蘆新春，訾克明

（淮海工學(xué)院機(jī)械工程學(xué)院，江蘇 連云港 222005）

0 引 言

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的飛速發(fā)展，3D技術(shù)已成為現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法的重要組成部分，不僅減輕了工程繪圖中大量的、繁重的繪圖工作，提高了繪圖質(zhì)量和繪圖效率，而且轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想。因此，UG課程的開(kāi)設(shè)對(duì)于3D技術(shù)的普及和推廣有著十分重要的意義。然而要使學(xué)生學(xué)好UG、用好UG并不是件容易的事情，因此研究該課程的教學(xué)方法和講課策略顯得尤為重要。CDIO[1]教學(xué)模式是近幾年國(guó)際上提出的先進(jìn)工程教育理念，它將工程項(xiàng)目分為構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）4個(gè)階段，提倡以項(xiàng)目研發(fā)為載體，使學(xué)生在“做中學(xué)”在做中掌握知識(shí)、培養(yǎng)技能。結(jié)合我校UG課程教學(xué)現(xiàn)狀，將CDIO理念應(yīng)用到UG課程教學(xué)中，提出了“教學(xué)做”三位一體的UG教學(xué)模式，并在教學(xué)實(shí)踐中做了很多有益的嘗試，取得了良好的教學(xué)效果。

1 UG教學(xué)現(xiàn)狀與不足

目前淮海工學(xué)院的UG教學(xué)主要以介紹軟件功能、熟練掌握軟件的操作命令為目標(biāo)，重講解、輕實(shí)踐。每節(jié)課教師按照教材的順序講解幾個(gè)功能，學(xué)生在電腦上跟隨操作，然后畫(huà)幾個(gè)綜合實(shí)例進(jìn)行鞏固。這樣的教學(xué)形式比較單調(diào)，學(xué)生往往被動(dòng)學(xué)習(xí)，對(duì)課程缺乏興趣，學(xué)完就忘，造成了課程結(jié)束后不能對(duì)所學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通?？偨Y(jié)UG教學(xué)的不足，主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題。

1）教材內(nèi)容編排不合理。UG相關(guān)的教材很多，但基本上都是功能命令講解的簡(jiǎn)單堆砌，知識(shí)點(diǎn)多而雜，雖然有些教材提供了一些實(shí)例，但也僅僅是針對(duì)某一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，沒(méi)有提供綜合性較強(qiáng)的實(shí)例。

2）流水式授課。教師根據(jù)教材安排，往往采用流水式的教學(xué)，使得功能的講解與練習(xí)都是單個(gè)進(jìn)行，沒(méi)有及時(shí)與綜合案例相結(jié)合，課堂教授不生動(dòng)，學(xué)生聽(tīng)課的積極性不高，教學(xué)效果不是很理想。

3）教學(xué)模式單一。采用教師講完學(xué)生練的方式，學(xué)生只是一味的模仿，沒(méi)有獨(dú)立思考的過(guò)程，往往當(dāng)時(shí)聽(tīng)的懂、會(huì)操作，但到要求自己完成綜合實(shí)例時(shí)，卻不能靈活運(yùn)用軟件功能。

4）協(xié)作能力培養(yǎng)欠缺。課程的教學(xué)目標(biāo)重視知識(shí)的掌握，而忽視了團(tuán)隊(duì)能力的培養(yǎng)，導(dǎo)致學(xué)生缺乏協(xié)作精神。

鑒于學(xué)校UG教學(xué)中的問(wèn)題，結(jié)合先進(jìn)的CDIO工程教育理念，對(duì)UG教學(xué)方式方法進(jìn)行有益的嘗試，以改善UG課程教學(xué)效果。

2 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，強(qiáng)調(diào)以構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)為主線，綜合地考慮專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人和職業(yè)的技能、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與人際溝通的技能來(lái)學(xué)習(xí)工程的理論和實(shí)踐[2]。CDIO方法已經(jīng)在國(guó)內(nèi)許多高校取得了階段性的成果，如汕頭大學(xué)工學(xué)院提出并實(shí)施了以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的EIP-CDIO培養(yǎng)模式；清華大學(xué)工業(yè)工程系在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”和“數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)”兩門(mén)課中采用CDIO方法教學(xué)[3]等。CDIO強(qiáng)調(diào)綜合能力的培養(yǎng)，它改變了以往重理論輕實(shí)踐的教學(xué)模式，而是以項(xiàng)目研發(fā)為載體，使工程與學(xué)生的知識(shí)、素質(zhì)、能力掛鉤，讓學(xué)生以“做中學(xué)”的方式學(xué)習(xí)工程，既重視個(gè)人技術(shù)知識(shí)和專業(yè)能力的培養(yǎng)，又強(qiáng)調(diào)團(tuán)隊(duì)協(xié)作與溝通能力的加強(qiáng)。

3 基于CDlO理念的UG教學(xué)改革

針對(duì)學(xué)校目前的UG課程的教學(xué)現(xiàn)狀，結(jié)合CDIO教學(xué)理念，構(gòu)建了“教學(xué)做”三位一體的UG教學(xué)模式，在教學(xué)體系、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行了一系列的改革，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

3.1 教學(xué)體系的整體優(yōu)化

在CDIO工程教育理念的指導(dǎo)下，課程教學(xué)體系由原來(lái)的流水式教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)殡A梯型教學(xué)，通過(guò)系統(tǒng)研究UG常用的功能模塊，將功能命令進(jìn)行整合，精心設(shè)計(jì)出具有典型性、復(fù)合性、實(shí)用性、連貫性的教學(xué)實(shí)例，結(jié)合UG系統(tǒng)中建模、曲面造型、工程制圖、裝配以及仿真等主要模塊，構(gòu)建了低、中、高3級(jí)項(xiàng)目，循序漸進(jìn)，逐步提高。表1為部分實(shí)施項(xiàng)目。低級(jí)項(xiàng)目以介紹本課程的核心模塊功能為主，每個(gè)項(xiàng)目包含多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)項(xiàng)目實(shí)施掌握課程基本內(nèi)容。中級(jí)項(xiàng)目旨在加強(qiáng)課程內(nèi)容的應(yīng)用和提高，使學(xué)生深化知識(shí)運(yùn)用，達(dá)到觸類旁通的效果。高級(jí)項(xiàng)目為綜合性項(xiàng)目，該項(xiàng)目將整個(gè)課程體系有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在具體的實(shí)施中，學(xué)生各有分工、各盡其職，通過(guò)團(tuán)隊(duì)協(xié)作共同完成。通過(guò)3級(jí)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)使得設(shè)計(jì)過(guò)程由一味的模仿變?yōu)樗伎紕?chuàng)新，使學(xué)生能綜合應(yīng)用所學(xué)的理論和方法，促進(jìn)理論向應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，知識(shí)向技能的轉(zhuǎn)化，單項(xiàng)技能向綜合素質(zhì)的轉(zhuǎn)化[4]，為以后步入工作打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

表1 部分分級(jí)項(xiàng)目表

3.2 教學(xué)方式的改革

根據(jù)CDIO教學(xué)大綱，全面改革UG教學(xué)方式，課堂教學(xué)與項(xiàng)目實(shí)踐相結(jié)合，構(gòu)建了“教學(xué)做”三位一體的UG教學(xué)模式。第一階段“教”主要以低級(jí)項(xiàng)目為導(dǎo)向，由教師通過(guò)對(duì)模型的構(gòu)建講解設(shè)計(jì)思路、設(shè)計(jì)步驟、操作要領(lǐng)等基礎(chǔ)理論知識(shí)，使學(xué)生掌握基本功能的操作。第二階段“學(xué)”，以中級(jí)項(xiàng)目為指引，由學(xué)生獨(dú)自完成模型，不斷提高對(duì)于功能模塊使用的理解和鞏固，提高操作熟練度，同時(shí)學(xué)習(xí)案例中涉及的超綱內(nèi)容。教師則重點(diǎn)關(guān)注學(xué)生設(shè)計(jì)思路的培養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生積極思考，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)潛能。第三階段“做”，以高級(jí)項(xiàng)目實(shí)施為主線，采用分組形式，通過(guò)學(xué)生的自主探究和合作來(lái)解決問(wèn)題，共同完成項(xiàng)目。教師的作用是掌握項(xiàng)目的進(jìn)展情況，督促學(xué)生按時(shí)完成階段任務(wù)，答疑解惑。通過(guò)這3個(gè)階段的實(shí)施和培養(yǎng)，不僅能提高學(xué)生的個(gè)人專業(yè)能力，而且有助于團(tuán)隊(duì)合作能力培養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

3.3 教學(xué)評(píng)價(jià)的改革

為了能夠充分體現(xiàn)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況，根據(jù)CDIO大綱要求考核不僅僅是對(duì)學(xué)生掌握情況的評(píng)估，還是激勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的動(dòng)力，因此改變?cè)瓉?lái)期末考試的成績(jī)?cè)u(píng)定方式，對(duì)該課程的考核方式和成績(jī)?cè)u(píng)定方式做相應(yīng)的改革，將考核分為3個(gè)階段。

1）“教”階段的評(píng)價(jià)：在這一階段學(xué)生跟著老師的操作步驟進(jìn)行學(xué)習(xí)，因此考核以上機(jī)時(shí)學(xué)生的表現(xiàn)情況、模型的完成質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定。該成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的10%。

2）“學(xué)”階段的評(píng)價(jià)：由學(xué)生獨(dú)立完成項(xiàng)目，根據(jù)學(xué)生項(xiàng)目完成情況、學(xué)習(xí)態(tài)度和熟練程度進(jìn)行評(píng)價(jià)。該成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的20%。

3）“做”階段的評(píng)價(jià)：注重過(guò)程考核，通過(guò)項(xiàng)目進(jìn)度報(bào)告、項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告和項(xiàng)目完成情況進(jìn)行考核，每個(gè)小組按階段提交項(xiàng)目進(jìn)度報(bào)告，項(xiàng)目結(jié)束后結(jié)合各自所做內(nèi)容每人寫(xiě)一份項(xiàng)目總結(jié)報(bào)告，并進(jìn)行課堂答辯說(shuō)明項(xiàng)目涉及的關(guān)鍵技術(shù)和完成情況，由教師根據(jù)每個(gè)學(xué)生在該項(xiàng)目中的參與程度、合作能力及完成成果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。該成績(jī)占總評(píng)成績(jī)的70%。

4 結(jié) 論

本文結(jié)合CDIO工程教育模式的特點(diǎn)，改變以往重講解輕實(shí)踐的教學(xué)模式，探索適合UG課程的“教學(xué)做”教學(xué)模式，以項(xiàng)目實(shí)施為導(dǎo)向，分階段、分層次教學(xué)，不但有利于UG課程的教學(xué)質(zhì)量的提高，而且有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，為步入工作崗位打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1] 顧佩華，沈民奮，陸小華.重新認(rèn)識(shí)工程教育—國(guó)際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].北京:高等教育出版社，2009.

[2] 顧學(xué)雍.聯(lián)結(jié)理論與實(shí)踐的CDIO——清華大學(xué)創(chuàng)新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究,2009(1):121-123.

[3] 李曼麗.用歷史解讀CDIO及其應(yīng)用前景[J].清華大學(xué)教育研究,2008,29(5):78-87.

[4] 徐兵,孫海泉.T-CDIO課程體系的構(gòu)建與實(shí)踐[J].高等工程教育研究,2009(2):35-38.