基于CDIO模式的“零件数控车削加工”课程创新教学探讨

钟 如 全

一、CDIO工程教育模式

CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现(Implement)、运作（Operate）4个英文单词的缩写，是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中概括和抽象表达，是一种合作学习、团队成员之间相互探讨、交流、协作，共同完成项目设计、规划，最后独立实施完成项目的学习模式。学生是中心，有一个明确的项目，在项目实施过程中，教师、技术人员会经常检查、督促项目进度，给予指导，帮助学生完成项目，通过项目实施形成专业能力，从而达到顺利就业。

数控技术专业是我院的重点专业，在办学指导思想上一直把培养生产一线数控加工岗位的技能型人才作为我们的主要培养目标，所以数控加工岗位所必需的数控加工工艺、编程、数控机床操作及产品质量检测等知识和技能一直是教学的重点内容。为了使数控技术专业的核心课程符合高技能人才培养目标和专业相关技术领域职业岗位(群)的任职要求，我们按照CDIO的培养模式开发了“零件数控车削加工”和“零件数控铣削加工”这两门专业核心课程。

二、传统教学存在的问题

“零件数控车削加工”是一门实践性很强的课程，主要学习数控车削的加工工艺、编程、数控车床操作及产品质量检测的内容。然而，传统教学中却存在以下的问题。

（一）教学内容抽象、干瘪

理论课老师将大量的理论知识放在教室中讲解，而有些知识学生根本就无法想象到，例如在讲解对刀时，老师花大量的时间在黑板上讲解，而学生根本就无法理解其中的原理。[1]

（二）知识之间缺乏有效的衔接和延伸

知识的系统性不够，不利于学生对知识的掌握和应用，对基本概念缺乏深层次的理解，对数控编程、操作、加工之间的联系，缺乏系统的掌握。

（三）理论与实践脱节

传统的教学将数控车削的加工工艺、编程知识都放在理论课上讲解，然而，由于学生之前并未接触机床，故对机床并未建立感性认识，所以理解这些知识非常困难。在后来的实践课程中，由于要用到以前理论课上的工艺知识以及编程知识，但由于在理论课中并未学通，故在实践课程中应用时非常麻烦，导致两者之间出现严重的脱节。

（四）实践教学的考核不到位

目前大多数高校实践考核只注重结果的考核，没有对实践的过程进行考核，没有对实验过程中吃苦耐劳、团队合作等职业素质的考核，而这些，恰恰是当前多数企业重要的用人标准之一。

三、基于CDIO模式的教改实践

基于CDIO模式的课程教学，打破传统的由教师讲授为主的被动学习模式，让学生以主体的形式积极参与到实际工作过程中来，通过多个项目，将零件工艺设计、编程、操作加工和检测各个知识点有机衔接成一体，使他们系统地掌握数控车削技术知识，切身体会数控车削技术知识的实际应用情况，达到培养学生专业技术能力、职业素养及工作学习的方法能力的综合目标。通过在工作中学习、学会如何工作，能更好的实现从学校到企业就业的快速对接。

如表1所示，每一个项目都以企业实际加工零件作为对象，针对工程，实际培养同学们的“工程”概念。通过构思、设计、实施和运作4个阶段，进行课程教学实践。[2]

构思阶段，主要是老师布置项目任务，学生明确工作内容，并考虑怎样做。

表1 “零件数控车削加工”课程的所有项目内容及所需学习的内容[2]

设计阶段，要求学生设计整个学习或工作的过程，包括工作顺序、步骤，所需准备的工具等的工作计划。

实现阶段，要求学生自己动手完成项目。

运作阶段，根据任务要求，自行检查完成任务的质量，通过自评、互评和教师点评等，对整个工作学习过程进行分析评价，总结经验，改进不足之处。

下面以来自企业实际产品为例，介绍学校基于CDIO模式的“零件数控车削加工”教学的实施过程。

（一）构思(Conceive)阶段

“零件数控车削加工”课程在大二下学期开设，故学生已经完成大部分专业基础课程学习，对数控技术专业有了比较深的了解。但由于接触专业课程时间不长，对专业问题了解深度不够。为此，我们在构思阶段，主要是老师布置项目任务，下发任务单、作业单，讲解具体知识，解答学生疑问。学生明确工作内容，并考虑怎样做。同时要求学生充分利用学校精品课程资源、网络资源等，查找项目的相关资料，并且进行汇总整理。在这个过程中，主要是锻炼学生收集资料、提炼资料、展示自我的能力。

（二）设计(Design)阶段

在此阶段，完成项目实施计划。学生制定零件的加工工艺方案(包括毛坯准备、机床选择、工装夹具选择、零件加工工序流程等)，并进行工艺过程卡片、工序卡片的填写。学生分组建立学习小组，一般每小组5-6人，每组选出一名组长。小组讨论工艺过程卡片、工序卡片的正确与否。在接下来项目设计及实施过程中，加工工艺辅导教师通过要求大家定期汇报或不定期讨论的方式，解决实施项目过程中存在的问题。根据学生制定的方案，教师进行点评，讨论实施计划的可行性，并及时反馈，学生进行修改，如此反复，最终确定项目完成计划和实施方案。

（三）实现(Implement)阶段

在此阶段，完成零件的数控加工及检测。每个同学根据前一阶段制定的工艺方案，完成零件数控编程，填写程序卡片，并经过软件仿真后，输人数控机床，再在机床上进行仿真检测。安装毛坯和工装夹具，将零件加工出来，然后通过测量仪器给出零件的测量报告，并填写报告。整个过程中，要求同学们注意实际生产安全，考虑各种外界因素(如转速、进给量、冷却等)对产品最终加工品质的影响。

（四）运作(Operate)阶段

根据任务要求，自行检查完成任务的质量，通过自评、互评和教师点评等，对整个工作学习过程进行分析评价，总结经验，改进不足之处。

四、数控创新实验教学改革的特色

（一）以CDIO工程教育理念为指导，创新教学设计

以企业产品为项目载体，以完成项目的创新设计与制造为具体目标，指导学生亲历一个产品从“构思→设计→实现→运作”完整过程。

（二）以企业产品研制流程为依据，划分教学项目

全面培养学生零件加工工艺制订、手工或自动编程、零件加工、检测、工作计划优化、团队合作等工作能力。

（三）以项目为载体，实施教A做B，提升学生能力

帮助学生建立初步的系统思考、整体协调的思维能力，帮助学生了解课程之间的关联关系，提高学生自主学习能力。

通过注重培养学生数控加工技术能力，尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力，以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力，吸收世界先进的工程教育理念，从而建立符合国际工程教育共识的课程体系。

[1]杨金林.基于CDIO模式的数控创新实验教学探讨[J].装备制造技术,2012(8):239-240.

[2]李芳丽.CDIO工程教育理念下的数控实训教改探索[J].装备制造技术,2012(5):188-189.