郭付龍

基于CDIO理念的一體化教學(xué)模式在“氣壓傳動(dòng)”課程教學(xué)中應(yīng)用＊

郭付龍

（深圳技師學(xué)院 中德智造學(xué)院，廣東 深圳 518116）

針對(duì)技工院校“氣壓傳動(dòng)”課程教學(xué)中存在的問題，結(jié)合CDIO工程教育的理念，分析了一體化教學(xué)的特點(diǎn)，探索了基于CDIO理念的一體化教學(xué)模式在”氣壓傳動(dòng)”課程教學(xué)中的實(shí)踐，以真實(shí)的生產(chǎn)生活實(shí)際項(xiàng)目為載體，在“做中學(xué)”，讓學(xué)生以積極主動(dòng)的態(tài)度去學(xué)習(xí)，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)。

CDIO；一體化教學(xué)模式；教學(xué)改革；“氣壓傳動(dòng)”課程

1 引言

“氣壓傳動(dòng)”是技工院校機(jī)電類專業(yè)的一門核心課程。傳統(tǒng)的教學(xué)著重扎實(shí)學(xué)生的理論基礎(chǔ)，在提高學(xué)生專業(yè)技能方面存在一定的不足，理論與實(shí)踐聯(lián)系不緊密，純粹為了教學(xué)而設(shè)置實(shí)操任務(wù)，導(dǎo)致學(xué)生的職業(yè)能力較差。教師單純灌輸和學(xué)生的被動(dòng)接受，削弱了學(xué)生掌握知識(shí)的積極性和主動(dòng)性。為了讓學(xué)生更好地掌握“氣壓傳動(dòng)”的基礎(chǔ)知識(shí)與職業(yè)技能，提升學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)，必須打破傳統(tǒng)教學(xué)模式，深化教學(xué)改革[1]。筆者結(jié)合機(jī)電類專業(yè)“氣壓傳動(dòng)”課程的一線教學(xué)情況，探索了基于CDIO理念的一體化教學(xué)模式。實(shí)踐證明，將CDIO工程教育理念引入到一體化教學(xué)方法的嘗試，對(duì)于提升學(xué)生的專業(yè)技能、工程實(shí)踐能力以及職業(yè)素養(yǎng)有很大的促進(jìn)作用。

2 課程教學(xué)現(xiàn)狀

本校近年來對(duì)“氣壓傳動(dòng)”課程進(jìn)行了一系列的教學(xué)改革，如采用理實(shí)一體化的方式、項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的方式，這樣的改革方案在一定時(shí)期內(nèi)取得了一定的教學(xué)效果。理實(shí)一體化的方式實(shí)現(xiàn)了教學(xué)場地的統(tǒng)一，這種教學(xué)模式往往會(huì)造成在實(shí)訓(xùn)場地講理論的現(xiàn)象，難以實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)操的一體化。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式使學(xué)生經(jīng)歷問題解決的全部過程，且項(xiàng)目基本都來自現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)生活實(shí)際，這樣的方式能夠較好地提高學(xué)生的積極性與協(xié)作能力。但是在任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式下，學(xué)生和教師的目標(biāo)過多集中于實(shí)操結(jié)果，往往忽略了解決問題的過程、方法與技能。在完成實(shí)操任務(wù)時(shí)，由于學(xué)生的知識(shí)儲(chǔ)備與解決問題能力有所差異，每組學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度快慢不等，甚至在實(shí)訓(xùn)的最后幾天，有的組已經(jīng)提前完成任務(wù)，有的組卻還在半道摸爬滾打，這樣的情況不僅不利于教師掌控教學(xué)進(jìn)度，更會(huì)降低學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

3 基于CDIO的一體化教學(xué)理念

一體化的課程是按照經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要和技能人才培養(yǎng)規(guī)律，根據(jù)國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國家技能人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，以職業(yè)能力為培養(yǎng)目標(biāo)，通過典型工作任務(wù)分析，構(gòu)建課程體系，并以具體工作任務(wù)為學(xué)習(xí)載體，按照工作過程和學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)要求設(shè)計(jì)和安排教學(xué)活動(dòng)的課程。一體化課程體現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融通合一、專業(yè)學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐學(xué)做合一、能力培養(yǎng)和工作崗位對(duì)接合一的特征[2]。

CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）4個(gè)英文單詞的縮寫，它是“做中學(xué)”原則和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”的集中體現(xiàn)[3]。它以工程項(xiàng)目從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)實(shí)踐、有機(jī)聯(lián)系課程的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO工程教育模式最大的優(yōu)勢是以項(xiàng)目為主線，讓學(xué)生參與項(xiàng)目的各個(gè)流程，對(duì)項(xiàng)目全生命周期進(jìn)行把控，全方位鍛煉個(gè)人能力的同時(shí)，又更深入地理解了知識(shí)內(nèi)容，鍛煉了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、執(zhí)行能力等職場必備技能，貼合現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展需要，為學(xué)生日后的長遠(yuǎn)發(fā)展奠定必要基礎(chǔ)。

一體化課程的實(shí)施以具體的工作任務(wù)為學(xué)習(xí)載體，CDIO工程教育的主線為項(xiàng)目，因此兩者核心思想是相互統(tǒng)一的。將CDIO工程教育的理念引入一體化的教學(xué)中必將大大提升學(xué)生的專業(yè)技能、工程實(shí)踐能力以及職業(yè)素養(yǎng)。

4 教學(xué)改革的實(shí)踐

技工院校主要培養(yǎng)面向生產(chǎn)一線的高技能復(fù)合型人才，本?！皻鈮簜鲃?dòng)及其控制”課程教學(xué)改革嘗試將CDIO工程教育理念與一體化的思想進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，并進(jìn)行了課堂實(shí)踐。課程實(shí)施過程中將零散的理論知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)整合，學(xué)生充分發(fā)揮自己的潛能，動(dòng)手進(jìn)行實(shí)操實(shí)踐，用自己的智慧與勞動(dòng)完成任務(wù)。在實(shí)施過程中時(shí)刻要求學(xué)生遵循實(shí)訓(xùn)室5S管理規(guī)定，牢記安全“紅線”，嚴(yán)格按照工藝流程進(jìn)行作業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生的執(zhí)行力與守時(shí)意識(shí)。在該課程所有任務(wù)實(shí)施的過程中拋棄傳統(tǒng)氣動(dòng)教學(xué)的實(shí)訓(xùn)裝置，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)設(shè)備上插接導(dǎo)線氣管完成教學(xué)任務(wù)，雖然能插接完成氣動(dòng)回路，但是真正到企業(yè)后不能完成氣動(dòng)回路的搭建，缺乏工程意識(shí)。改革后，課程實(shí)施時(shí)讓學(xué)生親自完成每個(gè)元器件的固定、剝線、壓線，電磁閥、繼電器的接線，生料帶的使用等，不但讓學(xué)生明白原理，更要求學(xué)生會(huì)使用工具，讓學(xué)生真實(shí)完成一個(gè)具體的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)真正的一體化教學(xué)。

4.1 一體化的工作任務(wù)

課程的實(shí)施以具體的工作任務(wù)為載體，將工作任務(wù)與授課內(nèi)容有效聯(lián)系在一起，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加快轉(zhuǎn)變學(xué)生思想，有助于其職業(yè)責(zé)任感與自豪感的建立，在不斷理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐操作的交替中充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，切實(shí)提升自身理論水平、實(shí)踐能力、合作精神等，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式中照本宣科的授課方式，真正做到理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)融通合一、專業(yè)學(xué)習(xí)和工作實(shí)踐學(xué)做合一、能力培養(yǎng)和工作崗位對(duì)接合一。

一切從學(xué)生的實(shí)際出發(fā)，遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律，貼近生產(chǎn)生活實(shí)際，結(jié)合市場和社會(huì)需求將氣壓傳動(dòng)教材內(nèi)容優(yōu)化整合，精煉出3個(gè)層次5個(gè)工程項(xiàng)目，如表1所示。在內(nèi)容設(shè)置上遵從循序漸進(jìn)原則，層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣。以具體工作任務(wù)為引線，讓學(xué)生學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，自主解決項(xiàng)目實(shí)施過程中所遇到的困難，轉(zhuǎn)被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)，充分體保證學(xué)生的主體地位、教師的主導(dǎo)地位。

表1 課程項(xiàng)目設(shè)置情況

層次項(xiàng)目知識(shí)目標(biāo)能力素養(yǎng)目標(biāo) 認(rèn)知驗(yàn)證層機(jī)用平口鉗氣動(dòng)回路的安裝與調(diào)試（氣動(dòng)手動(dòng)控制）氣壓傳動(dòng)的工作原理、氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用、氣壓傳動(dòng)的系統(tǒng)組成、氣壓傳動(dòng)的特點(diǎn)自主學(xué)習(xí)能力、刻苦鉆研能力、語言表達(dá)能力 應(yīng)用實(shí)踐層客車車門氣動(dòng)回路的安裝與調(diào)試（氣動(dòng)繼電器控制）、自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)氣動(dòng)回路的安裝與調(diào)試（帶有傳感器的氣動(dòng)繼電器控制）、真空搬運(yùn)回路的安裝與調(diào)試（真空吸附的產(chǎn)生與控制）氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的基本回路、傳感器在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用、繼電接觸器控制回路、真空吸附系統(tǒng)及其組成、氣動(dòng)基本回路的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通交往能力、邏輯思維能力、職業(yè)操作規(guī)范能力 綜合創(chuàng)新層氣動(dòng)機(jī)械手控制回路的安裝與調(diào)試（綜合應(yīng)用）多缸氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)、氣動(dòng)控制系統(tǒng)的安裝與調(diào)試、氣動(dòng)系統(tǒng)的試車與故障排除創(chuàng)新實(shí)踐能力、發(fā)現(xiàn)問題解決實(shí)際工程問題能力以及可持續(xù)發(fā)展能力

4.2 任務(wù)實(shí)施

課程采用任務(wù)引導(dǎo)的教學(xué)模式進(jìn)行設(shè)計(jì)，將CDIO工程教育理念融入整個(gè)教學(xué)過程中，將項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行貫穿到整個(gè)教學(xué)過程中。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生不但掌握了理論知識(shí)，提高了實(shí)踐能力，還培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作及項(xiàng)目開能力。

構(gòu)思階段，教師通過信息化的手段下達(dá)任務(wù)書，發(fā)布任務(wù)相關(guān)資料。四五名學(xué)生為一組，設(shè)組長1名，組長帶領(lǐng)學(xué)生查找和收集資料。每組學(xué)生根據(jù)任務(wù)具體要求，擬定設(shè)計(jì)思路，制訂項(xiàng)目初步實(shí)現(xiàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力、獨(dú)立思考和分析問題的能力。教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)方案的可行性進(jìn)行判斷。

設(shè)計(jì)階段，教師分析項(xiàng)目任務(wù)，講解知識(shí)點(diǎn)以及設(shè)計(jì)的重難點(diǎn)。每組學(xué)生合理分工，發(fā)揮自己特長，通過交流討論，團(tuán)結(jié)協(xié)作確定設(shè)計(jì)方案并繪制主回路以及控制回路圖。學(xué)生可以先利用FluidSIM軟件進(jìn)行仿真，驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果的正確性，然后實(shí)施項(xiàng)目。在課程實(shí)施過程中，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，教師隨時(shí)引導(dǎo)學(xué)生解決所遇到的問題，多采用信息化的手段，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)基礎(chǔ)較差的學(xué)生進(jìn)行重點(diǎn)跟蹤指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

實(shí)施階段，學(xué)生自主完成氣動(dòng)主回路以及控制回路的安裝與調(diào)試。學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決項(xiàng)目中遇到的問題，每組成員之間相互交流，取長補(bǔ)短，完善系統(tǒng)功能。項(xiàng)目實(shí)施的過程是學(xué)生遇到真實(shí)生產(chǎn)實(shí)踐問題的過程，學(xué)生的綜合素質(zhì)在解決問題的過程中得到提升。讓學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中做，實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)。在項(xiàng)目實(shí)施過程中，教師起著指導(dǎo)和答疑的作用。通過實(shí)施項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及工程實(shí)踐能力。實(shí)施過程如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目實(shí)施流程圖

運(yùn)行階段，各小組針對(duì)項(xiàng)目要求進(jìn)行答辯，在此階段教師可創(chuàng)新設(shè)置答辯方式，學(xué)生可制作PPT、錄制視頻、撰寫項(xiàng)目實(shí)施報(bào)告等。各小組和教師根據(jù)答辯情況進(jìn)行檢驗(yàn)評(píng)價(jià)，提出改進(jìn)措施。通過運(yùn)行項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生表達(dá)交流能力和實(shí)踐操作能力。

4.3 教學(xué)評(píng)價(jià)

學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)是教學(xué)的重要組成部分，按照基于CDIO的一體化教學(xué)理念，對(duì)教學(xué)效果的評(píng)價(jià)不僅限于對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果的考核，更應(yīng)該強(qiáng)調(diào)過程考核、職業(yè)素養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)研究等方面。本課程評(píng)價(jià)分為理論知識(shí)（40%）、實(shí)踐技能（40%）、職業(yè)素養(yǎng)（20%）三部分。各部分評(píng)價(jià)結(jié)果分別由平時(shí)表現(xiàn)（出勤、作業(yè)等）、理論知識(shí)測試、實(shí)踐表現(xiàn)（分析、解決問題能力，組內(nèi)、組間互評(píng)，任務(wù)工單、診斷報(bào)告等）構(gòu)成。整個(gè)評(píng)價(jià)體系體現(xiàn)了知識(shí)技能與素養(yǎng)并重、過程與結(jié)果并重、課上與課下并重、自評(píng)與師評(píng)并重，全方位、多角度對(duì)學(xué)生進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。

5 結(jié)果

將CDIO工程教育理念融入一體化的教學(xué)中，在一體化專業(yè)教室中進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生在“做中學(xué)”“學(xué)中做”，遵循“從實(shí)踐到理論，再從理論到實(shí)踐”進(jìn)行認(rèn)知。通過項(xiàng)目的實(shí)施，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)，實(shí)現(xiàn)理論實(shí)踐合二為一，引導(dǎo)學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)榉e極主動(dòng)學(xué)，真正成為一體化學(xué)習(xí)的主人，發(fā)揮學(xué)生的主體作用，將教、學(xué)、練教學(xué)三步驟有機(jī)結(jié)合在一起，進(jìn)行產(chǎn)學(xué)結(jié)合式教學(xué)，加強(qiáng)實(shí)踐練習(xí)，依據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況因才施教，注重實(shí)際動(dòng)手能力的培養(yǎng)，突出職教特征，從而提升學(xué)生的專業(yè)技能、職業(yè)素養(yǎng)、綜合素質(zhì)。

［1］姚靜，王佩.基于OBE教學(xué)理念的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)式專業(yè)課程教學(xué)設(shè)計(jì)——以《液壓與氣壓傳動(dòng)》為例［J］.教學(xué)研究，2017，40（3）：87-91.

［2］肖偉才.理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)一體化教學(xué)模式的探索與實(shí)踐［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2011，30（4）：81-84.

［3］查建中.論“做中學(xué)”戰(zhàn)略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2008（3）：1-6，9.

郭付龍（1987—），男，河南汝南人，碩士，講師，研究方向?yàn)楣I(yè)機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用。

深圳技師學(xué)院校級(jí)教研項(xiàng)目“《氣壓傳動(dòng)及其控制》課程教學(xué)視頻開發(fā)及應(yīng)用研究”（編號(hào)：1912035）

2095－6835（2020）10－0072－02

TH138

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.10.030

〔編輯：嚴(yán)麗琴〕