1、1基于 CDIO 理念的“互换性与技术测量”课程教学改革研究摘要：通过分析传统理念下“互换性与技术测量”教学存在的不足，阐述基于 CDIO 理念的课程教学改革思路，对教学内容、教学方法与教学手段、考核办法进行了重新设计。改革实践显示，基于 CDIO 理念的教学模式优势明显，学生普遍反映教学效果较以往有很大提高。 关键词：CDIO 互换性与技术测量 教学改革 CDIO 教学模式的出现是由于高等教育培养的人才与社会需求之间出现了差距，促使学校对教育进行反思而进行的教育教学改革。CDIO 代表构思（Conceive） 、设计（Design） 、实现（Implement）和运作（Operate） ，它
2、以产品从研发到运行的生命周期为载体，为学生提供实践与理论课程之间知识有机关联的教学情景、鼓励学生以主动的方式学习工程学。2004 年，CDIO 国际组织成立，该组织致力于将 CDIO 工程教育模式向全球推广1，2。 互换性与技术测量课程作为机械类、近机械类各专业的主干技术基础课，将实现互换性生产的标准化领域与计量学领域的有关知识结合在一起，以讲授机械、电子等产品机械精度设计的原则、方法及应用为主要内容，涉及产品的设计、制造、检测、质量控制等诸多方面。本文针对该课程教学模式中存在的不足，探讨基于 CDIO 理念的教学改革，并进行课程内容重构和二次开发，打造理论与实践一体化的课堂教学环境，2融“教
3、、学、做”为一体，对学生工程实际应用能力、创新能力的培养具有重要的意义。 1 传统理念下“互换性与技术测量”教学存在的不足 1.1 缺乏团队协作精神 在传统教育模式下，在实际工作岗位中所需要的沟通能力、团队协作能力得不到培养，几乎没有真实项目和团队工作的实践训练，无论是理论学习环节还是实验环节，领导能力、职业精神都是缺失的一部分。 1.2 学生对学习普遍存在兴趣不浓，缺乏创新能力 对零件精度设计及测量知识的综合应用方面能力较差，不能正确地设计零部件的精度（包括尺寸公差、形位公差及表面粗糙度） ，不能根据零部件的功能及精度要求设计测量方案等突出问题。实验环节通常是验证性实验，缺乏对学生工程实践能
4、力的培养，缺少设计创新性、综合性实验，主要考察学生对所学内容的理解。 1.3 教学、考核方式单一 传统教学考核方式以试卷考试为主，形式单一，过程还是教师讲、学生记、习题巩固、实验验证等。学生只对照课程大纲完成相应知识点的复习，无法考核学生的动手能力、解决实际问题的能力，传统的教学大多侧重取得良好的成绩，而不注重实践能力。 2 基于 CDIO 理念的教学改革实践 2.1 改革一：更新教学内容，提高学生实践能力 把课程纳入机械设计制造及其自动化人才培养体系下，以实用性、科学性和先进性为出发点，勾勒互换性与技术测量课程在课程群中的地位、作用以及课程3间知识点的相互关联。注重理论联系实际，以机械设计、
5、机械制造岗位能力培养为导向，将互换性与技术测量教学模式重新整合，基于 CDIO 思想重新构建课程体系。基于 CDIO 的互换性与技术测量教学模式如图 1 所示，分为构思设计实施操作四个过程。 图 1 基于 CDIO 的互换性与技术测量教学模式 2.1.1 构想阶段 注重工程技术知识和工程技术技能的教学，夯实学生专业基础知识和扎实基本技能；注重现代工程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。 由于我们的学生在成长过程中多数缺少工程实践的经验，我们在教学中，应结合自己的工程经验，给学生介绍相关专业的工程概论，以及它与互换性与技术测量的关系
6、，为学生提供工程职场实践的框架结构、产品和系统的构建，介绍产品需要的基本的个人和人际能力；描述工程师的任务和职责，以及如何使用专业知识完成任务，让学生能身临其境，了解学习的目标成果，引起学生对学习的兴趣，并加强学习互换性与技术测量的动机。 随着改革开放的不断发展，国家各项标准逐步与国际接轨，各项质量监督法规以及 GB 和 ISO 体系的结构、内容等知识在课程中应该得到反映3。 “互换性”与全面质量管理密切相关，特别是与质量保证体系、产品开发设计管理、产品制造质量管理直接关联。授课时完全可以紧密4地联系生产实际，从一个生产技术人员的角度，将质量管理的一些基本术语和内容充实到课程内容中去，从全面质
7、量管理的角度来认识和讲授“互换性” 。另外，机械工业中精密制造技术、精密成型技术越来越显示出了重要地位，教学内容中应相应增加一些精密测量的基本技术方面的知识。 2.1.2 设计阶段 这门课与日常的生产、生活有着密切的联系，实践教学的进行，有利于学生对所学的知识加深理解。实践教学，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。 为学生开展长度尺寸测量、形位误差测量、表面粗糙度测量的实践教学，意在强化学生对基础知识的掌握。在每次实验之前，教师要对本次实验的目
8、的要求、重点、难点以及经常出现的问题作简明扼要的讲解。教师既要进行科学的指导，又要注意发挥学生的主观能动性，保证学生有充分的时间独立思考、亲自动手进行实验。 2.1.3 实施阶段 要以培养学生创新能力与工程应用能力为目标，教师给出实验室所能够提供的实验仪器设备等实验条件，全面、系统地提高学生零部件精度设计和测量的能力，由学生提出实验步骤、选定仪器设备、独立完成操作等。通过对轴类、盘类、支架类、箱体类零件的综合测量过程，包括尺寸精度、孔精度、螺纹精度、形位公差和表面粗糙度等检测，引导5学生观察、实践、收集资料、主动探索、突出创新和实践能力的培养，大大提高此课程的教学质量，将学习的知识内容与机械行
9、业生产设计制造实际联系在一起。 2.1.4 操作阶段 为了培养学生对新产品、新流程、新系统的掌控意识和能力、交流沟通能力，在现代工程环境下赖以生存和成长的团队协作精神，在此阶段为学生安排零部件的测绘、产品的精度设计、产品的检验三个环节。在零部件的测绘过程中，主要让学生在真实的工程项目中学会采用三坐标测量机、万能工具显微镜、圆度仪等目前企业普遍应用的、先进的量具量仪对零件进行测绘；产品的精度设计环节，要求学生能根据用户使用要求正确设计零件的精度（包括尺寸精度、形位精度及表面粗糙度） ；在产品的检验环节中，要求学生对工厂的实际产品进行检验，出具检测报告，对零件的合格性作出判别。学生要测量的不再是孤
10、立的数据，而是一个完整的产品，综合培养学生选择、使用常用测量器具及测量方法对工件检测并判断工件合格性等能力。 积极组织开展校内外各种科技创新活动，增强学生的学习积极性和主动性，组织、指导学生积极参加机械创新大赛，加强与企业的联系，指导学生构思设计产品，并进行产品的精度设计和检验，使学生体验合作开发产品/系统的学习和实践，包括“构想设计实施操作”全过程等，再到企业中与工人师傅探讨如何将所设计的产品做出来，培养个人能力、人际团队能力和工程系统能力。 2.2 改革二：更新教学方法与教学手段，提高教学效率 在教学方法上，采用项目制教学。通过项目引导，实施知识传授与6实训课堂的一体化。整合现有资源，建立
11、公差与测量实训室，营造精度设计及测量综合应用能力的氛围。以工程应用案例为背景，采取讲练结合型教学，将“教、学、做”融一体。达到在项目中教、在项目中学和在项目中做的目标，培养学生较强工程实际应用能力，同时增强学生的学习兴趣。 同时在教学方法上采取以科研促教学、课堂教学与课外科技活动相结合的方式。介绍相关新技术、新工艺、新材料、新的检测理念和检测设备发展的新动态，拓宽学生的知识面和视野，同时以教师科研课题、工程应用案例为背景，积极开展第二课堂活动，培养学生创新意识和创新能力。以科技创新活动为切入点，指导并组织学生参加国家和省级等各类科技竞赛活动，大大提高学生的科技创新动手能力。 结合互换性与技术测
12、量课程交叉性强、实践性强、综合应用性强的特点，除开设相关综合实训项目外，借助教师丰富的工程背景，在课程设计、生产实习、毕业设计等各环节，强化理论与实践的结合，突出结构设计与精度设计的结合，特别在指导课程设计和毕业设计过程中。大大提高学生的实际应用能力和创新能力，将精度设计理论与方法应用于实际工程设计中，为学生能够较快适应以后的工程实际奠定良好基础。根据课程特点，课堂教学过程中充分利用网络搜集的加工、装配、检测录像资料以及图片、动画等多种形式于一体的教学方式，进行关联教学内容的展示，给学生以身临其境的感受，采取启发式、小组讨论式、演讲式、3-5 分钟小测验等多种方式组织教学，达到教师与学生的双向
13、互7动，引导学生主动思考，提高学生学习的主动性和探究性学习的热情。充分运用现代信息技术、建立内容丰富、交互性好的校园网络平台，将课程体系内容数字化，学生们既可随时网上了解教学标准，学习教学内容，进行作业练习，又能及时与老师交流学习心得与困惑，实现优质教学资源共享。并建立与制图员、数控工艺员等相关职业岗位的链接，让学生及时了解企业的需求，增加学习的信心。 2.3 改革三：改革成绩考核办法 互换性与技术测量课程内容理论性很强，但是又必须与实际相结合。在以往的考试中，一直采用闭卷考试的形式进行考核。但是随着教学学时的大大减少，闭卷考试的弊端逐渐显现：一些学生虽然能在考试中得高分，但在课程设计和毕业设
14、计过程中表现出没有将精度设计理论与方法应用于工程实际中的能力。为了使得学生理论基础和知识综合运用的能力有明显地提高，重点考察学生基础知识掌握、知识综合运用能力等情况，可在教学中采用知识+技能+态度的课程评价方式。 考核方法：平时占 30%，期末理论考试占 30%，实训考核占 40%，相对提高了技能考试成绩的比例。平时成绩主要包括平时提问成绩、学习态度、作业和出席情况等等。实训考核形式为：每人按实训项目实训操作，规定课时完成实训项目，实训操作成绩占实训成绩的 60%，实训报告成绩占实训成绩的 40%。考核成绩为平时多个项目实训成绩的累和。 这种考核形式减轻学生期末考试的负担，倡导学生平时刻苦学习
15、，而避免平时不努力，期末考试突击。通过加强实训操作考核，能使不同能力的学生在技能成才的道路上人尽其才，确保形成产学接合，针对性8的制定较强的培养目标和实训计划，保证教学质量，真正培养出岗位技能突出的人才。 3 结语 课程改革实践显示，基于 CDIO 理念的教学模式优势明显，建立起了以往教育中缺乏的工程价值观，激发了学生的学习兴趣。在项目实施过程中，突出学生的主体地位，强调学生自学能力的培养，培养了学生的团队协作意识。 参考文献： 1米伟哲，宋洋，赵亚楠，刘海滨.基于 CDIO 理念改进工程实践教学J.中国现代教育装备，2011（23）：81-83. 2潘柏松，王亚良，胡珏.机械工程 CDIO
16、实验室建设与研究J.实验室研究与探索，2012（4）：368-374. 3赵学海.互换性与技术测量课程的教改探究与实践J.装备制造技术，2012（4）：193-195. 4曹丽娟，尚振国，牟晨晓，武立波.互换性与技术测量精品课程建设的实践研究J.机械制造与研究，2012，41（3）：85-87. 5许德连.“高职班” 互换性与技术测量课程教学探索J.职业教育研究，2012， （6）：109-110. 基金项目： 1.浙江省高等教育学会“十二五”高等教育科学研究规划课题（KT2011200）机械质量管理与检测技术专业应用创新型人才培养研究。 92.2012 年浙江水利水电专科学校校课堂教学改革项目互换性与测量技能实训课程工学结合模式的建设与改革。 作者简介： 王莺（1978-） ，女，浙江杭州人，讲师，2004 年毕业于浙江工业大学机械制造及自动化专业，现主要从事机械基础课程的教学工作。
