摘 要: 本文分析了我校“注射模具課程設(shè)計(jì)”現(xiàn)行教學(xué)中存在的問題,根據(jù)本專業(yè)人才培養(yǎng)要求和特點(diǎn),進(jìn)行了基于CDIO模式下該課程設(shè)計(jì)的教學(xué)改革和實(shí)踐,提出了教學(xué)改革的具體措施,以突出實(shí)際工程應(yīng)用能力的培養(yǎng),實(shí)踐證明對鍛煉學(xué)生實(shí)踐能力和掌握課程理論達(dá)到了良好的效果。
關(guān)鍵詞: CDIO工程教育 注射模具課程設(shè)計(jì) 教學(xué)改革
CDIO(工程教育模式)是近年來國際工程教育改革的最新成果,CDIO指的是Conceive-Design-Implement-Operate(構(gòu)想—設(shè)計(jì)—實(shí)施—操作),是由麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)通過幾年的研究、探索和實(shí)踐建立的一種先進(jìn)的工程教育模式,它讓學(xué)生以生動的、實(shí)踐的、課程之間具有有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)和獲取工程能力。旨在以綜合的培養(yǎng)方式使畢業(yè)生在工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)[1]。本文結(jié)合我校實(shí)際情況,介紹CDIO模式在“注射模具課程設(shè)計(jì)”中的應(yīng)用。
一、傳統(tǒng)課程設(shè)計(jì)模式的不足[2],[3]
1.課題單一,學(xué)生個(gè)性發(fā)揮不明顯。對于我院“注射模具課程設(shè)計(jì)”,由于時(shí)間安排較短,因此布置的課題一般選擇比較單一和簡單的典型零件,對大多數(shù)學(xué)生而言,基本都能按指導(dǎo)書要求的步驟完成。另外,同學(xué)間的設(shè)計(jì)方案差異性較小,不能充分體現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性,也不利于學(xué)生特長和創(chuàng)新拓展思維能力的發(fā)揮和培養(yǎng),越來越不能滿足現(xiàn)代教育對學(xué)生創(chuàng)新能力和素質(zhì)培養(yǎng)的需要。
2.理論與實(shí)踐聯(lián)系不密切,影響學(xué)生掌握效果。理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐是相輔相成、相互影響的。目前課程設(shè)計(jì)基本是在理論課結(jié)束后,集中一段時(shí)間執(zhí)行的,造成課程理論學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐在時(shí)間上有一定的中斷,同時(shí)由于課程設(shè)計(jì)時(shí)間較短,不可能深入企業(yè)或?qū)嶋H制作,因此與企業(yè)實(shí)際應(yīng)用還有一定的差距。另外,在理論學(xué)習(xí)中,學(xué)生學(xué)習(xí)的目標(biāo)性不明確,沒有相應(yīng)的項(xiàng)目和任務(wù)引導(dǎo),學(xué)生就不能帶著問題深入學(xué)習(xí)和研究,這些都在一定程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和實(shí)踐應(yīng)用能力的培養(yǎng)。
3.重結(jié)果不重過程,評價(jià)不甚合理。教師對學(xué)生課程設(shè)計(jì)的評價(jià)大多還停留在平時(shí)出勤和對學(xué)生提交的課程設(shè)計(jì)作業(yè)成果上,沒有充分重視學(xué)生的設(shè)計(jì)創(chuàng)造性思維過程。另外,缺少必要的反饋和總結(jié),學(xué)生交完作業(yè)就結(jié)束,對自己的課程設(shè)計(jì)方案的可行性、總體質(zhì)量等方面沒有針對性的反饋,設(shè)計(jì)過程中存在的問題沒有得到有效解決,因此也會影響學(xué)生對本課程的整體掌握效果。
二、CDIO模式下的課程設(shè)計(jì)改革[2],[4]
1.豐富設(shè)計(jì)課題類型,體現(xiàn)個(gè)性化發(fā)展,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識。
改變以往課題單一,與企業(yè)實(shí)際不符的狀況,利用學(xué)校產(chǎn)學(xué)研合作資源,深入企業(yè)一線,收集與本課程密切相關(guān)的真實(shí)課題,以3—4人為一組進(jìn)行分組設(shè)計(jì),并要求每個(gè)人采用不同的設(shè)計(jì)方案,這樣避免了學(xué)生之間抄襲的現(xiàn)象,充分調(diào)動了各個(gè)學(xué)生的主觀能動性,體現(xiàn)了學(xué)生個(gè)性化和專業(yè)技能發(fā)展的需要,培養(yǎng)了小組之間的團(tuán)隊(duì)合作意識。
2.課題設(shè)計(jì)與理論學(xué)習(xí)相結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。
由于本課程實(shí)踐性比較強(qiáng),枯燥的理論說教很難獲得預(yù)期的效果,要培養(yǎng)工程意識和應(yīng)用能力,就必須理論聯(lián)系實(shí)踐。實(shí)踐證明“行動式”教學(xué)對實(shí)踐性強(qiáng)的課程學(xué)習(xí)具有較好的效果,所謂的“行動式”教學(xué)就是把傳統(tǒng)的說教式的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的認(rèn)知與應(yīng)用相結(jié)合的一種教學(xué)過程[5]。
本課程的理論學(xué)習(xí)和課程設(shè)計(jì)在某種程度上其實(shí)就是理論和實(shí)踐之間的關(guān)系,理論知識的掌握是課程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)和前提,而課程設(shè)計(jì)是對課程理論知識的全面實(shí)踐和應(yīng)用。在組織教學(xué)過程中,將本課程理論教學(xué)和課程設(shè)計(jì)及實(shí)踐有效地結(jié)合起來,即將課程設(shè)計(jì)的課題提前布置,穿插在理論學(xué)習(xí)的過程中。這樣,一方面可以讓學(xué)生以布置的課程項(xiàng)目為驅(qū)動,在每一個(gè)章節(jié)講解完后,就可以對項(xiàng)目進(jìn)行相應(yīng)部分的設(shè)計(jì)、計(jì)算,激發(fā)學(xué)生理論知識的學(xué)習(xí)興趣,引導(dǎo)學(xué)生自主思考和學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,也鞏固和加強(qiáng)了學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)和掌握。另一方面,課程設(shè)計(jì)課題的提前布置和進(jìn)行,可以利用課程設(shè)計(jì)階段節(jié)約出來的時(shí)間出去深入企業(yè),進(jìn)行必要的實(shí)習(xí)實(shí)踐,再結(jié)合自身的設(shè)計(jì)方案、零部件制造工藝等方面進(jìn)行優(yōu)化。條件許可情況下,對于結(jié)構(gòu)相對簡單的可以利用實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備對設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行制作和驗(yàn)證,讓學(xué)生樹立系統(tǒng)工程的概念,獲得專業(yè)實(shí)踐,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作能力。
3.改進(jìn)設(shè)計(jì)方法和手段,鍛煉能力,提高效率。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其三維技術(shù)的迅猛發(fā)展和廣泛應(yīng)用,在模具行業(yè),三維設(shè)計(jì)成為普遍,另外三維設(shè)計(jì)有助于CAD與CAE/CAM的集成,可以大大提高模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和可靠性。而在本課程修學(xué)之前,本校該專業(yè)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了三維設(shè)計(jì)軟件(PRO/E,UG等)和CAE軟件(Moldflow)應(yīng)用等課程。因此,本課程設(shè)計(jì)中完全可以利用三維設(shè)計(jì)方法來替代原先的二維設(shè)計(jì)模式,這樣既鍛煉了學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)、制造與分析(CAD/CAM/CAE)的能力,又大大提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量,為后續(xù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)和真正進(jìn)入企業(yè)工作打下了一定的基礎(chǔ)。
4.合理評價(jià),增強(qiáng)掌握效果。
打破原有的評價(jià)方式,注重學(xué)生課程設(shè)計(jì)的過程控制和答辯反饋結(jié)果。設(shè)計(jì)過程中,教師隨時(shí)跟蹤學(xué)生的設(shè)計(jì)進(jìn)展,了解其設(shè)計(jì)中可能存在的問題,動態(tài)掌握學(xué)生的設(shè)計(jì)思路和效果,這樣可以充分調(diào)動全體學(xué)生的主動性和積極性,也有利于教師及時(shí)掌握學(xué)生的真實(shí)情況,為正確評價(jià)提供依據(jù)。作業(yè)提交后,以分組的形式進(jìn)行集體答辯,這樣既可使師生間進(jìn)行有效的交流,又可將設(shè)計(jì)中的問題及時(shí)反饋給學(xué)生,便于學(xué)生總結(jié)和有效掌握。
三、CDIO模式的實(shí)施條件[2]
CDIO模式的實(shí)施,對教學(xué)環(huán)境、教師的整體素質(zhì)提出了更高的要求,因此,CDIO模式的順利實(shí)施受到以下幾方面因素的影響:(1)培養(yǎng)計(jì)劃中課程體系的設(shè)置得是否合理,會影響到學(xué)生對專業(yè)課程知識體系掌握的優(yōu)劣。(2)教師的整體能力,一方面需要教師除了系統(tǒng)掌握本專業(yè)中與本課程相關(guān)的系統(tǒng)知識以外,還要及時(shí)掌握本專業(yè)學(xué)科的發(fā)展前沿和動態(tài),另一方面需要花更多的時(shí)間和精力對教學(xué)過程的實(shí)施進(jìn)行思考、構(gòu)思和監(jiān)控。(3)教學(xué)條件,在項(xiàng)目實(shí)施過程中,需要具備必要的實(shí)施條件,比如,實(shí)踐的場所、相關(guān)設(shè)施等。(4)學(xué)生的自身能力,CDIO主要是以項(xiàng)目為導(dǎo)向,以學(xué)生為主體,以實(shí)踐創(chuàng)新為主線的能力本位培養(yǎng)模式,對學(xué)生知識體系的掌握和實(shí)踐動手能力等各方面有著更高的要求。
四、結(jié)語
實(shí)踐證明,CDIO模式在本課程設(shè)計(jì)中的實(shí)施,有效地激發(fā)了學(xué)生的主觀能動性,也顯著提高了學(xué)生對本課程理論知識的掌握和應(yīng)用能力。但是,教學(xué)改革是一個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜工程,對于人才培養(yǎng)的整個(gè)過程而言,CDIO的實(shí)施不能局限于幾門課程,其“構(gòu)想—設(shè)計(jì)—實(shí)施—操作”的思想應(yīng)該貫穿于整個(gè)教學(xué)過程,落實(shí)到每門尤其是專業(yè)課程中,可以以課程群的形式進(jìn)行綜合的改革和實(shí)踐,營造有利于實(shí)踐創(chuàng)新人才培養(yǎng)的教學(xué)環(huán)境,真正發(fā)揮CDIO模式的魅力和效果。
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