基于CDIO的数控机床维修课程教学模式研究

摘 要：针对当前创新型高级技能人才培养的要求，指出了当前传统的数控机床维修课程教学模式存在的不足，根据CDIO教学模式理念，对该课程的教学内容、教学方法、教学体系等方面进行了深入的改革与创新，从而构建了新的数控机床维修课程的教学模式，更好地培养学生的实践能力、创新意识和团队精神，不断提高该课程的教育教学质量，同时也促进了相关专业教师的教学科研水平提高，提升数控维修专业在全国同类院校影响力。

关键词：数控机床维修；CDIO；教学改革

中图分类号：G42 文献标识码：A

文章编号：1009-0118（2012）07-0101-02

一、CDIO创新教育概述

CDIO含义是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate)，四个词汇英文第一个字母缩写。2000年，在美国麻省理工学院工程院院士Ed.Crawley教授为首的团队和瑞典皇家工学院等3所大学组成跨国研究组合,获Knut and Alice Wallenberg 基金会近1600万美元巨额资助，经过四年探索，创立了CDIO工程教育理念，并成立CDIO国际合作组织。CDIO工程教育的理念是：充分利用大学学科齐全、学习资源丰富的条件，以尽可能接近工程实际，涉及技术、经济、企业和社会的团队综合设计，以产品研发到产品运行的生命周期为主要载体，结合专业核心课程的教学，使学生在学习中从理论知识、个人素质和发展、协作能力和对社会大系统的适应与调控能力四个方面得到全面的训练和提高。

二、数控机床维修课程概述

（一）目前教学模式分析

1、课程性质与定位

《数控机床维修》课程的主要目标是使学生能够完成数控装备制造类企业电气装调岗位的典型工作任务，能够运用数控原理进行数控机床控制系硬统件配置、数控机床一般功能调试以及简单故障分析，使学生掌握数控机床安装、调试、维修手段，学会普通机床数控化改造等专业技能，能更快地适应以后专业岗位工作。

2、传统的教学模式

《数控机床维修》课程是一门综合性很强的课程，其知识点涵盖了数控设备各方面的基础知识，包括机械基础知识，电气控制技术基础知识、数控系统知识等，传统的教学方法是各块分开教学，如下图1所示。

传统的教学方法，是以教师单向的知识传授为主，这种方法最大的弊端是容易忽略学生个体差异逐渐，这些差异包括性格，对基础知识和社会知识的掌握等。如果全班训练内容都一样，那么这种方法可能成为抄袭的最大驱动力，其原因在于学生没有自己拟定调试与维修的方案，只不过是按照教师制定的方法走一个过程，起不到锻炼创新能力目的，很多学生仅仅为通过考核而学习，没有主动参与的热情，也体会不到学习的乐趣所在，也培养不了创新能力。

（二）课程改革现状及存在问题分析

伴随着国家示范院校建设，《数控机床维修》课程目前教学在示范中进行了项目教学改革，通过岗位分析，任务驱动，将数控机床维修课程分为了六个模块教学包括数控机床操作，数控机床电气调试与维修，数控机床机械调试及维修，驱动部分故障诊断与调整PLC功能及PLC控制故障诊断与调整以及数控机床验收、采购及日常维护常识等内容进行了教学改革试点工作。

图1 传统教学方法数控机床维修课程教学模式

从试点情况来看，取得了一定的成效，学生对学习数控机床维修兴趣有了明显提高，学生在参加2009年全国高职技能数控机床安装、调试与维修项目大赛，也取得了国家二等奖的成绩。但是总体看，学生学习兴趣还有待进一步提高，特别是分组教学中由于每一组教学内容一样，造成了基本一组只有一、两个学生学习为主，其他学生参与度不高，造成了总体班级教学效果不理想、缺乏团队合作精神、项目组织管理能力。特别是学校推进创新型人才培养的背景下，为此针对此种情况有必要进一步推进教学改革，以加强学生团队合作、技术交流、项目组织管理能力培养。

三、基于CDIO理念的教学模式

（一）课程改革思路及特点

教学模式改革的思路是首先研究国内外工程教育中的CDIO教学模式理论，特别是其中的Sill-CDIO教学方式理论；按照数控机床维修课程教学目标，重构课程教学体系，更新教学内容，将数控机床维修教学内容从单一模块化，重新设计成几个互相关联相对独立的单元；改革教学方法和方式，将现有的简单的分组学习，转变为一个独立的项目组，明确各成员的目标和任务；即将CDIO教学模式理论应用于数控机床维修课程，进一步培养学生在数控设备维修领域里工程化的应用意识。学生通过在CDIO项目实践过程中，理解和把握课程要求的知识和技能，体验过程的探索带来的乐趣，培养学生分析问题和解决问题的思想和方法，锻炼团队意识，培养学生的终身学习能力和实际处理问题能力。该项目成功实施将为数控类其它专业课程引入CDIO教学模式借鉴经验，同时也为学校推进教学改革提供参考的案例。

该项教学改革的推行将有利于《数控机床维修课程》教学质量提升。CDIO在教学模式的教学方法上一般实施探究式学习、参与学习和主动实践学习，不再以教师教授为主，而是师生基于问题解决的互动学习，将学生以继承知识为主的学习引导至对未知事物主动探索的学习。老师主要帮助学生明确所学内容在学科知识体系中的位置，找到建立和优化自身知识框架的方向和途径，使学生学习的方向性和主动性大大提高，课堂氛围也更轻松活跃，通过CDIO教学模式的实施，将大大激发学生的学习兴趣，提升教学质量。

（二）改革后的教学模式

1、构思阶段

项目构思阶段，主要是加强专业技术知识和专业技术技能的传授，为学生打下扎实的专业基础知识和基本技能；同时进一步加强现代工程技术科学和技术发展的介绍、多学科工程应用知识的介绍，使学生了解较宽的科学基本原理，也就是宽口径、厚基础。设计的项目不仅让学生需要掌握机械制图、同时还要会电气制图、必要的电路分析，以及一定的数控原理知识。

2、设计阶段

与理论教学相比，实践教学在培养实践能力和创新能力人才方面，又具有不可替代的作用。机械结构装配、电气柜装配、数控系统连接与调试实验教学中，以提高教学质量、培养学生的工程意识和提高学生工程素养为核心，以激发学生的学习兴趣和潜能为重点，以培养学生团队精神和创新意识为目的，在教学体系、教学方法、教学内容等方面进行深入的改革与创新。将此机械结构知识、电气柜设计与连接知识、数控系统硬件连接知识，放在数控机床维修课程项目学习过程中，能将学到的知识内容与数控设备维修行业实际维修联系在一起，将课程经典知识与现代技术有机结合，更新了设计手段和设计方法，极大地提高了学生的学习兴趣和实践能力。

3、实施阶段

主要强调对“实现”(Implement)环节的过程验证。要求学生熟悉和理解诊断流程，明确诊断方法和步骤，具体实施的细节部分。重点训练操作的规范性，逻辑思维能力和逻辑推理能力；在实现过程中，使学生体验团队协作的意义和作用，若实现过程受挫，则启发学生寻找、分析失败原因，总结操作过程中存在的不足之处，培养整体思考能力和发现问题的能力。重新制定新的方法和步骤，并进一步实施，以强化对相关知识的理解和运用。在实现过程中，考核学生操作的规范性，监视操作过程中的安全事项。

4、运作阶段

企业实际数控机床维修项目是项目运作的前提和基础，这就对学校教师能力提出了新要求，必须要求相关专业教师深入掌握数控机床维修技术，深入企业承接实际数控机床维修项目，并将项目带入到教学之中，学生以“职业工程师”的身份参与实际工作，在工作实践中学习成长。在此项目中，由教师指导，完成相应项目的实际诊断和检测实现学生角色向职业人角色的转变。注重培养学生综合运用能力、创新能力、举一反三的能力和解决关键技术问题的能力，形成具有独立主持项目等管理能力和项目执行能力。

四、结束语

基于CDIO模式的项目教学有效地解决了理论教学与实践教学脱节的问题。项目实施中，每个学生都有自己的任务，都要接受检查、考核，成绩评定注重过程考核，有效激发了学习兴趣，提高了学习效率，而且也构建了较好的学习环境，还可锻炼学生多方面的能力，为学生今后开展工作打下良好基础。

参考文献：

［1］浙江省人民政府.关于加快工业创新,推动制造大省向创造强省跨越的若干意见［Z］.浙政发(2008)1号.

［2］左家奇.职业教育要为先进制造业培养技能型创新人才［J］.教育探索,2010,(7)：146-147.