基于CDIO工程教育理念的多工种融合教学与实践

王丽 张国俊 张力元

[摘           要]  传统职业院校教学过程大多各自为政，学生学习知识与技能方向单一、分散，不利于学科之间的交叉与渗透，而当今社会行业生产的整合性要求劳动者具有多元技术能力。以 CDIO 教学理念为依据， 通过“基于设计的研究”指导研究思路，实行多工种融合的教学，培养多元技能型人才。

[关    键   词]  CDIO 教学理念;多工种融合;教学与实践

[中图分类号]  G712                 [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）26-0204-02

CDIO工程教育理念（构思、设计、实现、运作），倡导“做中学”和“基于项目教育和学习”的新型教育模式，利用课程本身、课程模块、教学环节等培养学生自学和解决实际问题的能力，以及协调沟通能力和团队协作能力，满足产业对人才质量的要求。国内外经验表明，“做中学”的理念和方法是先进可行的，完全适合职业院校专业教学过程各个环节的改革[1]。

传统的职业院校一体化教学多是分模块、分工种进行，学生只掌握钳工、车工、数控加工中心操作等相关知识与技能，缺乏宏观解决机械加工实际问题的能力。而多工种融合指的是至少由两种及两种以上的工种合作完成相关产品或零件的加工的装配的模式[2]。从CDIO工程教育的角度来看，在教学中以问题为起点，以設计为主线，以团队合作为形式，以多工种融合为导向，实现技术创新、实践应用与理论反思“三位一体”迭代循环提升[3]。本课题采用的研究方法是“基于设计的研究”。以“设计”作为中间环节设计特定教学干预，在教学实践中研究教学干预的作用，不断创新，直到得出比较理想的结果为止[4]。基于设计的研究是一种系统而灵活的方法体系，在研究者和实践者合作的基础上，通过重复性的分析、设计、开发、实施来促进教育实践[5]。

本文主要以幕布支架设计与制造为例，以项目制教学为方法，学生小组合作共同完成任务。任务内容包含幕布支架设计、幕布支架三维建模与仿真、幕布支架工艺方案制定及多工种合作加工与装配等微任务（幕布支架参考如图1所示）。

一、教学方法和流程

基于CDIO工程教育理念，以多工种融合为导向组织教学，主要是通过课前任务发布、课中小组分工协作展开实践、多工种融合团队协作完成幕布支架设计与制造及课后产品检验与工作总结等步骤完成。多工种融合的任务导向教学方法与单工种相比，不仅能达到单个工种的知识技能要求，而且具有单工种操作难以比拟的优势。整个教学过程注重各个专业课程与专业技能操作的衔接性、覆盖性和贯通性，在完成任务的过程中将专业知识、各工种专业技能、个人交际能力、团队合作能力、对实际任务的构思/设计/实施/运行能力融为一体，提高学生运用专业知识与各工种专业技能分析问题和解决问题的综合素质与能力（教学方法及组织流程图如图2所示）。

二、教学研究与实践

（一）学情分析

现有职业院校的加工制造类专业的教学环节相对独立，CAD 机械设计、车工、数铣、钳工等环节缺乏融合教学，各学科之间联系较少，且学生在项目教学中缺乏自学和解决实际问题、协调沟通和团队协作等方面综合能力的培养与训练。

基于CDIO的多工种融合教学方法以团队协作的方式展开学习，学生在团队中分工合作，在产品设计制造过程中锻炼了团队协作能力，培养学生团队合作精神，提升学生探索未知、积极创新的兴趣，全面提高学生的工程实践能力和综合素质[6]。通过任务设定，学生在完成任务的过程中可以将产品设计、产品制造过程结合起来，实现理论知识的掌握及职业综合素养的提升。

以项目为核心的教学模式，以学生为主体，教学内容紧扣原有实训模块内容，以产品为联系核心，将车、钳、铣、设计等独立技能进行串联，以加工常用零部件产品为动机，充分让学生认识到所学有用，让学生想法经过论证与实践转换为现实存在的实物，立足理论，与实践相结合，在学生主动性、积极性和创造性上下功夫，强化学生创新思维和创新意识，在多工种融合教学中，逐渐掌握思考问题、解决问题的方法，提高创新实践的能力。

（二）教学措施

多工种融合的教学组织方法是“基于项目的教学”，以项目为主线、教师为引导、学生为主体，以“案例、问题、项目”为中心[7]，激发学生创造性与创新性思维，贯彻“做中学，学中做”的工学一体化理念，学生在产品设计过程中既能掌握理论知识又能联系实训操作，并且在产品设计过程中加深知识转化效果。

多工种融合的教学过程，从产品设计方案到产品加工制造，小组成员间的工作不再是独立完成，而是相互贯穿、相互弥补、相互提升的合作关系。本任务的设计包含以下要素：一是体现完整的产品设计过程，设计密切结合加工，加工融会贯通各个工种操作，让学生的单一、分散的能力通过本任务黏结在一起;二是结合专业特点及模块理论知识设计工种融合种类，适应专业培养方向，具有针对性;三是结合我校实训车间实际情况，制定多工种融合设计方案，充分利用现有条件，提高教学质量与教学效率。

多工种融合的学习任务是数控技术专业理论课程的某一模块，以幕布支架设计这一任务为载体，将专业理论知识与专业技能训练有机结合起来，产品设计过程包含难度适中的各工种技能操作、理论知识点的融会贯通、产品制造工艺流程，充分体现了“工学一体化”“理实一体化”的教学理念，使教学过程生动、直观，知识易于理解与掌握，契合技工院校学生学习特点。

教學策略的制定与教学组织的形式相结合，将学生专业理论知识、机械加工训练内容、现代产品设计过程通过基于CDIO 的多工种融合的方式组织在一起，在一定程度上实现了教学模式与现代产品加工过程、行业企业要求的完全融合。

（三）教学评价与总结

基于CDIO的多工种融合教学模式的教学评价过程实现从单一的结果评价向过程评价、模块评价转变，教师从学生任务完成程度、环节衔接能力、小组任务参与程度、团队协作能力等方面评价学生学习表现;学生小组间从各小组任务书设计、任务组织开展、任务作品展示、学生能力总结等方面评价小组任务情况;学生个人根据评价指标评价自身学习情况与任务完成情况等;幕布支架验收时由任务委托方选出最优方案及作品。

多维度模块化教学评价、学生独立的学习工作总结，使整个教学过程评价的整体性、全面性及科学性得到提升，对掌握学生学习情况、改进教学方法具有重要的指导性意义。

本文主要介绍了基于CDIO工程教育理念的多工种融合教学模式与实践，充分利用教学资源与信息化手段，充分贯彻“学生为主体，教师为主导”的教学形式，在完成任务的过程中掌握产品设计加工制造的完整过程，将各个工种有机结合起来并能熟练操作，将理论知识应用于实际生产过程，提高了学生的学习效率。基于CDIO工程教育理念的多工种融合教学模式，为培养复合时代要求的知识型、技能型人才提供了有力支撑。

本文紧跟国际国内教育教学方法改革发展趋势，结合技工院校学生特点，采用基于CDIO的多工种融合教学过程，深化教育改革，深化教学观念，充分调动学生学习自主性、积极性，极大地增强了教学效果。

参考文献：

[1]于丽娜，刘少坤.基于CDIO工程教育理念的软件专业课程体系建设研究[J].速读，2014（2）.

[2]闫周，唐开宇，杨旭，等.基于多工种加工的工程训练模式研究[J].科技创新导报，2015（6）.

[3]杨雪，刘英杰，阚宝朋.基于设计的研究范式在网络三维虚拟实验中的运用研究[J].中国电化教育，2008（10）.

[4]倪小鹏.基于设计的研究方法、实例和应用[J].中国电化教育，2007（8）：13-16.

[5]张文兰，刘俊生.基于设计的研究：教育技术学研究的一种新范式[J].电化教育研究，2007（10）：13-17.

[6]徐俊华.简论职业教育中团队精神的培养[J].教育发展研究，2003（7）：14-15.

[7]吴国兴.应用型本科机械类专业工程训练体系的构建与实践[J].实验室研究与探索，2013，32（3）：190-193.

编辑 张 慧