基于CDIO工程教育模式的《UG》课程教学改革研究与实践

来源: 发布时间:2019-08-22 09:10:37

  摘要:当前《UG》课程教学存在问题与不足。为改进这些不足,采用基于CDIO工程教育模式开展《UG》课程教学,并合理安排教学内容,创新教学方式方法,注重学习过程考核,加强任课老师指导。实际应用表明,该方法效果良好,有利于激发学生兴趣,提高学生知识应用能力和创新能力,确保课堂教学质量。

  关键词:CDIO工程教育模式;《UG》课程教学改革;教学内容;教学方式方法

  中图分类号:G641 文献标识码:A

  0.引言

  “做中学”是CDIO工程教育模式的重要方法,也是能够引导学生主动学习的重要策略。随着课程教学创新改革深入推进,再加上整个社会对人才培养质量要求的提高,《UG》课程教学中也要更新思想观念,注重创新教学方式方法,以提高教学效果和人才培养质量。CDIO工程教育模式强调学生参加动手操作和实践活动,注重培养学生实践技能和知识应用能力,且应用也变得越来越广泛。

  《UG》课程教学

  1.当前《UG》课程教学存在的不足

  尽管随着课程改革推进,再加上部分任课老师思想观念更新,《UG》课程教学取得一定成效。但与教学目标和人才培养要求相比,目前课程内容安排存在不合理之处,教学方式方法陈旧,忽视对学生学习过程考核,一些任课老师对学生的指导较少。这些问题的存在,影响《UG》课程教学活动顺利进行,也制约教学质量提升。

  2.基于CDIO工程教育模式的《UG》课程教学改革策略

  CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),以产品研发到产品运行的生命周期为载体,通过灵活采用多种方式开展教学,让学生融入实践并参与锻炼,实现课堂教学与将来工作无缝对接。该教学理念不仅注重培养学生基础知识水平、团队协作能力,更为重要的是注重提升个人综合实践能力和工程系统能力。《UG》课程教学主要目标是培养学生三维造型和设计能力,为提高教学效果,引入CDIO工程教育模式是可行的。

  2.1合理安排教学内容

  要想让学生在“做中学”,教学内容安排必须是可操作的形式,要注重案例和项目选用。然后对教学内容进行优化整合,将其分为UG认识、曲线绘制、实体建模、曲面建模、装配建模、工程制图、模具设计七个模块,每个模块又包含基本认识、学习项目、综合项目三个方面的内容。以曲面建模为例,基本认识包括曲面创建和编辑,曲面零件创建和编辑。学习项目包括构建曲面的不同方法和不同的命令演示,曲面构建方法主要有:通过点、从极点、直纹面、通过曲线组、曲线网格、剖切网格、偏置曲面等。命令演示主要有:修剪片体、加厚片体、缝合片体、移动极点、扩大曲面等。综合项目主要有:花瓶建模、果汁杯建模、灯罩建模、水龙头建模、汽车车身建模。总之,采用项目和案例形式,能增加教学内容的可操作性,有利于学生在“做中学”。

  2.2创新教学方式方法

  每个模块从任课老师对“基本认知”的讲解开始,用幻灯片课件介绍每个模块的基本知识点和学习要求,学生在该阶段以“听”为主。进入“学习项目”后,要求学生创建简单的零件,任课老师演示后由学生操作,这个阶段以“学生做”为主,学生根据辅助材料操作并完成项目制作任务,任课老师则加强关键性步骤的指导。“综合项目”部分要求学生构建复杂结构体,让学生练习多种命令的综合使用技能。该阶段也以“学生做”为主,任课老师只进行适当指导。

  2.3注重学习过程考核

  每个模块学生的学习任务和上交项目都有明确要求,例如,“实体”模块有25个学习项目,20个综合项目。每个项目完成后,都要求学生按时上交项目任务,这些是平时成绩考核的重要参考。任课老师认真记录平时成绩,确保客观、公正,更好引导课程教学。

  3.需要注意的问题

  除采取上述教学方法之外,为确保《UG》课程教学质量,教学中还需注意以下问题。

  3.1确保教学内容的操作性

  CDIO工程教育模式强调做中学,学中做。这就要求任课老师应该科学合理安排教学内容,提高教学内容的可操作性,不能让教学内容过于理论化和抽象化。要合理设置教学案例,为学生适当安排教学项目,综合采用小组学习方式、情景教学模式开展教学工作。要适当增加“做中学”课时所占比例,通常在60%以上,让学生顺利完成模型设计和项目创建。并在具体的实践操作中,有效引导学生更好开展实践操作,顺利完成任课老师所安排的教学任务,进而深化对案例和项目任务的理解与认识,提高学生知识应用技能。

  3.2任课老师要适当帮助

  通常要求学生根据学习目标,自行设计解决问题的方案,并亲自开展操作,顺利完成学习任务。但不能忽视的是,任课老师要适当辅导,帮助学生解决学习中遇到的困难,并对学生进行适当引导,让他们朝着正确的方向学习,战胜困难,更好完成实践操作任务。此外,除任课老师讲解、当面辅导之外,每个学生还配有教材、讲义、视频等辅助学习资料,这样不仅为学生提供及时、有效的辅导,还能破解学生学习中遇到的困难,确保《UG》课程教学质量。

  3.3采用有效的指导方法

  任课老师要加强学习,不断丰富自身知识积累,提高课堂组织能力,采取科学和有效的方法指导学生。例如,任课老师要为学生录制教学视频,课前分发给学生让他们自主学习。让教学内容直观形象,对于重难点可以反复观看,也方便学生理解。

  4.结束语

  采用基于CDIO工程教育模式开展《UG》课程教学,并加强任课老师指导,及时解答学生的疑惑,效果良好。该方法不仅调动学生参与课堂主动性,培养学生动手操作能力和创新精神,还能让学生更为有效的融入学习当中,深化对理论知识理解,确保教学效果和人才培养质量。

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