特種加工課程教學改革與研究

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摘要：目前“特種加工”課程教學效果欠佳，將CDIO教學模式引入課程，從教學內容、教學模式、考核模式、青年教師隊伍建設等方面進行了深入改革與研究，培養了學生的工程實踐能力、工程素養和綜合能力，達到了教學改革初衷。

關鍵詞：CDIO模式；特種加工；做中學

1引言

CDIO是當今國際高等工程教育的一種創新模式，由構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）四個英文單詞組成，是“做中學”和“基于項目的教育和學習”的集中概括和抽象表達。它重視學生的主體地位，引導學生在實踐中學習，旨在提高學生的實踐能力和創新能力。本文進行教學改革的“特種加工”課程是內蒙古工業大學工程訓練教學部開設的一門基礎實訓課程，于2006年面向全校學生開課，配備了教室（機房）一間、DK7740高速走絲電火花線切割（HS－WEDM）機床四臺，用于理論授課及實踐操作。十多年來指導教師主要遵循傳統教學模式進行講授，教學效果欠佳，逐漸難以滿足我國高等工程教育培養要求。本文就CDIO模式下“特種加工”課程教學改革作深入研究。

2教學內容的改革

根據“特種加工”課程教學大綱，課程內容包括特種加工的概念、分類、原理、特點、繪圖編程和操作實例等（快走絲電火花線切割加工）。按照學生專業的不同，將課程分為A、B、C三類，其中A類針對機械類專業學生，教學設計總學時14學時；B類針對理工科非機制專業學生，教學設計總學時7學時；C類針對文科藝術類專業學生，教學設計總學時3．5學時。（1）按專業需求調整教學內容，建立倒三角式教學目標體系。由于專業不同，學生的專業背景、知識框架、思維方式和學習能力相差較大，因此與之相對應的教學內容也應有所偏倚，應以A、B、C三類專業為切入點，建立倒三角式教學目標體系：包括研究層面、提高層面、基礎層面，A類專業課程應達到研究層面，即要求機械類專業學生不僅掌握理論知識及實踐技能，更重要的是建立工程設計思想，提高創新能力；B類專業課程應達到提高層面，即要求理工科非機制專業學生在實踐中遇到問題能自行予以解決，提高團隊意識和實踐能力；C類專業課程應達到基礎層面，即掌握“特種加工”理論知識，認識加工流程，培養其工程概念及創新理念。（2）教學內容模塊化，結合實踐精心整合教學內容。將“特種加工”課程教學內容分為“特種加工概述”、“CAXA線切割3B代碼編程”、“學生技能實操”三個學習模塊，其中，“特種加工概述”模塊，教學內容比較深奧、抽象，嘗試尋找日常生活中與課程相關的常見現象作為實例引導學生認識“特種加工”，精減“特種加工”分類介紹（如電子束、離子束加工等），重點介紹“數控電火花線切割加工技術”，為后續兩個學習模塊奠定理論基礎；“CAXA線切割3B代碼編程”模塊，由于A類專業學生實習之前已經學習了Autocad等機械制圖軟件，具有一定繪圖能力，該專業學生的教學內容改為學生自學；“學生技能實操”模塊，教師通過設計一些教學任務（如設備故障問題等），要求學生自己找出相應的解決方案，培養學生解決實際工程問題的能力。

3教學模式的改革

傳統的“特種加工”教學模式以課堂灌輸為主，忽略了學生的主觀能動性，限制了學生的想象力和創造力。對CDIO模式下的“特種加工”課程教學模式進行如下改革：（1）制作網絡課件及教學過程視頻，引導學生提前預習。將“特種加工”概述PPT及教學視頻放于網上，學生在參加工程訓練實訓前通過自學對該課程有了一定了解，增加學生對課程的學習興趣，讓學生真正做到自主學習。（2）優化課堂教學水平，營造良好的課堂環境。根據CDIO工程教育理念對教學方法的啟示，采用“啟發式”和“討論式”教學，將“講、學、做、互動”有機結合，既要發揮教師的主導作用，又要保證學生的主體地位。結合CDIO模式，不斷修改和完善課件，提高課堂教學的質量和效率，鼓勵學生課上開展討論、交流及辯論，充分激發學生的獨立思考能力和創新意識；加強師生互動，深化學生對教學內容的理解。（3）在“CAXA線切割3B代碼編程”模塊中引導學生自主設計產品，實現“做中學”。“做”，以探索為中心；“學”，以主動思考、自我發現為出發點，要求學生能夠在實踐的過程中提高創新能力。在“CAXA線切割3B代碼編程”模塊中，要求學生根據自己的創意自行設計加工圖形，該模塊采用CDIO教學模式，將班級學生以3－4人為一個小組進行分組，以小組為單位進行“做中學”。構思：根據課堂教學的理論指導，小組成員討論并分析各自的設計觀點，確定初步加工圖形方案；設計：根據電火花線切割加工技術原理、CAXA線切割繪圖軟件的操作要求，設計修改構思的圖形，將構思方案轉變為軟件及機床識別的加工零件圖；實現和運作：將繪制好的圖形生成切割軌跡（確定穿絲點起始位置、切入點、切割方向及終止位置），形成相應3B代碼程序。在實現的過程中隨時記錄出現的錯誤，發現構思的缺陷和設計中的不足，并嘗試解決問題。在充分體會CDIO過程的整體性中，提高學生的創造能力、團隊意識及溝通協調能力。（4）在“學生技能實操”模塊采用任務驅動法，提升學生的實踐能力。要充分利用好工程訓練教學部現有的四臺DK7740高速走絲電火花線切割（HS－WEDM）機床，做好實操訓練。在“學生技能實操”模塊打破按部就班和層層遞進的套路，采用任務驅動法，教師講解電火花線切割基機床的組成及操作方法，演示作品加工過程，并根據學生的專業背景設計不同難易程度的教學任務，引導其繼續深入學習，如指導A類專業學生穿絲，并分析研究電極絲震動引起的斷絲現象；指導B類專業學生研究操作工程對加工工藝指標的影響；指導C類專業學生研究工件的裝夾方式。在“基于項目的教育和學習”指導下，去發現、去探索、去歸納，培養學生的自學能力及實踐能力。另外，為解決學生人數較多、操作機床臺套數較少的現狀，在保證完成正常教學任務的前提下，可以將特種加工實習車間全天開放，給學生提供充足的時間去操作、思考和認識。

4考核模式的改革

“特種加工”課程的考核采用階段式考核模式，將考核貫穿于教學過程的始終，力求做到公平、合理。學生成績的考核主要包括五部分：實習報告、日常表現（出勤情況及學習態度）、課堂提問及討論、CAXA線切割編程軟件作品設計、加工成品打分。其中，實習報告成績占30％，日常表現占10％，課堂提問及討論占10％，CAXA線切割編程軟件作品設計占25％，加工成品打分占25％。重視課堂互動環節，應結合學生的發言狀況現場打分；重視學生分組進行團隊合作設計作品環節，根據其在設計過程中的實際表現及最終作品優秀程度進行打分，充分彰顯團結協作及統籌設計的能力；重視實踐考核環節，并根據實操環節增加的教學任務執行情況予以酌情加分，對于表現特別優秀的學生，推薦其加入內蒙古工業大學工程訓練教學部創新訓練中心的機器人團隊，深入培養創新型工程科技人才。

5青年教師隊伍建設的改革

近幾年內蒙古工業大學對公開招聘進入的青年教師學歷及畢業學校要求較高，相當一部分教師屬于剛踏出校園、又重新邁入校園，雖然具有較豐富的理論知識，但工程實踐能力不足，培養和提高學生的實踐技能存在壁壘。因此想要駕馭“特種加工”這門實訓課程，教師個人應加強學習，掌握課程前沿知識，不斷更新教學觀念，保持謙虛的態度通過“做中學”不斷提升自己；學校教學促進與教師發展中心應多渠道地為青年教師提供學習、深造、實踐的機會，作為牽引者推薦青年教師到工廠、企業短期鍛煉，邀請工廠、企業優秀工作人員作為外聘教師到工程訓練教學部授課，建立相關激勵機制鼓勵青年教師指導學生實踐實訓等，提升青年教師整體隊伍水平。

6結語

CDIO模式下“特種加工”課程教學改革的實踐工作于2018年12月展開，通過一個學期教學模式的不斷積累和調整，教改內容已逐漸趨于完善。對參加“特種加工”課程的學生進行學生評教及問卷調查，反饋如下：學生對課程的期待度和滿意度有所提升，主觀能動性得到體現，學生工程實踐能力、工程素養和綜合能力有所提升，實現了教學改革初衷。在今后的教學工作中，我們將繼續采用CDIO教學模式，將教學成果進一步深化、細化，改善對學生的教育，打造工程訓練教學部精品實踐課程。

參考文獻

［1］顧佩華，沈民奮，陸曉華．重新認識工程教育———國際CDIO培養模式與方法［M］．北京：高等教育出版社，2009．

［2］張建軍，蔡曉君．CDIO模式下“產品創意設計實踐”課程教學改革初探［J］．中國電力教育，2011，（11）：126－127．

［3］郭曉光，金洙吉，邢英杰，等．《特種加工》課程多元化教學方法研究［J］．科技資訊，2009，（17）：205－207．

［4］丁全韜，寒雪艷，李金良．本科學生的CDIO工程教育實訓［J］．實驗室科學，2014，17（4）：167－170．

［5］趙樹恩，李玉玲，張鑄，等．基于CDIO教育理念的工程實踐教學歐式研究與探索［J］．重慶交通大學學報（社科版），2012，12（5）：120－122．

作者:賈婧 王利利 張海川 呼和木其 楊慧軒 單位:內蒙古工業大學