[摘 要] 把CDIO的教學(xué)模式引入工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)課程，同時(shí)把本課程分成多個(gè)項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行規(guī)劃與設(shè)計(jì)，通過(guò)CDIO四大模塊，介紹了該課程教學(xué)過(guò)程中的課程構(gòu)思、課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)施評(píng)估、教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控。教學(xué)實(shí)踐表明，學(xué)生學(xué)習(xí)效果反響很好。

[關(guān) 鍵 詞] CDIO；工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)；教學(xué)改革

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2016）10-0056-02

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)作（Operate），以工程項(xiàng)目為載體，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、個(gè)人的學(xué)術(shù)知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題等能力。CDIO工程教育模式近年來(lái)逐漸在職業(yè)教育中被廣泛運(yùn)用。工業(yè)機(jī)器人技術(shù)專業(yè)是近幾年在職業(yè)教育院校中新興的專業(yè)，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累。為了更好地實(shí)現(xiàn)“面向工程應(yīng)用”的教學(xué)目標(biāo)，借鑒成功的教學(xué)方法是一種有效途徑。

一、高等職業(yè)教育中的教學(xué)改革

高等職業(yè)教育作為高等教育體系中的一種類型，肩負(fù)著培養(yǎng)面向生產(chǎn)、建設(shè)、服務(wù)和管理第一線需要的高素質(zhì)的技術(shù)應(yīng)用型和職業(yè)技能型高等專業(yè)人才的使命。教學(xué)體系要緊貼崗位實(shí)際工作過(guò)程，不斷更新課程內(nèi)容，根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整課程結(jié)構(gòu)。依據(jù)職業(yè)教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)，培養(yǎng)學(xué)生個(gè)體的多樣性，深化多種模式的課程改革，創(chuàng)新教學(xué)方式方法。

工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)是一門(mén)機(jī)電一體化、工業(yè)機(jī)器人技術(shù)等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，應(yīng)用性很強(qiáng)。由于工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)是一門(mén)新的課程，缺乏教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累。因此，本課程需要在企業(yè)調(diào)研的基礎(chǔ)上，參照有效的CDIO教學(xué)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)、引進(jìn)企業(yè)的機(jī)器人應(yīng)用工業(yè)案例。既要兼顧理論教學(xué)，又要突出實(shí)踐應(yīng)用。高職學(xué)生特點(diǎn)則是實(shí)踐操作興趣濃厚，理論學(xué)習(xí)相對(duì)薄弱。鑒于諸多因素，在課程設(shè)計(jì)上就要兼顧理論學(xué)習(xí)與實(shí)際操作。因此，這門(mén)課程教學(xué)設(shè)計(jì)的基本思路是把知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)的學(xué)習(xí)融入每個(gè)具體的工作任務(wù)中，以CDIO的模式展開(kāi)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐結(jié)合，以學(xué)生關(guān)注的點(diǎn)為基礎(chǔ)，在傳授知識(shí)過(guò)程中注重工程應(yīng)用能力培養(yǎng)，強(qiáng)化學(xué)生的自學(xué)能力與分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力。具體做法是：

（一）任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目教學(xué)

課程教學(xué)過(guò)程中把知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)的學(xué)習(xí)融入每個(gè)具體的工作任務(wù)中，每個(gè)任務(wù)按照“任務(wù)導(dǎo)入—任務(wù)分析—相關(guān)知識(shí)—任務(wù)實(shí)施”來(lái)具體展開(kāi)。任務(wù)的選擇強(qiáng)調(diào)源于生活和工程實(shí)際，注重內(nèi)容的典型性、實(shí)用性，理論知識(shí)的選擇上以“適合、夠用”為原則使教學(xué)內(nèi)容直觀、具體、形象，易于接受，有利于樹(shù)立學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的自信心。

例如，在講到工業(yè)機(jī)器人的手臂結(jié)構(gòu)的時(shí)候，本單元的重點(diǎn)學(xué)習(xí)目標(biāo)是要理解工業(yè)機(jī)器人組成以及零件的相互關(guān)系。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)一些基本的零件結(jié)構(gòu)是他們熟悉的，但伺服電機(jī)和齒輪減速器是完全陌生的。所以，在授課時(shí)我們以認(rèn)識(shí)機(jī)器人的零件組成作為問(wèn)題的出發(fā)點(diǎn)，以工業(yè)應(yīng)用中的小案例、用三維軟件進(jìn)行結(jié)構(gòu)展示為方法展開(kāi)教學(xué)，這樣很容易被學(xué)生接受。

（二）情境式教學(xué)

本課程改變了傳統(tǒng)的將理論與實(shí)訓(xùn)分開(kāi)的教學(xué)模式，在教學(xué)中設(shè)計(jì)了6個(gè)學(xué)習(xí)情境，每個(gè)情境都以相應(yīng)的工業(yè)案例為主線，配合Solidwoks、SimaticVS、EpsonRC等仿真軟件的使用，按照“資訊→決策→計(jì)劃→實(shí)施→檢查→評(píng)價(jià)”的流程授課，使學(xué)員能夠在“學(xué)中做、玩中學(xué)”，可以有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和問(wèn)題解決能力。同時(shí)培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作精神和溝通能力以及學(xué)生的組織協(xié)調(diào)能力。這里以工業(yè)機(jī)器人的視覺(jué)為例。

任務(wù)：怎樣讓工業(yè)機(jī)器人智能化程度更高。

任務(wù)分析：?jiǎn)栴}1：工業(yè)機(jī)器人怎么發(fā)現(xiàn)零件的位置？問(wèn)題2：怎么精準(zhǔn)地抓取這些零件？

要想解決上述問(wèn)題，就需要了解工業(yè)機(jī)器人視覺(jué)工作原理。這樣就引發(fā)了學(xué)生對(duì)視覺(jué)的組成、作用以及視覺(jué)系統(tǒng)各部分的工作原理等相關(guān)基本知識(shí)學(xué)習(xí)的興趣。

（三）小班互動(dòng)式教學(xué)

以項(xiàng)目為導(dǎo)向的任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)模式勢(shì)必要求課堂采用小班制才能達(dá)到更好的教學(xué)效果。本課程全部采用不超過(guò)24人的小班制教學(xué)，全程在實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行，主要以“邊講邊練”并根據(jù)授課內(nèi)容靈活以“先講后練”和“先練后講”等方式增加課堂師生互動(dòng)。

（四）承擔(dān)項(xiàng)目的能力訓(xùn)練

除了課堂教學(xué)外，我們還以學(xué)期項(xiàng)目的形式，讓學(xué)生在學(xué)期最初的時(shí)候就可以結(jié)合所學(xué)課程的知識(shí)內(nèi)容，自主選題開(kāi)展學(xué)期項(xiàng)目。三五個(gè)學(xué)生為一組可以自主選擇指導(dǎo)老師。整個(gè)過(guò)程從資料收集、題目申報(bào)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目匯報(bào)等讓學(xué)生充分參與和主導(dǎo)整個(gè)項(xiàng)目，擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面和工程認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生對(duì)工程項(xiàng)目的整個(gè)流程的認(rèn)知。通過(guò)團(tuán)隊(duì)形式完成整個(gè)項(xiàng)目也有利于合作精神的培養(yǎng)。

二、課程評(píng)估

（一）考核和評(píng)價(jià)

以能力為主的評(píng)價(jià)機(jī)制，課程考核方式采用過(guò)程性評(píng)價(jià)與目標(biāo)性評(píng)價(jià)相結(jié)合；理論與實(shí)踐相結(jié)合；技能與作業(yè)態(tài)度相結(jié)合；采用筆試、操作相結(jié)合；學(xué)生之間自評(píng)、互評(píng)相結(jié)合。

（二）教師的教學(xué)技能

教師通過(guò)深入企業(yè)走訪和承擔(dān)工業(yè)機(jī)器人相關(guān)的企業(yè)培訓(xùn)等途徑，了解最近機(jī)器人及企業(yè)的需求，引進(jìn)企業(yè)工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用案例，促使教學(xué)與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合，實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的目的。以培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和良好習(xí)慣為線索，把自學(xué)能力作為邏輯思維能力、計(jì)算能力、空間想象能力、分析與解決問(wèn)題能力等一切能力的基礎(chǔ)能力貫穿教學(xué)的全過(guò)程。特點(diǎn)是有效地廢除了注入式、滿堂灌的教學(xué)方法，滿足不同層次學(xué)生的求知欲望。課前布置自學(xué)題目，組織好學(xué)生的自學(xué)及小組討論—上課組織學(xué)生發(fā)言討論—老師點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)—進(jìn)行全課總結(jié)，布置下章節(jié)自學(xué)題目。有效地培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和良好習(xí)慣，充分體現(xiàn)課程改革的精神和素質(zhì)教育的要求。

三、課程質(zhì)量監(jiān)控體系

我院設(shè)立了專門(mén)的教學(xué)監(jiān)管體系（學(xué)校+企業(yè)），督導(dǎo)組會(huì)不定期地進(jìn)行課堂教學(xué)的抽查與監(jiān)管。作為平臺(tái)課程實(shí)行了教考分離制度，促進(jìn)學(xué)生能力的提高。更重要的是經(jīng)過(guò)項(xiàng)目化訓(xùn)練的畢業(yè)生，在工作崗位上表現(xiàn)出色，普遍受到企業(yè)的好評(píng)，這是對(duì)我們課程質(zhì)量好壞最客觀的評(píng)價(jià)。

通過(guò)教學(xué)實(shí)踐，CDIO教學(xué)模式在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)課程已初見(jiàn)成效，主要體現(xiàn)在學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中表現(xiàn)出了很高的積極性，在學(xué)期項(xiàng)目實(shí)施中取得了技能的提升，具有一定的項(xiàng)目策劃、組織、實(shí)施、協(xié)調(diào)的能力。我院學(xué)生多次參加各類競(jìng)賽并獲得獎(jiǎng)項(xiàng)，在2015年蘇南全球創(chuàng)客大賽中表現(xiàn)突出。

本課程充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，逐步建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，使學(xué)生掌握工業(yè)機(jī)器人的基本理論、分析機(jī)器人應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用案例的學(xué)習(xí)方法和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的初步技能，形成“教、學(xué)、做”一體化的具有高職特色的課程。持續(xù)與企業(yè)緊密合作，緊隨企業(yè)技術(shù)的需求更新案例項(xiàng)目。

四、結(jié)束語(yǔ)

將CDIO教學(xué)模式應(yīng)用在工業(yè)機(jī)器人技術(shù)基礎(chǔ)課程中，是學(xué)院借鑒新加坡南洋理工工程化、模塊化的成功案例。CDIO教學(xué)模式的應(yīng)用，得到了老師與學(xué)生的高度認(rèn)可。同時(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、創(chuàng)造性、趣味性等方面都獲得了大幅度的提高。

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