基于CDIO理念的机械设计课程教学改革模式研究

基于 CDIO理念的机械设计课程教学改革模式研究

刘艳 1 陆广华 2 张乐莹 3

（南京理工大学泰州科技学院 江苏泰州 225300）

摘要：针对当前机械设计课程教学的特点与存在问题，借鉴国际先进的CDIO工程教育理念对机械设计课程教学进行改革与创新。文章首先对机械设计课程教学的现状进行阐述，而后对机械设计课程的教学内容展开论述，最后基于CDIO理念对教学模式展开改革。该教学方法为未来教育改革提供理论基础与实践意义，可在一定程度上提升学生动手能力与创新能力，进而解决机械课程中遇到的实际性问题。

关键词：CDIO理念；机械设计；教学改革

一、基于CDIO理念的机械设计课程教学现状

机械设计课程主要的教学时长一般为70-80学时，最后再衔接1-2周的机械设计课程。但目前，国内高职院校对机械设计课程的教学模式还存在诸多问题。例如，传统机械设计课程主要以灌输式教学方法为主，即教师是课堂的主体，学生在课堂上只扮演听众的角色，这无疑导致学生在课上的积极性不高，教师的教学兴趣较低，致使机械设计课程的改革出现滞缓。虽然教学手段发生改变，即由传统的板书转变为多媒体教学，但教师的教学方式与学校的改革模式仍未发生转变，导致机械设计课程仍处于相对落后状态。此种情况下，学生对机械设计课程失去兴趣，并且丧失主动思考与动手能力，久而久之造成学生学习积极性不高、教师教学兴趣低下等问题，不利于为机械设计课程教学改革奠定基础。

诸多学者还对毕业生进行采访，许多学生反映学校的机械设计课程与实际联系较少，且实践类课程较少，无法满足学生的发展需求。这在一定程度上表明原有机械设计课程教学方式与教学内容已无法适应当前教学改革。基于此，相关教学主体应将理论与实践综合应用于机械设计课程教学中，以提高学生学习兴趣与积极性。

二、基于CDIO理念的机械设计课程教学内容

（一）教材

基于CDIO理念的机械设计课程教学应以教材教学为主，相关教育主体也应设计出可以驾驭机械设计课程的教材，并确定相关受教育主体的需求。当今市面上大部分机械设计课程的教材仅局限于讲解工作技能并说明技能所涵盖内容，无法将其转化为直接表达方式促使学生清晰其表达意义，也不能实现教学从理论到实践的过渡。因此，基于CDIO理念的机械设计课程教学改革应以教材改革为主，以提高学生学习积极性。

（二）教学大纲

当前机械设计课程教学呈现教学大纲不明确、教学思路不清晰等困境，且缺乏可操作性，这导致教师无法明晰教学大纲及具体教学内容，加之大多数教师没有机械设计的实践经验，无法为学生布置项目，导致机械设计课程进展速度缓慢。只有将理论性大纲变为实践性教学大纲，才可以调动学生学习积极性，为机械设计课程教学改革奠定基础。

（三）实践教学条件

基于CDIO理念的机械设计课程教学改革不仅需要教材与教学大纲的推动，还需要社会各界共同创造实践教学条件，打造一支教学能力强、实践能力强的教师队伍。据此，相关教育主体首先应完善机械设计课程理论体系，塑造学生与教师的创造创新思维，在培养教师工作热情的同时为机械设计注入活力。但当前机械设计课程教学的实践条件较为落后，且为学生提供的教学资源尚显不足，严重制约了教学课程的开展与创新。

三、基于CDIO理念的机械设计课程教学改革模式

（一）CDIO教学理念概述

CDIO即构思、设计、实现以及运作，其旨在通过构思任务，通过案例教学使学生在掌握基础知识基础上，具备动手能力与实践能力，进而培养其团结协作能力。通过CDIO的教学理念对机械设计课程进行优化，以全面提高教学质量，让学生能扎实掌握从事机械设计的基本理论与知识，进而在日常生活与实践中贡献力量，培养其动手能力与创造能力。

（二）基于CDIO教学理念的机械设计课程教学改革

第一，机械设计课程及项目的筛选。基于CDIO教学理念的机械设计课程教学首先应改革项目载体，并将教育目标与教学内容作为导向，设计多个不同的项目载体。其主要目的在于教会学生如何运用教学大纲完成机械设计，并熟练运用机械类工具，以推进教学稳步有序进行。教师则应以项目中布置的教学内容为主，着重教会学生如何高效、准确的完成学习任务，并通过教学获得动手能力与实践能力，从而在日后的工作中获得成就感。

第二，教学工作的准备。在机械设计课程教学活动中，教师应紧紧围绕项目载体开展教学，并形成以学生为主、教师为辅的CDIO教学模式，使学生成为课堂的主导者，参与整个教学内容的设计与教学目标的设定。教师则在教学活动中扮演组织者与引导者，将学生、教学与课堂融为一体，并通过组织实践类教学提高学生的实践能力与自主思考能力。

第三，教学过程的设计。随着国家对教育的重视程度越来越高，现代教育模式逐渐转变为实践类教学为主，理论类教学为辅。因此，机械设计课程教学也应转变传统教学模式，形成以讨论—构思—出台—执行—考核为主的教学方式。具体来说，教师应在机械室通过多媒体对学生进行形象化教学，讲解时也应将具有代表性的实践类教学加入其中，即如何选择发动机—如何设计传输带—减速器及刹车的使用与设计—齿轮设计。借助此次教学，教师可明晰教学目的与教学方式，学生也可在实践训练中对机械设计产生兴趣，并为机械设计课程教学的改革与创新贡献力量。另外，教师在设计课堂时也应充分考虑到实践性这一性质，尽可能将实践性强与理论性强的学生分在一组，并要求其根据教学目标设定教学计划，并与其他学生一同讨论，而后教师对其进行点评与反馈，最终确定教学任务目标与具体完成时间。

第四，课程教学的执行。教师在上课之前应准备好所需课件及示范物，并详细解说其执行过程，以激起学生学习积极性与兴趣，带动课堂气氛。具体来说，教师可用减速器作为讲解案例，在说明其运行原理与制作过程基础上，应运用多媒体示范其拆解及安装方式，并要求学生根据教师的讲解进行示范，这一定程度上可以锻炼学生动手能力，为其后续学习奠定基础。最后，教师应对学生的示范进行评价，并建立考核小组对学生总结进行考核，这可以巩固学生的理论知识与实践知识，并对其学习内容进行补充与完善，进而推进机械设计课程教学的改革与创新。

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作者简介：刘艳，出生年月：1981.01,女，汉族，籍贯：江苏盐城，学历：南京理工大学研究生，学校及职称：南京理工大学泰州科技学院副教授，研究方向：机械设计及优化设计.

【基金课题】校级教改项目《基于 CDIO 理念应用型课程建设的研究和实践——以机械设计课程为例》，课题编号（YJG2019B02）