递进、拓展延伸。

图1 平面磨床工作台液压系统图

同时教师利用互联网技术多方面搜集典型动画回路（动画回路体现知识的可视性，让抽象的油路分析变得生动形象），供学生探讨分析强化知识点的学习，同时分析总结两种典型回路中的核心元件，分析两种回路的特点及应用场合。学生“看中学”“学中做”，在整个教学过程中杜绝了教师满堂灌的弊病，学生也不再是被动接受者，对于每一个回路教师都会进行有针对性的引导分析。

（2）CDIO-D（Design）—项目设计。教学内容的组织有别于传统教学方式，将CDIO 强调的注重学生工程能力的培养应用到课程中。教师结合工程实例，通过学习通平台上的“活动”下发任务工单，并在任务工单中明确设计内容、任务要求及任务目的，如图2所示。

图2 课堂任务工单

在教学过程中层层设疑，引导启发学生独立思考，培养学生主动发现问题、解决问题的能力。

（3）CDIO-I（Implement）—项目实现。学生端连接到线上平台下发的课程任务后，以项目小组的形式展开讨论。对系统方案进行设计，设计内容包括系统调速方案、压力控制方案以及顺序工作方案，确定系统主要参数（工作压力的选取、载荷的组成计算、液压缸主要结构尺寸及所需流量），根据系统要求选择液压源、液压泵、液压阀、油箱等液压元件。完成这些任务后，各小组将讨论出的液压系统原理图通过FluidSIM 软件进行绘制，由小组长通过线上平台上传，并对磨床液压系统工作过程进行分析，如图3所示。图4为线上平台提取出的学生搭建好的液压系统原理图。

图3 线上平台项目讨论内容图

图4 磨床液压系统原理图

通过线上讨论区实现师生、生生互动，促进思考，引导学习性投入，了解学生疑点，分析平台数据反馈，优化教学流程。

（4）CDIO-O（Operate）—项目运作。小组成员对提出的设计方案进行讨论分析，通过FluidSIM4.2 虚拟仿真软件对搭建好的系统原理图进行模拟仿真，如图5所示，利用系统的在线仿真功能查看液压元器件的状态图，根据模拟动作情况验证回路搭建的合理与否，根据元器件参数进行在线调试，反查已经搭建好的回路，并进行优化设计。

图5 平面磨床工作台液压系统模拟仿真图

任务完成后小组组长将成果材料通过学习通平台进行在线展示，小组成员之间互相点评，提出问题，并针对问题点进行讨论分析。学生通过互联网查阅相关文献资料，进行组内交流、组间交流，以有效促进问题达成度。教师进行巡回指导，实时记录学生的任务完成情况并及时给予指导。

3 考核与评价

学生的最终成绩不以一张试卷分高下，建立以过程考核为主的综合考核评价体系，同时将学生综合职业技能纳入考核范围。百分制成绩中线上学习讨论占20%、线下实时互动情况占20%、任务实施过程占20%、理论成绩考核占40%。综合考核评分表如表1所示。

表1 综合考核评分表

在项目完成后对两个班级分别进行考核，结果如表2所示。

从表2可以看出，实验班学生的综合考核成绩比普通班学生高，学生的学习状态和教师的教学体验感也比普通班好。

项目完成之后，小组对自己完成的成果进行自检，明确项目的设计过程是否符合控制要求，是否存在安全隐患，完成技术文件的撰写，并由小组组长汇报项目完成情况，同时进行小组成员之间的互相点评。根据小组汇报情况以及小组成员之间的相互点评，利用信息化教学平台投票统计选出技能工匠组和规范小工匠，给予加分鼓励。教师就学生在讨论、查阅资料以及建模仿真过程中存在的问题进行集中点评纠错，发布课后拓展题目及学习资源，引导学生运用新知识、新技能、新方案拓展创新思维，提升解决问题的综合能力。

表2 实验班、普通班考核成绩对比表

4 结 论

在“互联网+”背景下，将CDIO 教学模式应用于液压传动技术课程中，将课前测试、任务发布、小组讨论、组间评价等方式贯穿于教学全过程，学生变成了学习的主体，在“学中想”“学中思”“学中做”，学生主动参与课堂活动，课堂气氛活跃，有利于学生在轻松愉悦的环境下完成对专业基础理论知识的掌握，教学效果相对传统教学模式有显著的提高。知识技能由浅入深、层层推进、螺旋上升，学生从识知到领悟、从模仿到创新，逐步构建了以职业素养、职业技能、知识水平为主的能力体系架构，有利于学生综合职业能力的提高。