CDIO教育理念在应用型本科院校的UG教学中的应用探索

周雪峰　王剑　刘万辉

【摘 要】依据CDIO工程教育理念及专业特点，通过优化课程体系及教学方式，以项目实施为导向分层次组织教学，使学生参与项目设计，发挥学生主观能动性，激发学生学习兴趣，增强学生团队协作意识，以此将学生学习能力的培养与个人发展联系起来。

【关键词】CDIO教育理念；UG教学；项目实施

UG NX是Siemens PLM Software公司推出的一款集CAD/CAE/CAM于一体的软件平台，由于其具有强大的计算机辅助设计、分析和制造功能，广泛应用于航空、船舶、汽车、电子、机械制造和工业造型等领域，有效缩短了新产品的开发周期。为提高学生的综合素质，更好的服务于社会，许多学校在机械、材料类专业中开设了UG课程，目的是让学生掌握、熟悉UG软件的基本应用，提高学生专业技能，增强学生就业竞争力。

传统的教学理念是通过课堂教学，使学生掌握UG常用命令操作的技能训练，教学模式通常以教师为中心组织课堂教学，先由教师演示UG各项命令的操作过程，再由学生根据实例进行操作练习，并完成教师指定的作业。采用这种教学模式，学生大多能完成教师布置的练习，但学生在学习过程中缺少主动思考问题、解决问题的能力培养。当面对复杂造型时，许多学生无法完成甚至无从着手，这严重打击了学生学习的积极性。尤其是走上工作岗位后，这种孤立的操作技能培养的教学模式的弊端更加凸显，因此，有必要引入新的教学理念进行教学改革和创新，注重教学过程中学生思考问题、分析问题、解决问题能力的培养，以适应社会需求。

1 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式[1]作为国际工程教育模式改革的最新重要成果，强调将构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）作为主线，以产品的研发及其运行的生命周期作为载体，根据课程间的有机联系，培养学生主动的、实践的学习工程理论与经验技术的能力。CDIO教育模式将学生的能力培养分为四个层面，即工程基础知识、个人能力、团队协作能力及工程应用能力，要求以这四个层面的预定目标培养学生综合运用知识的能力，实现创新的教育思想。

2 CDIO教学方案设计

依据CDIO工程教育模式，在UG教学的组织过程中，注重学生学习主动性、创造性能力培养的同时，结合社会需求，确定学生应具备的基础知识和运用知识的能力，以此为目的明确课程与知识扩充和能力培养之间的关系，建立UG教学方案和课程体系之间的关系，设计教学方案，深化教学内容与教学效果，具体方案如下。

2.1 课程体系的调整及教学方式的整体优化

依据CDIO工程教育理念，在UG软件课程开设之前，完成零件测绘、工程制图、AutoCAD、机械设计基础等相关课程的学习，使学生对三维设计具有感性认识，便于学生在听课过程中的理解，同时有助于教师组织课堂教学，拓展相关知识。

鉴于CDIO工程教育模式，系统研究UG常用功能模块的不同命令，结合UG软件中实体造型、曲面设计、工程制图以及装配等主要设计模块，设计具有典型性、实用性的教学案例，以项目为导向分别构建初级、中级和高级项目，逐步提高项目的复杂程度[2]。其中，初级项目以演示UG常用命令的使用过程为核心构建项目，每个项目包含1-2个知识点，通过项目实施掌握UG软件的基本命令操作，使学生通过练习掌握基本命令的操作技巧。中级项目通过案例练习训练学生熟练掌握操作命令，总结不同操作命令之间的联系与区别，中级项目综合多个命令，使学生深化知识运用，达到触类旁通的效果。高级项目为综合性实训项目需要，综合运用相关基础知识将整个课程体系有机结合起来，在项目实施过程中，学生通过分组以团队形式协作完成项目，高级项目的特点是项目综合程度较高，是对知识的综合运用，要求学生相互协作、互帮互助才能完成项目。通过项目分层次实训，学生综合应用所学知识，促进理论知识向实践技能的转化，提高学生的综合素质，为以后步入工作打好坚实的基础。

2.2 教学过程中团队协作精神的培养

企业中工程项目的开发是企业内各部门协作、部门内各成员协作完成，对人员的团队工作能力、团队协作精神具有较高要求。为了培养学生的团队意识，发挥学生之间互帮互助，首先进行分组。考核成绩由团队成绩和个人成绩构成，分别各占50%。分组采取学生自愿组合，每组4～5人，由教师进行组织和安排。鉴于保障项目的顺利进行，在分组时，遵循一条重要原则，每一组保证至少有1人具备较强的学习能力，负责整个小组项目的顺利开展。同时，为模拟企业内部各项目组、企业间人员的流动，以便学生学到更多知识，提高各组项目完成效率，在项目实施的过程中，根据学生情况允许各组间除组长之外的人员调整，人员调整的原则为各组保持学生人数不变，

2.3 让学生主动参与到项目设计中，发挥主观能动性

一件优秀的产品，关键就是创新，将个人对产品的理解融入到产品的元素中，处处体现设计者的理念。教学过程中对学生创新意识的培养，就是将创新意识贯穿整个教学过程中，最为关键的是通过学生主动参与组织课堂教学，让学生参与设计教学内容及教学方法，发挥学生学习主观能动性。例如，课堂教学的部分案例可以由学生根据兴趣自主设计。另外，结合学生毕业设计，教师模拟客户提出产品需求，让学生按照工作流程完成产品设计，这是充分体现和锻炼学生创新思维的实践过程，使学生的创新灵感得以发挥。尤其是应用型本科院校，部分学生的毕业设计是在实习过程中进行，让学生根据自己的实习岗位拟定题目，有助于提高学生的学习兴趣和学习主观能动性。

3 结语

基于CDIO工程教育理念及UG课程特点，通过优化课程体系及教学方式，让学生主动参与项目的设计，发挥学生主观能动性，通过激发学生的学习兴趣，转变学生的学习态度，有效提高学生的专业技能；以项目实施为导向分组、分层次组织教学，培养学生的团队协作意识，以此将学生学习能力的培养与个人发展联系起来，更好的服务于社会。

【参考文献】

[1]陶勇芳，商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究，2006，（11）：81- 83.

[2]芦新春，訾克明.基于CDIO教育理念的UG教学改革[J].机械管理开发，2013，（3）：147-148

[3]陈凤腾.三维软件UG教学实践应用与探索[J].科技创新导报， 2012， （28）：172-172.

[4]彭湘蓉.“任务驱动教学法”在UG教学中的应用[J].职业，2012， （15）：200-200.

[5]陈春林，朱张青.基于CDIO教育理念的工程学科教育改革与实践[J].. 研究生教育研究， 2010， （1）：30-33.

[责任编辑：王伟平]