李红斌，王嘉伟，张晶晶，王 蕊，窦 晨

（山西农业大学信息学院，山西 太谷030800）

0 引言

课程教学大纲是课程教学的纲领性指导文件，是根据人才培养方案的要求，结合本专业课程体系的结构及特点，规定了该课程的性质、教学目的、开设学期、学分、教学内容、学时分配以及教学方法、考核方式、教学进度、参考资料等内容。作为现今国际上盛行的工程教育模式，CDIO教学模式由构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate）4 部分组成，它倡导将从产品构思开始到产品终止的全生命周期作为载体，培养学生的专业才能、工程水平、人际交往能力和工程系统能力。目前国内外已有很多高校加入了“CDIO工程教育联盟”。

我校于2016年就将“机械设计制造及其自动化”专业作为优势专业建设项目，而且2017年获批省级优势专业项目，其专业建设的核心之一就是要推行“CDIO”教学模式，其中的一项重要内容就是要进行“数控加工技术”专业特色类课程建设，就是要把国外先进的CDIO工程教育理念引入到课程建设当中，其首要任务就是要进行CDIO课程教学大纲的设计与编写。

1 “数控加工技术”课程的特点

“数控加工技术”（以下简称本课程）是机械设计制造及其自动化专业本科生必修的主要专业技术课，主要讲授数控机床的工作原理及数控技术的应用。数控机床是现代化的机械加工设备，涉及电工与电子、传感测量、电力电子、电机拖动、计算机软硬件、信号处理、通信、机械工程控制及精密机械等多门学科的内容，融合了当今许多先进的科学技术。

通过本课程的学习，学生不仅能掌握数控机床的工作原理从而拥有数控系统的基本理论与基本知识，而且会设计简单及中等复杂程度的机床数控系统；不仅能初步分析现场生产问题和进行数控机床调试和维修的能力，而且能够进行数控机床操作及加工程序编制。

2 本课程CDIO教学大纲的制定原则

CDIO工程教育模式的核心是CDIO能力大纲和CDIO的12条标准，其中的CDIO能力大纲定义了学生培养的具体目标，将工程学生能力分为：学科知识、个人能力、人际交往能力和工程系统能力四个方面。大纲明确要求要以一体化的教学方式使学生具备这四种能力。CDIO是系统性、科学性和先进性工程教育模式的统一，代表了当代工程教育的发展潮流。本课程CDIO教学大纲的制定，必须将CDIO能力大纲和学校的培养方案结合起来，形成以培养个人能力、人际交往能力及系统设计能力为目标的培养理念。

在教学过程中，给学生下达任务必须要结合具体的工程项目，以项目带动学生的自主学习兴趣，在完成项目任务的过程中学习相应的理论知识，从而强化学生的专业能力和发现问题解决问题的能力。因此制定“数控加工技术”课程的CDIO教学大纲，应遵循以下重要原则。

第一，要标明CDIO相关能力如何在本课程中得到培养与体现，明确通过本课程的学习，哪些CDIO的相关能力能得到培养。

第二，明确对相关知识学习的具体要求。以布卢姆学习目标分类法（Bloom’s Taxonomy）为基础描述学生在学完本课程后应具有的能力。

第三，课程教学大纲要服务于专业培养方案，应涵盖本课程的知识点、与其他课程的联系、学习范围、学习目的、教学理念、教学方法和考核方法等内容。

第四，课程教学大纲要明确规定本课程的学科知识、能力范围、深度及其体系结构，以及教学的一般进度，兼顾与相关课程的联系与分工。

第五，实训环节的目的、内容和要求要以CDIO大纲和教学方案为指导，形成以培养个人能力、人际交往能力及系统设计能力为目标的培养理念，以实训（工程）项目设计为导向，以提升工程设计能力和协同能力为目标，重点培养、锻炼学生的工程素质、技术应用能力、综合工程能力和团队协作能力。

3 本课程CDIO教学大纲的设计要求

为了设计好本课程的CDIO教学大纲，提出以下要求：

第一，超前性。在设计大纲的教学目标和内容时要能够反映现代数控技术发展的最新成果和成就，将新的理论、知识和技术列入教学内容中。超前性的大纲能够使学生在毕业后很快适应企业和社会的用人要求。

第二，开放性。为保证教学质量的相对稳定，大纲应保持相对的稳定性，但也不能一成不变和过于僵化，应该是稳定中具有相对开放特征，即要把新型数控机床或新的加工方法及时充实到大纲中。

第三，完整性。大纲内容要尽可能完整，主要涵盖三个方面：首先为基本信息，主要包括学分学时及基础课程、任务及目的、要求及安排方式、课程内容及实训项目设置、考核与成绩评定、教学参考资料等；其次为教学内容，涉及数控的加工工艺、程序编制、机床操作与零件加工、机械结构和数控系统；再次为实训环节，要提出实训目的、要求及操作要点，实训内容应有数控车床编程与加工操作、数控铣床编程与加工操作和数控加工中心认识与操作。

第四，因材施教。由于每个学生的状况、爱好、学习能力及动机不同，教师要以学生为中心，提供必要的学习条件和机会，使他们通过本课程的学习能有较大的收获。

第五，CDIO特性。CDIO相关能力在本课程中的体现及培养要标示清楚。

第六，目标明确。课程相关学习内容与对应的目标要求应细致描述。

4 本课程CDIO教学大纲的内容

（1）本课程学习内容与目标要求如表1所示。

（2）实训环节主要包括实训的目的、内容、要求及操作要点。实训项目内容如表2所示。

表2 课程实训项目

（3）教学方法。以课堂教学为主；以适当的研讨时间培养学生认识问题和解决问题的能力；以习题与练习加深学生对数控技术理论知识的理解。 通过实训课的练习，提高学生的数控编程能力，并通过实训课中具体零件的数控加工过程，培养学生全面的专业、个人、职业、团队、交流及社会意识与能力。

（4）考核与成绩评定。①课程综合计分包括平时上课出勤情况、实训参加况及实训报告、期末考试。②成绩评定方法。总评成绩由期末（70%）、实训成绩（20%）和平时成绩（10%）综合确定，按百分制记分。

5 实践效果

采用CDIO教学理念的“数控加工技术”课程教学大纲设计和编写好后，我们在后续的课程教学中进行了一定的尝试，取得了初步的效果。①在学生进行数控程序设计过程中，通过与实践的紧密结合，使得学生很快就能找到解决问题的思路。②在课程的实践教学中，学生的动手能力及综合学习能力也得到很大的锻炼。这些效果都逐步验证了CDIO教学理念的先进性。