郭付龙

基于CDIO理念的一体化教学模式在“气压传动”课程教学中应用＊

郭付龙

（深圳技师学院 中德智造学院，广东 深圳 518116）

针对技工院校“气压传动”课程教学中存在的问题，结合CDIO工程教育的理念，分析了一体化教学的特点，探索了基于CDIO理念的一体化教学模式在”气压传动”课程教学中的实践，以真实的生产生活实际项目为载体，在“做中学”，让学生以积极主动的态度去学习，增强学生的创新能力、团队协作意识。

CDIO；一体化教学模式；教学改革；“气压传动”课程

1 引言

“气压传动”是技工院校机电类专业的一门核心课程。传统的教学着重扎实学生的理论基础，在提高学生专业技能方面存在一定的不足，理论与实践联系不紧密，纯粹为了教学而设置实操任务，导致学生的职业能力较差。教师单纯灌输和学生的被动接受，削弱了学生掌握知识的积极性和主动性。为了让学生更好地掌握“气压传动”的基础知识与职业技能，提升学生的职业素养，必须打破传统教学模式，深化教学改革[1]。笔者结合机电类专业“气压传动”课程的一线教学情况，探索了基于CDIO理念的一体化教学模式。实践证明，将CDIO工程教育理念引入到一体化教学方法的尝试，对于提升学生的专业技能、工程实践能力以及职业素养有很大的促进作用。

2 课程教学现状

本校近年来对“气压传动”课程进行了一系列的教学改革，如采用理实一体化的方式、项目驱动的方式，这样的改革方案在一定时期内取得了一定的教学效果。理实一体化的方式实现了教学场地的统一，这种教学模式往往会造成在实训场地讲理论的现象，难以实现理论与实操的一体化。项目驱动的教学模式使学生经历问题解决的全部过程，且项目基本都来自现实的生产生活实际，这样的方式能够较好地提高学生的积极性与协作能力。但是在任务驱动的教学模式下，学生和教师的目标过多集中于实操结果，往往忽略了解决问题的过程、方法与技能。在完成实操任务时，由于学生的知识储备与解决问题能力有所差异，每组学生的学习进度快慢不等，甚至在实训的最后几天，有的组已经提前完成任务，有的组却还在半道摸爬滚打，这样的情况不仅不利于教师掌控教学进度，更会降低学生的学习效果。

3 基于CDIO的一体化教学理念

一体化的课程是按照经济社会发展需要和技能人才培养规律，根据国家职业标准及国家技能人才培养标准，以职业能力为培养目标，通过典型工作任务分析，构建课程体系，并以具体工作任务为学习载体，按照工作过程和学习者自主学习要求设计和安排教学活动的课程。一体化课程体现理论教学和实践教学融通合一、专业学习和工作实践学做合一、能力培养和工作岗位对接合一的特征[2]。

CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）4个英文单词的缩写，它是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”的集中体现[3]。它以工程项目从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动实践、有机联系课程的方式学习工程。CDIO工程教育模式最大的优势是以项目为主线，让学生参与项目的各个流程，对项目全生命周期进行把控，全方位锻炼个人能力的同时，又更深入地理解了知识内容，锻炼了团队协作能力、执行能力等职场必备技能，贴合现代化企业发展需要，为学生日后的长远发展奠定必要基础。

一体化课程的实施以具体的工作任务为学习载体，CDIO工程教育的主线为项目，因此两者核心思想是相互统一的。将CDIO工程教育的理念引入一体化的教学中必将大大提升学生的专业技能、工程实践能力以及职业素养。

4 教学改革的实践

技工院校主要培养面向生产一线的高技能复合型人才，本校“气压传动及其控制”课程教学改革尝试将CDIO工程教育理念与一体化的思想进行有机结合，并进行了课堂实践。课程实施过程中将零散的理论知识进行系统整合，学生充分发挥自己的潜能，动手进行实操实践，用自己的智慧与劳动完成任务。在实施过程中时刻要求学生遵循实训室5S管理规定，牢记安全“红线”，严格按照工艺流程进行作业，培养学生的执行力与守时意识。在该课程所有任务实施的过程中抛弃传统气动教学的实训装置，学生在实训设备上插接导线气管完成教学任务，虽然能插接完成气动回路，但是真正到企业后不能完成气动回路的搭建，缺乏工程意识。改革后，课程实施时让学生亲自完成每个元器件的固定、剥线、压线，电磁阀、继电器的接线，生料带的使用等，不但让学生明白原理，更要求学生会使用工具，让学生真实完成一个具体的任务，实现真正的一体化教学。

4.1 一体化的工作任务

课程的实施以具体的工作任务为载体，将工作任务与授课内容有效联系在一起，激发学生学习兴趣，加快转变学生思想，有助于其职业责任感与自豪感的建立，在不断理论学习与实践操作的交替中充分发挥主观能动性，切实提升自身理论水平、实践能力、合作精神等，打破传统教学模式中照本宣科的授课方式，真正做到理论教学和实践教学融通合一、专业学习和工作实践学做合一、能力培养和工作岗位对接合一。

一切从学生的实际出发，遵循学生的认知发展规律，贴近生产生活实际，结合市场和社会需求将气压传动教材内容优化整合，精炼出3个层次5个工程项目，如表1所示。在内容设置上遵从循序渐进原则，层层递进，环环相扣。以具体工作任务为引线，让学生学会独立思考，自主解决项目实施过程中所遇到的困难，转被动接受为主动学习，充分体保证学生的主体地位、教师的主导地位。

表1 课程项目设置情况

层次项目知识目标能力素养目标 认知验证层机用平口钳气动回路的安装与调试（气动手动控制）气压传动的工作原理、气压传动的应用、气压传动的系统组成、气压传动的特点自主学习能力、刻苦钻研能力、语言表达能力 应用实践层客车车门气动回路的安装与调试（气动继电器控制）、自动送料机构气动回路的安装与调试（带有传感器的气动继电器控制）、真空搬运回路的安装与调试（真空吸附的产生与控制）气压传动系统的基本回路、传感器在气压传动系统的应用、继电接触器控制回路、真空吸附系统及其组成、气动基本回路的设计团队合作能力、沟通交往能力、逻辑思维能力、职业操作规范能力 综合创新层气动机械手控制回路的安装与调试（综合应用）多缸气动回路的设计、气动控制系统的安装与调试、气动系统的试车与故障排除创新实践能力、发现问题解决实际工程问题能力以及可持续发展能力

4.2 任务实施

课程采用任务引导的教学模式进行设计，将CDIO工程教育理念融入整个教学过程中，将项目的构思、设计、实现、运行贯穿到整个教学过程中。在项目实施过程中，学生不但掌握了理论知识，提高了实践能力，还培养了学生的团队合作及项目开能力。

构思阶段，教师通过信息化的手段下达任务书，发布任务相关资料。四五名学生为一组，设组长1名，组长带领学生查找和收集资料。每组学生根据任务具体要求，拟定设计思路，制订项目初步实现方案，培养学生的自学能力、独立思考和分析问题的能力。教师对学生设计方案的可行性进行判断。

设计阶段，教师分析项目任务，讲解知识点以及设计的重难点。每组学生合理分工，发挥自己特长，通过交流讨论，团结协作确定设计方案并绘制主回路以及控制回路图。学生可以先利用FluidSIM软件进行仿真，验证设计结果的正确性，然后实施项目。在课程实施过程中，充分发挥学生的主观能动性，教师随时引导学生解决所遇到的问题，多采用信息化的手段，提高学生的学习兴趣，对基础较差的学生进行重点跟踪指导，培养学生知识应用能力和团队协作能力。

实施阶段，学生自主完成气动主回路以及控制回路的安装与调试。学生运用所学知识解决项目中遇到的问题，每组成员之间相互交流，取长补短，完善系统功能。项目实施的过程是学生遇到真实生产实践问题的过程，学生的综合素质在解决问题的过程中得到提升。让学生在做中学，学中做，实现一体化教学。在项目实施过程中，教师起着指导和答疑的作用。通过实施项目，培养学生的创新能力及工程实践能力。实施过程如图1所示。

图1 项目实施流程图

运行阶段，各小组针对项目要求进行答辩，在此阶段教师可创新设置答辩方式，学生可制作PPT、录制视频、撰写项目实施报告等。各小组和教师根据答辩情况进行检验评价，提出改进措施。通过运行项目，培养学生表达交流能力和实践操作能力。

4.3 教学评价

学业评价是教学的重要组成部分，按照基于CDIO的一体化教学理念，对教学效果的评价不仅限于对学生学习结果的考核，更应该强调过程考核、职业素养、自主学习研究等方面。本课程评价分为理论知识（40%）、实践技能（40%）、职业素养（20%）三部分。各部分评价结果分别由平时表现（出勤、作业等）、理论知识测试、实践表现（分析、解决问题能力，组内、组间互评，任务工单、诊断报告等）构成。整个评价体系体现了知识技能与素养并重、过程与结果并重、课上与课下并重、自评与师评并重，全方位、多角度对学生进行客观评价。

5 结果

将CDIO工程教育理念融入一体化的教学中，在一体化专业教室中进行教学，让学生在“做中学”“学中做”，遵循“从实践到理论，再从理论到实践”进行认知。通过项目的实施，引导学生自主学习，培养学生的工程意识，实现理论实践合二为一，引导学生从被动学习转变为积极主动学，真正成为一体化学习的主人，发挥学生的主体作用，将教、学、练教学三步骤有机结合在一起，进行产学结合式教学，加强实践练习，依据学生的实际情况因才施教，注重实际动手能力的培养，突出职教特征，从而提升学生的专业技能、职业素养、综合素质。

［1］姚静，王佩.基于OBE教学理念的项目驱动式专业课程教学设计——以《液压与气压传动》为例［J］.教学研究，2017，40（3）：87-91.

［2］肖伟才.理论教学与实践教学一体化教学模式的探索与实践［J］.实验室研究与探索，2011，30（4）：81-84.

［3］查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2008（3）：1-6，9.

郭付龙（1987—），男，河南汝南人，硕士，讲师，研究方向为工业机器人技术与应用。

深圳技师学院校级教研项目“《气压传动及其控制》课程教学视频开发及应用研究”（编号：1912035）

2095－6835（2020）10－0072－02

TH138

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.10.030

〔编辑：严丽琴〕