基于工程教学新模式的“自动生产线组装与调试”课程的改革与实践

摘 要：面对中国制造业转型升级的大趋势，本文以“自动化生产线组装与调试”课程为例，为了合理定义学习成果，明确教学目标，因此从工程教学模式的成果导向出发，对教学过程设计、综合能力培养、考核评价机制等方面提出了具体的改革措施，设计了完整的匹配矩阵，可有效地提升学生在相关专业领域的工程基础知识和实践技能方面的自主学习、综合实践、创新思维和职业素养等能力，以形成该课程教学效果持续优化改进的良性循环机制。

关键词：工程教学模式；改革与实践；新职业需求；新职业能力；优化改进

中图分类号：G642.0  文献标识码：A

Reform and Practice of the Course "Automatic Production Line Installation

and Debugging" Based on Engineering Education Mode

Wang Ping

Department of Aeronautical Engineering，Shaanxi Polytechnic Institute ShaanxiXianyang 712000

Abstract：In the face of the general trend of transformation and upgrading of China's manufacturing industry，this paper takes the course Automatic Production Line Installation and Debugging as an example，starting from the OBE result orientation of the engineering education model，reasonably defines the learning achievements，clarifies the teaching objectives，expounds the specific reform measures in teaching process design，comprehensive ability training，assessment and evaluation mechanism，and designs a complete matching matrix，It can effectively improve students' independent learning ability，comprehensive application ability，innovative thinking ability and professional comprehensive ability of basic engineering knowledge and practical skills，so as to form a virtuous circle mechanism of continuous optimization and improvement of the teaching effect of this course.

Keywords：Engineering education mode；Reform and practice；New career needs；New professional ability；Optimization and improvement

工程教学模式简称CDIO，是一种先进的教育模式。其中“C”代表Conceive（构想）、“D”代表Design（設计）、“I”代表Implement（实践）、“O”代表Operate（运用）［1］，该教学模式强调的是一种工程化的理念，即以项目的研发开始到项目完成的全过程为载体，在设置的典型工作任务中教授学生工程基础相关知识，并通过课堂实施，可以有效地提升学生实践和创新应用的能力。

一、基于CDIOOBE的工程教学模式

CDIOOBE工程教学模式是一种新的课程教学的设计模式，不同于传统，它以任务目标为导向，将工程教学模式引入理论和实践的学习中，其基本主旨是“以学生为中心，以工程实践能力的培养为目标”，包括教学设计、组织、优化实施和评估的全过程。在实施OBE教育模式时，应主要强调如下4个问题：

以目标任务的完成成果为出发点，准确界定、理清关系、确定方法、科学评估、应用成果、反馈信息和提高改进。以全新课程体系为支撑，对学生学习经验的积累和实践能力的培养奠定基础，激发学生学习的能动性［2］。

二、基于CDIOOBE工程教学模式课程改革的重要性

《自动生产线组装与调试》课程是机电一体化专业的专业核心课程，学生在学习完机械、液压、气动、传感器和PLC等相关理论知识和实践能力的基础上，通过以典型生产线为载体的教学，在理实一体化学习的过程中培养学生自动生产线的综合应用能力。

因此，基于CDIOOBE工程教学模式下构建的“自动生产线组装与调试”课程，一方面可以突出学生的主体地位，培养学生自主学习的能力，通过追溯式课程设计与规划能够很好地关注学生的学习产出，充分体现岗、课的契合度；另一方面，基于CDIOOBE工程教学模式的课程改革重点是对学生工程能力和工程素质的培养，将学生的岗位胜任能力和工程适应能力作为课程设计和开发的重点，有效提高了学生的综合素质，可更好地达到岗位标准的要求。

三、基于CDIOOBE工程教学模式的自动生产线课程改革措施

（一）教学目标新定位

1.新职业需求

智能制造技术的快速发展推动着巨大变革，其职位人员新职业的定义是“从事智能制造领域相关技术的研究、开发，智能制造设备、智能生产线的设计、组装、调整、管理的工程技术人员”，其主要任务分层次进行。因此，通过新岗位所需的能力分析可以看出，智能制造新职业背景下，每一个岗位都呈现出能力多元和复合化的要求。与传统制造业就业相比，就业要求发生了实质的变化。这些新的职业特点和岗位能力要求的新变化，对培养职业人才的职业教育领域提出了新的变革要求。

2.新职业能力

根据自动化生产线组装与调试岗位的新职业需求，我们对相关岗位要求进行层层分解，以确定从事行业相关专业所需的能力，然后学校组织教职员工根据这些分解的能力确定教学目标。能力的实现需要相应课程内容的支持，知识能力矩阵可以很好地反映某一学习结果与完成该结果所需的知识内容之间的映射关系，从而使学生能够更清楚地了解他们需要学习的部分，以达到某一学习成果或能力。借助此矩阵，学生可以在效果评估阶段快速掌握学习成果。

目标设定阶段可以分为多个层次，学生可以根据自己的实际情况进行选择，这样可以更好地激发学生的学习热情，更有效地实现自主学习过程。教师需要及时了解每个人的目标、基础和进度，从而准确把握每个学生的学习轨迹。

（二）教学内容项目化

课程改革的核心是教学内容的改革，在CDIO模式下，学习的主体是学生，在自动生产线的组装与调试的过程中，必要的知识和内容由学生主动学习，教师主要起到引导和答疑的作用，以此来培养学生的自主学习能力、小组合作能力和创新力。所以对接教学标准，教学内容的安排以工程项目案例相融合，包含了实际工程中经常使用到的技术知识，由易到难，由浅入深，循序渐进，紧密结合生产实际，努力做到理论与实践的一体化。

在项目内容的选择上，依据“四个符合”的原则（如图1所示），降低理论重心，突出实际应用，根据学生理论基础确定教学项目难度，合理教学项目。

（三）教学过程工程化

CDIO强调学生将在项目周期的整个过程中接受工程素质教育。因此，指导教师在设计教学项目时要充分考虑工程项目实际，建立工程概念，严格按照实际工程项目的流程设计教学内容，具体教学项目任务节点流程示意图如图2所示：

课程教学设计旨在提高学生自主学习的兴趣和投入度，因此需要在教学模式和学习方式上加以创新，具体体现在以下几个方面：

第一，“自动生产线组装调试”课程的目标是培养学生对自动生产线具备组装调试的能力，能够独立解决调试过程中发生的故障和问题。但采用传统教学方式很难达到此培养目标，因此必须改进现有的教学模式。借鉴翻转课堂教学模式，课前让学生根据教师推荐的教学内容、视频、微课件等资源自主学习，课中主要是重、难点的讲解、突破和实践性练习，教师主要在旁指导，并及时总结课堂中存在的问题，课后分享给学生进行反思提高。

二是充分利用信息化教育资源，将课程中大量的课程设计资料、各种学习指南、海量信息化资源等学习资料推送到课程平台，学生通过移动终端等方式视听学习。学生也可以对课内在学习过程中遇到的问题有目的性地去看微课，解决自己学习中的疑问，提高学生对自主学习的投入。

三是构建《自动生产线组装与调试》课程教学平台，平台不仅包括学习资源，此外，学生也可以在此基础上考勤、完成作业、考试等，也可以讨论、意见反馈，使学生与教师之间沟通更顺畅。

（四）考核評价过程化

考核评价是OBE教学模式中非常重要的一环，结合信息化手段，可以实现全程反馈评价（如图3所示）。

采用分层和多重评估标准来实现学习成果和个人学习进步的体现［3］，根据每个学生能达到教学目标要求的程度，从初学到优秀分配多个梯度等级，实现精准评价。对学生学习过程的明确把握可以为教师改进教学提供参考，使教师能够及时调整教学策略，学生可以根据学习结果的实现选择设置新的学习成果或减低学习进度。在课程层面，教师采用多种有效的评估方法，如作业、测试、问卷、报告等，如下表所示，完成学生实际“学习产出”的形成性和结束性评价。

从阶段、内容、形式等多方面、多角度地进行考查，评价学生是否达到教学目标。

结语

本文基于CDIOOBE模式对《自动生产线组装与调试》课程进行教学改革，针对传统课程目标、教学内容、教学方法等方面的不足，设计提出了新的实施方案。其中将教学内容和方法与教学成果相结合，动态反馈机制和项目教学相融合，应用高效的信息化手段，以学生为教学主体，在课程教学质量、学生分析、解决工程问题的能力和综合素质等方面均取得了很好的效果。

参考文献：

［1］李洋洋.基于CDIO模式的电子实习教学［J］.辽宁工业大学学报（社会科学版），2018，20（6）：129131.

［2］徐向艺，赵郑营.基于CDIOOBE工程教育模式的“操作系统”课程改革［J］.无线互联科技，2021，18（07）：144145.

［3］吴秋凤，李洪侠，沈杨.基于OBE视角的高等工程类专业教学改革研究［J］.教育探索，2016（5）：97100.

作者简介：王萍（1979— ），女，汉族，陕西咸阳人，硕士，讲师，主要从事职业教育教学和自动控制方向的研究。