基于CDIO理念的教學方法改革

李燕燕

摘 要：針對當前工科畢業生專業素質不突出、綜合工程能力不足，不能適應現代工程實踐的現狀，根據CDIO工程教育理念大綱要求，結合機械設計制造及其自動化專業培養特色，提出了以專業特色為主線，以項目驅動、任務導入為手段，基于CDIO理念的教學方法，并配套實施了相應的改革方案和措施。

關鍵詞：CDIO理念 專業特色 項目驅動 教學改革

當前工科院校畢業生不能滿足社會需求的現象表明，傳統的教學模式已適應現代教育的需要，高校工科教育引進新的工程教育理念，創新教學方法，進行教學改革已迫在眉睫。結合工科院校各專業的人才培養目標，引進CDIO工程教育理念，提出了以專業特色為主線，以項目驅動、任務導入為手段，基于CDIO理念的教學方法。教學方法改革旨在以同一工程項目指導本專業所有專業課程教學、實驗、實習和畢業設計，通過項目的分散，實現知識、素質和能力的綜合培養。

一、項目驅動、任務導入教學法

CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程教育理念即“構思-設計-實現-運行”，是由美國麻省理工學院和瑞典皇家理工學院等4所大學組成的工程教育改革團隊經過探索研究后提出的。目前已有幾十所世界著名大學引入CDIO理念進行教學改革，并取得了很大成績[1]。 CDIO培養大綱將畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標[2]。目前，要達到這四個層面的預定目標，最直接、最有效的方法就是將課程教學與實際工程項目有機結合，理論聯系實際，以項目和任務驅動教學。為此，我專業提出項目驅動、任務導入教學法。

項目驅動、任務導入教學法是指根據專業特色，選擇一個實際工程項目，任課老師在本專業課程教學過程中引入項目內容，提取與課程內容相關的子項目，再分解為承載教學內容的各個任務，以項目和任務驅動學生以積極、主動的態度完成對理論知識、專業技能的學習和工程能力的培養。整個教學過程以學生為中心，從信息收集、方案構思與設計、任務實現、成果展示以及最終評價，都由學生來完成，老師只作為指導、協助和主持人的角色。學生按照課程教學進度，利用課內和大量課外時間自主探究完成課程理論學習和任務實施。該教學法強調知識的分散積累和綜合運用能力。這就要求選擇的工程項目不僅能突出專業特色，還要涵蓋本專業所有專業課程內容，以便分散成各個子項目和任務，指導學生完成對專業課程群的學習、實驗、實習乃至畢業設計，最終通過項目的分散，實現知識和能力的綜合，將理論與實踐有機結合，真正做到“學中做，做中學，學以致用”。

二、基于CDIO理念的專業教學改革的具體實施

以工程制圖為例，項目中的機床主軸，作為課堂教學任務，要求學生完全按照實際工程要求完成，培養學生工程意識。同樣是機床主軸，作為項目內容，進入互換性與技術測量課程，可以演變為形狀公差、尺寸公差、配合精度等任務，把任務變成教學內容，組織學生針對該任務開展靈活多樣的教學活動，例如分小組討論，模擬教學，學生進行演講等等，把學生調動起來，引導學生主動學習完成任務，在達到鍛煉語言表達、書面論述、臨場思維等目的。

下面將項目驅動教學應用于對“第四章：典型零件加工與加工方法”的學習：

1.教師設置教學情景，將項目（機床）引入課堂。通過老師啟發、學生提問或課堂討論的方式，將項目分解為承載課程內容的各個任務（包括機床主軸、曲軸、絲杠、套筒、主軸箱等零部件的加工過程），同時介紹項目（子項目）和各個任務之間的內在聯系、邏輯結構。

2.要保證任務順利實施，任務準備是必要前提。老師通過多媒體視頻材料或將學生帶入實驗室的方式向學生介紹任務零件，并啟發式地講解相關理論知識，引導學生發現問題并自主探究學習。要求學生繪制自己的任務零件圖，以加強學生對任務零件結構的認識和對任務要求的理解。

3.分組、分工。小組由5～8名同學組成，視任務的大小和難易程度而定，根據小組成員興趣愛好與專業能力合理分配，在一定程度上實現優勢互補。不設組長，小組成員擔任任務中的不同角色，每位同學都是項目負責人，激發學生探索求知的熱情，培養學生責任感和綜合素質。

4.分析任務、制定計劃。任務小組針對自己的任務零件，學習零件加工過程中的基本概念和基本原理，對具體加工工藝過程、工序設計、及裝配工藝進行分析并發現問題，通過老師的及時指導或查閱相關資料，再經過小組討論，共同決策，制定最實際、最經濟的任務實施計劃。

5.小組合作，完成任務。小組成員根據制定的計劃和分工情況，開展學習，學習過程要有階段性成果。階段性成果可以通過網絡的形式進行小組間的經驗交流，通過組內交流不斷地完善階段性學習成果，從而促進任務的圓滿完成。

6.成果展示。任務完成后，以小組為單位撰寫任務報告。其內容包括任務內容、實施方案、分工、成果及任務執行過程遇到的一些問題。最終各小組推選一名代表以課堂演講或PPT演示的方式向老師和全班同學展示。

7.評價與交流。根據教師提供的評價量規，通過組內評價、組間評價和教師點評對學習過程和學習成果進行總結性評價并將完成任務過程中積累的經驗進行交流。

8.總結與反饋。針對老師和同學們對成果展示的反映及評價，小組同學認真總結，共同討論，編寫任務的最終總結報告。老師考察教學效果，為深化基于項目驅動的教學改革總結經驗并提出寶貴意見。

結語

通過一系列的改革實施，基于CDIO理念的教學改革取得了階段性成果。實踐證明，項目驅動實踐教學通過項目分散，任務導入教學內容，實現了本專業學生專業知識的分散積累和綜合運用，讓學生參與項目的開發和實施，將理論知識與實際工程緊密結合，增強了學生的工程意識、工程能力和綜合素質，克服了以往教學中理論與實踐脫節的難題，教學過程以學生為教學主體，激發了學生主動學習、探索創新的熱情，在提高工程能力的基礎上實現了專業特色培養，畢業生在專業方向上體現了明顯優勢。

參考文獻

[1]顧學雍.聯結理論與實踐的CDIO—清華大學創新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009（1）：11：23.

[2]陸小華，熊光晶，陳珠琳.設計導向的工程教育改革理念[J].高等工程教育研究，2007（6）：83—87.endprint