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基于CDIO的冲压模具设计课程教学改革研究

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  摘  要:基于CDIO教育理念,对冲压模具设计课程进行了教学改革。从培养目标出发反向设计了教学流程,以项目为驱动重构了教学内容。基于信息化背景下教育技术发展现状,革新了教学方法和手段。通过课程教学改革,学生的模具设计水平和解决工程问题的能力有明显提高,CDIO教育理念符合学校应用型人才培养的定位和人才培养目标。
  关键词:CDIO  冲压模具设计  教学改革
  中图分类号:G712                文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2019)12(b)-0131-02
  随着制造业的发展,对模具的需求越来越大,精度要求也越来越高,这导致社会对模具设计类人才需求的增加和对模具从业人员技术水平要求的提高。冲压模具是模具行业中最重要的两类模具之一,其产值约占模具行业的40%,所以,在课程设置中,冲压模具设计是笔者学校材料成型及控制工程专业(模具设计与制造方向)的主干专业课。如何提高学生的专业水平和工程能力,成为培养应用型模具人才的首要任务。
  1  课程教学改革的必要性
  该校培养的材料成型专业学生主要就业于模具生产和制造企业,根据培养方案,要求学生通过学习能够独立完成中等难度的模具设计。冲压模具设计的特点是工程应用性强,想设计出一套合格的冲压模具,不仅需要掌握模具设计知识,还需要掌握模具制造方法、材料选用、零件加工工艺等知识,因此冲压模具设计是一个综合运用相关知识的设计过程。仅通过理论知识的讲解和学习难以达到培养学生模具设计能力的目标,其专业能力主要是在工程实践中获得。只有通过不断地进行设计训练,才能使学生掌握模具设计方法,积累模具设计经验,达到能独立完成设计的目的。
  目前该校在该课程的教学上,主要存在着偏重理论教学,实践教学少,动手设计少;偏重于本学科教学,与相关课程的联系和综合运用少;教学与生产实际不匹配,虚拟设计多,企业实际产品设计少,培养的学生不能切实解决工程问题等弊病。因此,为培养符合企业需要的、具有综合工程素质的模具人才,课程教学改革势在必行。
  2  基于CDIO教育模式的课程教学改革
  CDIO(Conceive Design Implement Operate)即构思—设计—实施—运行,也称为过程导向教育。CDIO集中体现了项目驱动教学的理念,它以工程项目为载体,在整个项目周期,通过让学生动手实践获取理论知识和工程实践能力。根据前述冲压模具设计的特点,CDIO工程教育理念尤其适用于冲压模具设计课程的教学。
  2.1 教学流程反向设计
  根据CDIO教育理念,工程专業学生培养的核心是通过项目让学生获取工程能力,因此教学的出发点是想要达到教育目标需要教什么。所以,该课程的教学流程设计要以最终目标——学生所需达到的工程能力,即能够设计出中等难度的冲压模具为起点,反向进行课程教学流程设计。
  教学流程设计如下:从企业筛选出中等偏下难度(学生易于接受)的项目在课堂讲授,授课中以项目驱动进行基本理论和设计方法的讲解,完成某一类冲压工艺的讲授的同时也完成了某个具体产品的模具设计,学生也在具体模具设计讲解的过程中掌握了模具设计的知识点、设计要素、设计方法和步骤。基本知识的讲解按模具设计流程进行,而不是通常教材上内容安排的顺序。在每一个冲压工艺类型讲解的初始布置设计性大作业,让学生跟随课程的讲授逐步完成模具设计,即项目化训练。因此,项目的选定要慎重,项目难度要与学生能力相匹配,既要使学生的目标能力得到锻炼,还要确保学生通过学习和努力能够完成。
  2.2 教学内容重构
  目前,虽然已有成形的课程教学大纲和教材,但是为了跟上新技术的发展,必须不断更新教学内容。在教学内容的选择上我们改革掉落后的、常识性的(让学生自学或简单讲解)、不常用的、理论性极强的知识内容。注重知识的长效性、应用性、新颖性和先进性相结合,不拘泥于教材,充分融入先进的、生产一线实际应用的技术,使学生了解和掌握先进的设计方法和制造技术,着重培养学生的设计能力、查阅文献和设计资料的能力、离开学校后的自主学习能力。改革原有的教学内容和时间分配,因材施教,将项目的构思—设计—实施—完成贯穿于课程的始终,确保学生通过项目完成的过程能够获得相应的工程能力。
  2.3 教学方法、手段的革新
  随着现代教育技术的发展,传统教学方法和手段已经不再适合现代化教学。随着互联网+教学、移动设备等进入课堂,使得多样化的教学方法和手段革新具备了可实施性。为了提高教学质量,我们改革传统的教学方法为如下教学方法、手段的综合运用。
  (1)“传统+多媒体”教学。
  多媒体的引入可以将大量的模具二维图充实到课堂中,模具三维结构能以动画的形式直观地呈现出来,企业生产视频更是可以将学生带入现场,多媒体教学使老师容易讲解,学生容易理解和接受,对于冲压模具设计来说,“传统+多媒体”教学尤其适用。
  (2)“慕课+微课”辅助教学。
  就像中国大学慕课的广告语一样:好的大学没有围墙。现代大学教育不应囿于课堂上老师课程讲授的方寸之间,况且任何老师都有自身知识的局限性,应使学生放眼全国高等教育教学。通过中国大学慕课教学平台,学生可以学习国内其他高等学府的专家和教授对于该门课程的讲授,通过多渠道学习增厚知识底蕴,拓展知识面。此外对于关键知识点我们录制了微课,辅助学生复习和巩固知识,使教学具有可重复性。
  (3)“蓝墨云班课”辅助教学。
  随着智能手机的普及,学生带手机上课,课堂上玩手机已经成为不可回避的课堂之痛,当这一趋势不可阻挡,我们就要加以引导和利用。蓝墨云班课是可以将手机变为教学工具,实现移动学习的教学平台。通过云班课的资源推送可以使学生自主完成课前预习,通过在线测试可以了解学生对知识的掌握情况,找出学生的共性问题,有助于教师及时调整教学内容和方法。还可以进行学情分析、课堂互动、成绩考核和评价等,通过蓝墨云班课激发了学生的学习兴趣和课堂参与热情。
  3  结语
  基于CDIO教育理念对课程教学进行改革,引入企业产品进行项目教学,改革了教学内容和流程,综合运用多种教学方法,取得了较好的效果。提高了学生的学习兴趣和对本专业的认可度,培养了学生解决实际工程问题的能力。通过课程设计发现,学生的设计水平和资料查阅能力有明显提升。在毕业实习中,学生对企业生产问题所表现出来的工程素质得到了实习企业的好评。表明基于CDIO教育理念的课程教学改革能够达到培养工程应用型模具人才的目标,这种方法值得其他模具类专业课借鉴。
  参考文献
  [1] 张跃,温宏愿,陈建,等.基于CDIO理念的塑料成型工艺与模具设计课程改革[J].模具制造,2019,19(1):125-128.
  [2] 王海雄,代宣军,李海侠.基于CDIO的机械模具方向课程体系构建[J].教育教学论坛,2018(45):206-207.
  [3] 刘畔畔,王尧,张田野,等.大数据背景下教学数据深度挖掘的研究与分析[J].新教育时代,2019(20):130.
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