基于CDIO理念的机械制造装备设计课程教学改革的分析与反思

• 摘要：本文结合机械制造装备设计课程特点及教学现状，从CDIO教育理念出发，对机械制造装备设计课程教学改革的具体措施与实施方法进行了深入的研究，以为有关实践及研究提供参考。
      关键词：机械制造装备设计；教学改革；分析
      引 言
  机械制造装备设计是我校机械类专业的一门专业方向课，主要讲授机械制造装备设计方法、金属切削机床设计、工业机器人设计、机床夹具设计、物流系统设计、机械加工生产线设计等基本理论和方法。本次课改重点培养学生的创新设计能力、逻辑思维能力、计算机绘图能力及团队协作能力。
  一、基于CDIO理念课程改革的研究
  CDIO工程教育理念，是以产品的构思、设计、实施及运行全过程为载体，强调主动的、实践的、课程之间有机联系的工程学习方式，注重培养学生专业知识运用、主动学习、团队交流及工程系统应用等方面的工程能力。本次课程改革就是以CDIO理念为指导思想，重点完成以下几个方面的研究：
  1、课堂教学
  在教学方法上，采用项目教学法、任务驱动教学法和讨论教学法相结合的方式授课。在每个教学模块授课之前，教师要下发项目任务书，重点让学生了解本模块的学习目标、学习内容，拟解决的工程问题，让学生清楚要学什么，以后能用来干什么。同时，结合课程进度，下发大作业的任务书及进度表，并在相应时间做至少三次针对性的检查，重点检查小组成员的完成情况，并根据完成情况给出相应的过程考核分数。
  在教学内容上，任课教师除了讲授教材内容以外，还应给学生讲授课程领域最新、最前沿的研究成果，让学生及时掌握相关知识的最新研究动态。鼓励学生积极参与相关的创新活动，指导学生将专业知识与实际生产中的有关技术问题相结合，在教学中更加注重学生的创新意识、综合设计能力与团队协作精神的培养，加强学生动手能力和工程实践的训练，有效地将前沿专业知识和实践创新相融合。
  具体课堂教学安排如表1.1所示。
  表1.1 机械制造装备设计课堂教学进度表

  序号	内容	说明
  模块一	课程导入	讨论：你认识的机械装备有哪些，作用是什么？通过提问，引导学生积极思考，培养学生的兴趣。
  模块二	机械制造及装备设计方法	下发期末汇报任务书：介绍一种机械制造装备，包括用途、分类、工作原理、典型结构、使用调整等内容。
  模块三	金属切削机床设计	下发大作业任务书：设计机床的主传动系统。 1.参数设计（第一次过程考核） 2.传动系统图及转速图设计（第二次过程考核） 3.主轴箱展开图设计（第三次过程考核）
  模块四	典型部件设计
  模块五	工业机器人设计	通过影音资料简单介绍工业机器人，并与机器人技术导论课程做有效衔接，使学生所学知识全面化、系统化。
  模块六	机床夹具设计	此部分内容在机械制造技术基础及其课程设计两门课程中已做详细的介绍，所以此模块作为学生自学内容。
  模块七	物流系统设计	物流系统及机械加工生产线等代表着未来制造业的发展趋势，所以在今后的理论教学中，要逐步侧重此部分教学内容的比例，以此与新时代结合，由传统向新兴过渡。
  模块八	机械加工生产线总体设计
  模块九	小组汇报	通过期末小组汇报的形式，锻炼学生的自学能力、逻辑表达能力、查阅资料能力、团队协作能力等，培养学生的综合工程素养。
  模块十	大作业	大作业最终上交材料包括过程完成材料，以及计算说明书、装配图、部装图、零件图等。

  2、大作业
  本次课改，考核方式拟由原来的考试变革为大作业的形式。在课程授课中期，以小组的形式下发任务书，由组长给每名组员分配具体任务。大作业的主题是关于普通机床或数控机床主传动系统的设计，任务内容与理论授课同步进行，每组学生需要按时完成各自的任务，教师会分阶段检查学生的完成情况，避免有小组成员搭车不做的情况。课程结束后，每个小组以作业册的形式，上交纸质版材料，作为考核的重要组成部分。
  3、期末汇报
  期末汇报仍然以小组的形式，针对一种机械制造装备做简要汇报。汇报内容可包括装备的用途、分类、工作原理、主要结构、设计重点等内容。通过期末汇报的形式，培养学生的自学能力、逻辑思维能力、口语表达能力及团队协作能力。
  二、课程教学改革拟采取的创新方法
  1、针对教学模式
  本次课改在授课过程中，课上采用项目式教学法，课下采用讨论式教学法。项目教学法以小组的形式，下发项目任务书，由组长分配任务，在此过程中注重学生的创新能力、自学能力、团队协作能力的培养。讨论式教学法，学生就某一主题进行资料收集、发表讨论、相互交流、互相点评，达到扩大学生知识面，调动学生积极性、培养学生独立思考问题的目的。两种教学方法，在实施的过程中，都强调以学生为主体，教师要充分给予学生独立思考、发表见解的机会。侧重实践环节，重点培养学生的创新能力和动手实操能力。采用多元化的考核方式，侧重过程考核，侧重学生能力的培养。
  1. 针对考核方式
  本次课改，最终成绩拟采用“过程考核40%+大作业60%”的形式计算。其中，过程考核包括“出勤20%+小组汇报10%+实验10%”，大作业60%。由于小组汇报和大作业都是以项目组的形式进行的，所以可以充分调动学生的学习兴趣，培养学生的团队协作能力。在考核材料上，每个项目组可以只提交一份材料，所以在实施过程中，要公平公正的考核小组中每名成员的完成情况。
  三．总 结
  机械制造装备设计课程教学改革是在新工科背景下，以先进的CDIO工程教育理念为指导思想实施的。通过改革课程教学内容、教学模式、教学方法、考核方式等，以改革创新为动力，以学生为本源，不断培养学生的创新能力和解决实际工程问题的能力，进一步提高教育教学水平和应用型人才的培养质量。
  经过一段时间的教学改革实践，已取得了较为明显的效果，学生的综合素质得到了提高，学生的实际操作能力和创新思维意识得到了显著的提升，逐渐成为满足社会需求的工程技术应用创新型人才，实现毕业之后与企业的无缝衔接。
   
发布日期：2020-08-04 09:38:35 浏览：