CDIO模式在《自动化生产线安装与调试》教学过程中的应用

潘圆媛 缪燕平 吴炜

[摘 要] 针对《自动化生产线安装与调试》传统教学中的问题，将CDIO 理念引入课程的课堂教学中，以“分拣站的安装与调试”项目教学为例，阐述 CDIO 模式在教学过程中的具体方法。对采取CDIO的模式教学和采取“理论+实践”方式教学进行对比实验，结果表明，采取CDIO模式教学，有效提高了学生的学习积极性，对培养学生综合能力和职业素质等具有积极作用。

[关 键 词] CDIO模式；项目化教学；装配站；自动化生产线

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）20-0045-01

一、引言

CDIO是美國麻省理工学院（MIT）和瑞典皇家工学院等4所大学联合探索创立的工程教育理念，以构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）理念开展基于工程项目全过程的学习，着重培养学生全面的工程实践能力。《自动化生产线安装与调试》课程是高职机电类专业的核心课程之一，在课程体系中起巩固加深前导课程知识理解作用，是一门大幅提高学生动手能力和综合实践能力的课程。目前，国内高校多数采取“理论+实践”教学方式，理论课时远多于实践课时，学生对知识点只做到了解，较少能真正吸收，操作技能也无法灵活运用。教学改革中，完全可以考虑将CDIO的理念应用到相应的教学中去。

二、基于CDIO模式下“分拣站的安装与调试”项目的应用实践

以项目“分拣站的安装与调试”为例，分拣站实物如下图所示。通过先导课程学习，学生已经具备一定机械安装、气动控制、PLC程序控制能力，因此在项目教学时，采取“分组讨论+CDIO”的方式进行课堂教学实践。

该项目将课程中的光电编码器、PLC基本指令、高速计数器指令、顺控指令、变频器、MCGS触摸屏组态等知识点和技能点通过实践“分拣站的安装与调试”项目设计连贯起来，训练学生对系统控制的分析能力、用PLC实现对套件分拣的控制能力，用MCGS触摸屏组态控制能力，安装、调试、排除常见故障的能力，全面提高学生知识和技能水平。

（一）构思（C）阶段，教师利用实验设备或视频演示分拣站的工作过程，让学生明确项目目标；下发工作任务、工作要点等资料，设立项目要求。学生自主分析任务，思考项目的功能、概念和结构；利用已学知识，分析实现控制的可行性；制定工作计划，以小组为单位开发项目管理。

（二）设计（D）阶段，结合项目要求，通过查阅相关资料、教师提供资源的自主学习、教师教授等方式学习新的知识点，初步设计过程的分段与方法；在教师的指导下解决项目的关键技术问题，修改分拣站气动控制回路、电路接线及MCGS触摸屏组态方案。

（三）实施（I）阶段，学生依据本小组的设计，由小组成员共同完成机械安装、气动连接、电路接线，并进行PLC软件编程和MCGS工程组态；完成后，对分拣站的运行系统控制进行测试，由小组长实施过程的管理。此阶段完全由学生动手完成，教师负责引导学生进行讨论，随时解答学生提问。

（四）运行（O）阶段，对分拣站控制系统的软硬件进行整体调试运行，优化设计方案。让学生进行交流总结，整理资料和遗留问题，并以小组为单位，选一名小组成员进行项目成果汇报，教师进行点评总结。

三、试点班级对比实验

实验对象：江西制造职业技术学院机电一体化专业2015级两个班。实验方法：实验班（48人）采取CDIO的模式教学，普通班（52人）采取“理论+实践”方式教学，由同一名教师进行授课。实验结果：理论知识考试成绩和实践能力成绩如下表。

实验结果显示，在理论知识成绩上，实验班平均分明显高于普通班；在实践能力成绩上，实验班除个别学生外基本可以完成实践考试，一半以上的学生能够较好地完成题目，而普通班只有少部分学生能够较好地完成题目。实验结果表明，采取CDIO模式的教学效果更好。在实际教学过程中也可以发现，实验班的学生的学习积极性、主动性更强，整体教学氛围更加和谐。

四、结束语

将CDIO理念引入《自动化生产线安装与调试》课程的教学，通过一个学期的实践证明，教学效果良好。通过CDIO这种基于工程项目全过程的学习，不仅使学生在理论学习上自觉、自主，而且通过团队合作分工，发挥不同优势，使学生的合作意识、协作能力、沟通能力都得到了培养。

参考文献：

潘圆媛，曹瑞香，邱力.基于CDIO理念的《自动化生产线安装与调试》教学实施方案[J].时代农机，2017（9）：183-184.