CDIO模式下“注射模具课程设计”教学改革初探

沈洪雷　刘峰

摘 要：本文分析了我校“注射模具课程设计”现行教学中存在的问题，根据本专业人才培养要求和特点，进行了基于CDIO模式下该课程设计的教学改革和实践，提出了教学改革的具体措施，以突出实际工程应用能力的培养，实践证明对锻炼学生实践能力和掌握课程理论达到了良好的效果。

关键词：CDIO工程教育 注射模具课程设计 教学改革

CDIO（工程教育模式）是近年来国际工程教育改革的最新成果，CDIO指的是Conceive-Design-Implement-Operate（构想—设计—实施—操作），是由麻省理工学院等四所大学通过几年的研究、探索和实践建立的一种先进的工程教育模式，它让学生以生动的、实践的、课程之间具有有机联系的方式学习和获取工程能力。旨在以综合的培养方式使毕业生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面达到预定目标［１］。本文结合我校实际情况，介绍CDIO模式在“注射模具课程设计”中的应用。

一、传统课程设计模式的不足［２］，［３］

1.课题单一，学生个性发挥不明显。对于我院“注射模具课程设计”，由于时间安排较短，因此布置的课题一般选择比较单一和简单的典型零件，对大多数学生而言，基本都能按指导书要求的步骤完成。另外，同学间的设计方案差异性较小，不能充分体现学生的个性，也不利于学生特长和创新拓展思维能力的发挥和培养，越来越不能满足现代教育对学生创新能力和素质培养的需要。

2.理论与实践联系不密切，影响学生掌握效果。理论学习和实践是相辅相成、相互影响的。目前课程设计基本是在理论课结束后，集中一段时间执行的，造成课程理论学习和课程设计的实践在时间上有一定的中断，同时由于课程设计时间较短，不可能深入企业或实际制作，因此与企业实际应用还有一定的差距。另外，在理论学习中，学生学习的目标性不明确，没有相应的项目和任务引导，学生就不能带着问题深入学习和研究，这些都在一定程度上影响学生的学习效果和实践应用能力的培养。

3.重结果不重过程，评价不甚合理。教师对学生课程设计的评价大多还停留在平时出勤和对学生提交的课程设计作业成果上，没有充分重视学生的设计创造性思维过程。另外，缺少必要的反馈和总结，学生交完作业就结束，对自己的课程设计方案的可行性、总体质量等方面没有针对性的反馈，设计过程中存在的问题没有得到有效解决，因此也会影响学生对本课程的整体掌握效果。

二、CDIO模式下的课程设计改革［２］，［４］

1.丰富设计课题类型，体现个性化发展，培养团队意识。

改变以往课题单一，与企业实际不符的状况，利用学校产学研合作资源，深入企业一线，收集与本课程密切相关的真实课题，以3—4人为一组进行分组设计，并要求每个人采用不同的设计方案，这样避免了学生之间抄袭的现象，充分调动了各个学生的主观能动性，体现了学生个性化和专业技能发展的需要，培养了小组之间的团队合作意识。

2.课题设计与理论学习相结合，培养学生综合能力。

由于本课程实践性比较强，枯燥的理论说教很难获得预期的效果，要培养工程意识和应用能力，就必须理论联系实践。实践证明“行动式”教学对实践性强的课程学习具有较好的效果，所谓的“行动式”教学就是把传统的说教式的教学模式转变为结合生产实际的认知与应用相结合的一种教学过程［５］。

本课程的理论学习和课程设计在某种程度上其实就是理论和实践之间的关系，理论知识的掌握是课程设计的基础和前提，而课程设计是对课程理论知识的全面实践和应用。在组织教学过程中，将本课程理论教学和课程设计及实践有效地结合起来，即将课程设计的课题提前布置，穿插在理论学习的过程中。这样，一方面可以让学生以布置的课程项目为驱动，在每一个章节讲解完后，就可以对项目进行相应部分的设计、计算，激发学生理论知识的学习兴趣，引导学生自主思考和学习，培养学生解决实际问题的能力，也巩固和加强了学生对理论知识的学习和掌握。另一方面，课程设计课题的提前布置和进行，可以利用课程设计阶段节约出来的时间出去深入企业，进行必要的实习实践，再结合自身的设计方案、零部件制造工艺等方面进行优化。条件许可情况下，对于结构相对简单的可以利用实验室的设备对设计的模具进行制作和验证，让学生树立系统工程的概念，获得专业实践，培养团队合作能力。

3.改进设计方法和手段，锻炼能力，提高效率。

随着计算机技术尤其三维技术的迅猛发展和广泛应用，在模具行业，三维设计成为普遍，另外三维设计有助于CAD与CAE/CAM的集成，可以大大提高模具设计的质量和可靠性。而在本课程修学之前，本校该专业学生已经学习了三维设计软件（PRO/E，UG等）和CAE软件（Moldflow）应用等课程。因此，本课程设计中完全可以利用三维设计方法来替代原先的二维设计模式，这样既锻炼了学生应用计算机辅助模具设计、制造与分析（CAD/CAM/CAE）的能力，又大大提高了设计效率和质量，为后续的毕业设计和真正进入企业工作打下了一定的基础。

4.合理评价，增强掌握效果。

打破原有的评价方式，注重学生课程设计的过程控制和答辩反馈结果。设计过程中，教师随时跟踪学生的设计进展，了解其设计中可能存在的问题，动态掌握学生的设计思路和效果，这样可以充分调动全体学生的主动性和积极性，也有利于教师及时掌握学生的真实情况，为正确评价提供依据。作业提交后，以分组的形式进行集体答辩，这样既可使师生间进行有效的交流，又可将设计中的问题及时反馈给学生，便于学生总结和有效掌握。

三、CDIO模式的实施条件［２］

CDIO模式的实施，对教学环境、教师的整体素质提出了更高的要求，因此，CDIO模式的顺利实施受到以下几方面因素的影响：（1）培养计划中课程体系的设置得是否合理，会影响到学生对专业课程知识体系掌握的优劣。（2）教师的整体能力，一方面需要教师除了系统掌握本专业中与本课程相关的系统知识以外，还要及时掌握本专业学科的发展前沿和动态，另一方面需要花更多的时间和精力对教学过程的实施进行思考、构思和监控。（3）教学条件，在项目实施过程中，需要具备必要的实施条件，比如，实践的场所、相关设施等。（4）学生的自身能力，CDIO主要是以项目为导向，以学生为主体，以实践创新为主线的能力本位培养模式，对学生知识体系的掌握和实践动手能力等各方面有着更高的要求。

四、结语

实践证明，CDIO模式在本课程设计中的实施，有效地激发了学生的主观能动性，也显著提高了学生对本课程理论知识的掌握和应用能力。但是，教学改革是一个系统的复杂工程，对于人才培养的整个过程而言，CDIO的实施不能局限于几门课程，其“构想—设计—实施—操作”的思想应该贯穿于整个教学过程，落实到每门尤其是专业课程中，可以以课程群的形式进行综合的改革和实践，营造有利于实践创新人才培养的教学环境，真正发挥CDIO模式的魅力和效果。

参考文献：

［1］樊志远，熊兴隆.CDIO模式下CPLD课程教学改革的教改的探索和实践［J］.产业与科技论坛，2011（12）：148-149.

［2］朱玉.CDIO工程教育模式下“机械设计课程设计”教改的探讨［J］.中国电力教育，2010（19）：98-99.

［3］郭晓梅，丁明明，方守糊.应用CDIO模式改革《精密塑料成型工艺与模具设计》课程教学的探索［J］.浙江水利水电专科学校校报，2011（9）：81-84.

［4］张泊平，刘晔，李国庆.基于CDIO理念的《软件工程》课程体系构建［J］.福建电脑，20010（7）：27-28.

［5］沈洪雷.“塑料模具设计”课程教学改革与实践［J］.常州工学院学报，20010（4）：87-89.