基于CDIO的机械制图课程建设浅析

Kiosaki

[摘      要] 机械制图课程是机电大类专业学生在入学初学习的第一门和专业相关的基础课程。这时的学生对专业充满好奇和憧憬。如果能在这个阶段培养起学生对专业的兴趣，激发出学生自主学习的潜力，对之后的专业学习是非常有益的。因此，本次课程建设主要借助CDIO的教育模式，融入更多与实践结合紧密的案例，加强教学案例和实际应用的联系。同时应用新的信息技术，充分利用课前、课中、课后三个阶段，使学生明确目标、建立专业兴趣、形成主动探索解决问题方法的习惯和意识。
[关  键  词] 机械制图课程;CDIO;齿轮测绘
[中图分类号] G712          [文献标志码] A          [文章编号] 2096-0603（2018）26-0104-01
在学校建设品牌课程项目的支持下，探究基于CDIO模式的机械制图课程整体设计、基于成果导向的机械制图课业设计和课程教学文件建设。基于成果导向的教育（Outcome-Based Education）简称OBE，是创导基于学习结果的教育，这个学习结果是以预期达成的学习成果向下设计实施课程并反思修订教育的内容。在机械制图课程的设置中，重点解决三个问题，定义学习结果、如何实现这个结果，评估这个学习结果是否可实现。下面就以齿轮部分的教学来解析这个过程。
一、定义齿轮教学的学习结果
CDIO是一种基于学习结果的工程人才培养模式。其关注的重点是教师要构建一个以学生为中心的学习成果。同时要设计一个让所有学生能够达成预期成果的课堂情境与机会，使其能够在学习过程中找到成功达到目标的方法。学会在相互合作中实现目标。齿轮部分的学习结果定义为能够快速测量齿轮并绘制其零件图。这个学习结果来源于企业调研：在调研中发现，设备故障很大一部分是由于齿轮打齿造成的，需要快速对损坏齿轮进行测绘、出图，为后续加工或订购争取时间。因此，课程的具体学习结果为：
1.能够说出标准直齿圆柱齿轮的具体测量参数及步骤，规范使用测量工具完成测量并绘制齿轮草图。
2.对标准件的结构尺寸有进一步认识并能对测量尺寸进行分析修正。
3.对技术要求进行分析和理解。
4.应用手机录制测绘过程并以小组为单位展示测绘结果。
5.对本组的工作过程进行总结和反思。过程考核采用自评和互评的方式完成（评价要说出依据）。
二、实现教学结果的方法
在实现教学结果的过程中，借助网络课程提供配套和完善的学习资源，尽早接触工程实践的内容。以逐步建立学生对专业相关的工程内容的兴趣。同时在过程中实现学生除知识积累、能力提高以外的职业素质的培养。具体方法是：
课前采用网络课程提供学习标准直齿圆柱齿轮的具体测量参数及步骤的微课材料，课上首先请各小组说明本组学习过程及存在的问题，各组共同解析问题并最终得出结论。测量实施阶段教师重点检验测量工具使用是否规范并现场指导。设计意图：
1.采用网络课程推送给学生直齿圆柱齿轮这个常用件的齿的结构分析及测量尺寸处理方法、齿轮常见工作状态分析及技术要求的Word文档资料，使学生带着问题去学习，提高学习效率及积极性的同时培养学生自主学习的习惯、整合知识的能力、总结和表达的基本素质。
2.在测绘过程中合理利用“门槛效应”，使能力不同的学生首先完成自己擅长的工作，并在过程中通过合作完成小组的工作。使学生在完成任务的过程中获得成功的体验、建立自信。通过学生间相互肯定提高学生学习的兴趣，培养学生团队合作的素质。
这种教学模式需要教师制定详细的学习活动设计方案，在学习活动设计中实现CDIO要求，融入除知识、技能之外的职业和人文素质。这就要求教师在确立学习目标的基础上，分解细化目标，善于利用各种信息资源、对课堂的学习过程进行动态把握提出更高的要求。
三、评估学习结果
有效的学习评价首先在于关注学生的起点公平，对学生的学习进行个性化、差异化的评价。齿轮教学的课前学习采用学校的网络课程学习，不同层次和学习能力的学生可按自己的学习情况和节奏完成不限次数的学习，同时可以在网上实现师生、生生交流，重点突出了起点公平。
课程中的评价采用过程性评价。教育评价专家古巴和林肯认为：“评价本质上是一种通过‘协商’而形成的‘心理建构’的过程”。评价是一种协商对话、多方参与的过程，其目的是通过评价而实现评价者与评价对象之间的有效沟通。在完成任务时学生可以就某一个知识或技能多次学习、操作直到自己满意。期间实现了相互模仿、相互指导、自我反思、总结经验。同时通过师生共同探讨，共同寻找问题解决的方法，提高学习的质量，促使学生认同评价结果。从而使学生学会齿轮测绘，培养学生相互沟通的能力和协作的能力，形成良性竞争的意识。
课程结束的考核采用自评和互评的方式完成。要求每组学生利用手机录制一个完整的测绘工作过程，使学生尽可能展示自己完成最好、工具使用规范的部分参与评价。同时对本组的工作过程用课堂口述的方式进行总结和反思。这就要求学生对比标准操作找出自身不足及解决方法，同时通过小组互评，可以相互取长补短。过程中融入了团队合作和交流、表达能力的培养。
四、结语
基于CDIO教育模式的機械制图课程建设实现了与实际工作情形结合的情景式课程设计。将知识、能力、素质培养融入课程学习中，使学生可以按自己的节奏完成学习并通过持续的形成性评价来实现自我认同和自我激励。同时成为教师创新教学方法的动力和资源。
参考文献：
[1]顾佩华，胡文龙.基于“学习产出”（OBE）的工程教育模式：汕头大学的实践与探索[J].高等工程教育，2014（1）：27-36.
[2]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[J].高等工程教育研究，2014（1）：163-168.
[3]田凌，童秉枢，冯涓.机类机械制图新课程体系的研究及实践[J].工程图学学报社，2005（5）：120-124.