[摘要]介绍了CDIO工程教育的基本理念和内涵，针对目前机械制造工艺与装备课程教学存在的问题，将CDIO工程教育模式引入教学过程，让学生参与产品加工的整个过程，明确学习目标，激发学习兴趣，培养其解决实际问题的能力。
[关键词]CDIO；机械制造工艺与装备；教学改革
1.引言
随着我国工业化进程不断推进，越来越多的企业更需要具有工程实践经验和创新思维的技术型人才，目前学校通过传统教育模式培养出来人才越来越难以满足现代企业的需求。机械制造工艺与装备是一门机械专业的必修课程，涉及知识点多、与实际企业生产结合性强，然而很多授课教师只通过理论授课方式进行教学，使得整个授课过程十分枯燥，学生进入企业后会严重脱节。因此，针对机械制造工艺与装备的改革十分必要。
2.CDIO简介
CDIO工程教育模式是国际工程教育改革重要成果[1]。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究经过四年的探索研究，创立了CDIO新型工程教育理念。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。[2]
3.教学改革的必要性
机械制造工艺与装备是机电一体化技术专业的一门核心课程，也是一门讲述有关机械产品制造过程的综合性技术课程。但由于该课程涉及的知识面广、理论知识抽象复杂，并且该课程需要任课教师具有一定的操作技能和生产实际经验，教师若仍以传统的课堂讲授法对理论知识进行讲解，会导致学生对理论知识学习兴趣不高，掌握效果不好，往往学完这门课程后对理论知识印象仍旧模糊，操作技能也不能得到明显提高，进入工作岗位后难以胜任生产岗位对工艺技术人员的要求，达不到该门课程的教学目标。为了改变目前的教学现状，培养出能够适应企业需求的应用型技术人才，对机械制造工艺与装备这类综合实践能力较强的专业课程的改革显得十分必要。
4.教学改革实施方案
分析机械制造工艺与装备的教学目标和课程的具体内容，融入CDIO模式对其进行教学改革。
4.1通过项目导入明确学生学习目标。教师可充分利用校企合作企业资源，深入企业调研，学习、分析企业实际项目，整理出解决本项目需要具备的技能和知识点，将知识点匹配度高的项目导入对应的章节中。在章节教学之前，教师讲解项目的来源、背景和实施流程。后续学生始终以完成项目为中心目的进行有计划、有目标的学习。以实际生产中企业制定零件机械加工工艺规程步骤为例，首先分析零件图和产品装配图，明确零件的形状和功用，接着确定零件毛坯的制造方法和形状。根据毛坯的类型和大小选择加工设备、刀具、夹具、量具和辅助工具，同时还需确定每道工序的加工余量，计算工序尺寸和公差，零件加工完成后还需确定检验方法和标准。在运用中学习了新的知识，同时也融合巩固了读图、绘图能力。学生以完成项目为目标，通过具体项目实施全面参与从产品设计到制造的每个环节，零距离经历项目实施过程中遇到的各种问题，帮助其养成自觉查阅机械设计手册的习惯，以及了解相关国家标准和行业规范，提前适应企业生产工作，如表1所示。
4.2改变教学方法不止于课本。机械制造工艺与装备是一门机械专业综合性的课程，需要学生对机械制图、机械工程材料、金工实习、机械设计基础等课程有较好的掌握，较高的要求使得学生难以长时间保持注意力集中。因此，授课教师需要改变机械制造工艺与装备传统的授课方式，引入视频、图片和实物等教学方式，增强学生的学习兴趣，帮助其锁定注意力。CDIO是一种深入性的探究式、研讨式、兴趣增长式、掌握研究方法式的学习。需要学生在学习的过程中具有很强的独立获取知识的能力、综合运用知识的能力以及创新思维能力[3]。结合机械制造工艺与装备课程特点，采用组合式教学方法能够使得学生学习兴趣显著提升。在讲解金属切削相关知识点时，可以组织学生进入学校金工实习车间实地教学，让学生在实际的环境中了解金属加工机床的床身结构、传动系统、进给系统和刀具。通过实地展示，让学生更加立体深刻的了解金属切削加工的原理和过程。针对目前电火花加工、超声波加工、激光加工等先进的金属加工设备没有引进学校的现状，可通过引入网络视频，VR虚拟现实技术，在提升学生感官体验的同时了解目前前沿的加工技术。在讲解机械加工工艺规程的编制相关知识点时，可以同学们普遍感兴趣的航空发动机的某个零部件为例子讲解零件加工的整个过程，同时可穿插课堂思政调节课堂气氛，如讲解我国航空发动机的发展历程以及这些年追赶航空工业较发达国家的历程，教导学生不畏困难勇于进取的精神。在理论知识讲授完成后，引入校企合作企业实际项目，要求学生们分组合作完成企业某个零部件的机械加工工艺卡片，用实际的操作巩固和拓展课本的理论知识。在学习夹具设计这部分知识点时，让学生利用MOOC平台、学习通APP等网络教学平台学习理论知识拓展课本知识，网络平台大量实时的前沿资讯可以帮助学生快速了解行业前沿知识和发展现状，摆脱课本知识陈旧的弊端，同时这样的学习方式可以方便学生利用碎片化时间学习专业知识，培养学生自主学习意识，自觉养成职业精神。完成课前自学后，在课堂上布置羽毛球拍夹具的设计任务，先通过现场的头脑风暴引导学生打开思路，之后以无领导小组讨论、研究报告等形式共同完成方案设计，同时引入“6S管理”评价体系（即整理、整顿、清扫、清洁、素养、安全）形成阶段性评价。期间教师可以通过不断地修改设计将实际生产所得的大量经验传授给学生。在讲解机械装备工艺这节内容时，教师可将自身在企业调研时的典型案例在课堂讲解，在实际案例的讲解过程中让学生了解零件、套件、组件、部件、机器的基本定义以及装配工作清洗、连接、调整、检验、试验、涂装、包装等步骤。相较于直接的讲授，通过实际案例的方式能够使得学生更有趣得接受和理解基本的知识点。同时，还能够传达大量课本以外的实际装配经验，如运输过程中道路的限高和集装箱的限宽对机械装备的影响。为了能够更加直观的观察机器的装配过程可引入Solidworks、UG等三维制图软件教学，将需要装配的机器在软件中绘制，利用软件自带的装备功能将零件的装配过程进行全方位展示。教学实施流程如图1所示。
4.3多样考核方式全方位考察学生。基于CDIO机械制造工艺与装备课程考核机制将不同于传统通过出勤率、作业分和考试成绩的方式进行，更应该强调过程考核、职业素养、自主学习研究等方面。[4]教学过程中完成的图纸、成品，项目汇报PPT等都是检验学习效果的依据。在理论知识考核方面，自主学习能力、学习网站上活跃度和学习进度也是考核指标之一。多样多段式的考核方式能够综合考量了学生的整体学习效果，也能够杜绝很多学生临时抱佛脚的学习心态。
5.结语
通过CDIO工程模式向学生讲授机械制造工艺与装备，能够在提升学生学习兴趣的同时使其尽早了解企业实际项目的运作过程，缩小学校与企业培养内容的差异，为企业输送理论知识扎实、实践经验丰富的专业技术人才。
作者:陈斌星 单位:浙江工业职业技术学院 电气电子工程分院