王雷

（安徽工程大學(xué) 機械與汽車工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

基于CDIO理念的項目驅(qū)動在液壓傳動與控制中的應(yīng)用研究

王雷

（安徽工程大學(xué) 機械與汽車工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000）

CDIO是國際工程教育改革的最新教學(xué)模式，它是以構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作為導(dǎo)向的一種教學(xué)方法.本文通過基于CDIO項目驅(qū)動教學(xué)法在液壓傳動與控制課程中的具體應(yīng)用，實現(xiàn)理論與實踐的有機結(jié)合，達到鍛煉和提高學(xué)生的動手能力、綜合創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才打下堅實基礎(chǔ).

CDIO；項目驅(qū)動；液壓傳動與控制

液壓傳動與控制是機械類相關(guān)專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)必修課，通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生應(yīng)具備分析和設(shè)計液壓系統(tǒng)的能力.本課程是一門融合了大學(xué)物理、流體力學(xué)、機械設(shè)計、機械原理、自動控制原理、電子技術(shù)、機電傳動控制技術(shù)等多方面知識的綜合性課程.本課程的理論性、邏輯性和系統(tǒng)性較強，并且所涉及的元件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、實踐性強，與實際的生產(chǎn)緊密聯(lián)系，因此需要學(xué)生對動手能力、實際工作現(xiàn)場、工程設(shè)計的綜合性等有一定的了解和熟悉才能達到良好的學(xué)習(xí)效果，實現(xiàn)本課程的教學(xué)目的和人才培養(yǎng)目標(biāo).因此，這就要求沿著學(xué)中做、理論與實踐結(jié)合、工學(xué)結(jié)合等基本思想，構(gòu)建先進的教學(xué)模式和教學(xué)方法，培養(yǎng)能夠適應(yīng)當(dāng)前社會發(fā)展的高素質(zhì)應(yīng)用型人才，CDIO（Conceive-Design-Implement-Operation，構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行）就是一種行之有效的方法.

1 CDIO教學(xué)模式

作為近幾年國際工程教育改革的最新教學(xué)模式，CDIO教學(xué)模式以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期的為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[1,2,3].CDIO工程教育模式將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面[4,5,6]，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個層面達到預(yù)定目標(biāo).

如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性，將課程教學(xué)與工業(yè)現(xiàn)場相結(jié)合，讓學(xué)生在以理論教學(xué)為主的課程中明確學(xué)習(xí)的目的，激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，是當(dāng)前液壓傳動與控制課程適應(yīng)CDIO工程教育模式迫切需要探討的問題.

2 基于CDIO項目驅(qū)動的液壓傳動與控制教學(xué)模式探索

基于CDIO的液壓傳動教學(xué)模式就是將液壓傳動知識劃分為多個訓(xùn)練項目，然后將不同特點和能力的學(xué)生進行分組，以項目小組的形式直接進行訓(xùn)練項目的設(shè)計.在基于CDIO的教育理念下，學(xué)生不但能夠牢固掌握專業(yè)知識，而且可扎實鍛煉和提高其動手能力、綜合創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力，同時體現(xiàn)了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標(biāo)[4].

2.1 項目設(shè)計

在理論知識模塊需要貫穿兩條主線構(gòu)建學(xué)習(xí)過程，一條是知識遞進學(xué)習(xí)的構(gòu)建過程：概念→原理→應(yīng)用；一條主線是按系統(tǒng)構(gòu)建的過程：從元件→回路→系統(tǒng).按照這種思路，將課程內(nèi)容分成若干個項目驅(qū)動的形式進行講授和訓(xùn)練，驅(qū)動項目課程教學(xué)設(shè)計如表1所示.同時，在理論知識的學(xué)習(xí)過程中，要注重對典型案例進行分析、通過比較、歸納，找出規(guī)律，提高學(xué)生分析問題、理解問題和總結(jié)問題能力，起到舉一反三的效果.比如：在壓力控制閥的項目教學(xué)中，先重點講解先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu)特點、工作原理及功用，對于減壓閥和順序閥以項目教學(xué)的方式讓學(xué)生學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考，得出順序閥、溢流閥和減壓閥的功能和結(jié)構(gòu)盡管有所差異，但其工作的基本原理均可概括為：閥芯的動作都是彈簧的彈力與其端面上所受到的液壓作用力相平衡的方式來實現(xiàn)啟閉動作的.

2.2 項目驅(qū)動的實施

以“某YB32-200壓力機液壓系統(tǒng)設(shè)計”項目教學(xué)法為例，CDIO項目驅(qū)動教學(xué)實施過程如下：

2.2.1 項目的構(gòu)思階段.YB32-200型液壓機在它的四個圓柱導(dǎo)柱之間安置著上、下兩個液壓缸，上液壓缸驅(qū)動上滑塊，實現(xiàn)“快速下行→慢速加壓→保壓延時→快速返回→原位停止”的動作循環(huán)；下液壓缸驅(qū)動下滑塊，實現(xiàn)“向上頂出→向下退回→原位停止”的動作循環(huán).可讓學(xué)生掌握保壓回路、快速運動回路、快速-慢速速度換接回路、節(jié)流調(diào)速回路、各種閥的工作原理等知識，教師通過課堂對這些回路子項目進行分析，然后對各個項目小組進行任務(wù)布置.

2.2.2 項目設(shè)計階段.項目小組成員接到任務(wù)后，通過查閱資料及相關(guān)知識點進行深入學(xué)習(xí)、討論并提出設(shè)計方案，完成相關(guān)參數(shù)的計算，選擇相應(yīng)的液壓元件，繪制液壓系統(tǒng)原理圖，然后讓他們自己選擇各種用到的液壓元件，并搭建相關(guān)簡單回路進行試驗驗證.同時各個子項目之間進行成員相互溝通，加強合作能力.

表1 液壓傳動與控制訓(xùn)練項目驅(qū)動教學(xué)設(shè)計

2.2.3 項目實施和運行階段.將各小組完成的子項目進行綜合，完成整個液壓系統(tǒng)原理圖的創(chuàng)新設(shè)計.將CDIO理念與學(xué)生認(rèn)知能力培養(yǎng)的“基礎(chǔ)→提高→創(chuàng)新”有機結(jié)合，完成理論學(xué)習(xí)與實踐（試驗）環(huán)節(jié)的統(tǒng)一，讓學(xué)生能在“看中學(xué)”、“做中學(xué)”、“學(xué)中做”、“用中學(xué)”、“工學(xué)結(jié)合”的方式下輕松學(xué)習(xí).通過CDIO項目實施與運行的方式，使學(xué)生在團隊中通過實踐環(huán)節(jié)的合作、交流，進一步培養(yǎng)學(xué)生的交流溝通能力和團隊協(xié)作精神，最終實現(xiàn)知識共享（團隊工作）、知識應(yīng)用（解決問題）、知識總結(jié)（創(chuàng)新）和知識傳播（溝通）的能力[3].

2.3 項目考核與評價

訓(xùn)練項目完成后，通過對學(xué)生的考勤記錄、成果展示、PPT匯報、項目階段進展過程中的學(xué)習(xí)和討論記錄、項目報告等環(huán)節(jié)內(nèi)容進行考核，授課教師對每一位學(xué)生的表現(xiàn)給出客觀、公正的成績，并對創(chuàng)新點突出或者亮點突出的項目進行表揚和推廣，并在成績上適當(dāng)給予相應(yīng)成員加分，以表激勵.在整個項目運行過程中，學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體從“聽明白”到“想明白”再到“講明白”[7]，因此既鞏固了學(xué)生對相關(guān)理論基礎(chǔ)知識的掌握，又使學(xué)生對所學(xué)習(xí)的知識進行了真正的應(yīng)用，同時也激發(fā)了學(xué)生的積極性和主動性.

3 結(jié)束語

基于CDIO模式的項目驅(qū)動在液壓傳動與控制課程中的應(yīng)用，有效地解決了實踐教學(xué)與理論教學(xué)的有機統(tǒng)一.基于CDIO模式下的項目驅(qū)動教學(xué)法能通過具體的理論和實踐環(huán)節(jié)有機地聯(lián)系起來提高學(xué)生對課程的學(xué)習(xí)興趣和熱情，實現(xiàn)學(xué)生工程能力的培養(yǎng).調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的自覺性和主動性.使學(xué)生從“被動的學(xué)”轉(zhuǎn)化成“主動的學(xué)”，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的能力、綜合分析信息的能力、溝通能力、實踐能力、表達能力和團隊協(xié)作能力及精神，為培養(yǎng)應(yīng)用型人才打下堅實基礎(chǔ).

〔1〕謝楠，CDIO項目教學(xué)法在單片機課程中的應(yīng)用[J]．浙江水利水電?？茖W(xué)校學(xué)報，2013，25（1）：89-91.

〔2〕趙喜敬，張偉杰，荀杰．基于CDIO的液壓傳動與控制課程教學(xué)方法探討[J]．河北工程大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2009，26(4)：95，112.

〔3〕梅怡，梁貴萍，林蕓，等．CDIO教學(xué)模式在“液壓與氣壓傳動”課程教學(xué)改革中的實踐[J]．貴陽學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2014（4）：71-77.

〔4〕盧文濤．基于應(yīng)用型人才培養(yǎng)模型的《液壓傳動》課程教學(xué)改革探討[J]．神州，2014（14）：78-79.

〔5〕張璇，李彤．結(jié)合CDIO教育理念與案例教學(xué)進行教學(xué)探索與實踐[J]．計算機教育，2008（24）：155-157.

〔6〕賈衛(wèi)平．基于CDIO工程理念的“互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)”課程建設(shè)[J]．機械工程師，2013（11）：3-5.

〔7〕張愉．CDIO項目教學(xué)法在自動檢測技術(shù)課程中的應(yīng)用[J]．常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2011，10（1）：54-56.

TP3-4

A

1673-260X（2017）02-0043-02

2016-10-22

安徽工程大學(xué)教學(xué)研究項目(2014jyxm51)；安徽省專業(yè)綜合改革試點(2012zy042)；機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)教學(xué)團隊建設(shè)、《機械制造學(xué)》精品課程、機制專業(yè)校企合作應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新實驗區(qū)等資助