參考CDIO模式下汽車構造課程的實踐教學

摘 要：參考CDIO模式，從項目的構思、設計、開發(fā)和實施能力，以及較強的自學能力、組織溝通能力和協調能力出發(fā)，本著培養(yǎng)學生在實踐課中腳踏實地，具有邏輯思維與創(chuàng)新精神，對汽車構造課程實踐課發(fā)動機裝配實訓進行了CDIO模式下的教學設計。從教學結果來看，成效顯著。

關鍵詞：CDIO模式 發(fā)動機裝配實訓 教學改革 教學效果

1 引言

我國高等教育的迫切任務是盡快培養(yǎng)具有國際高水平的中國工程師、中國技師。多年積累，在我國工科的教育實踐中，工科高等教育已取得了令世人矚目的巨大成績，培養(yǎng)了越來越多高新技術領域的工程技術人才，為民族復興國家發(fā)展，貢獻自己的力量?？吹娇上渤煽兊耐瑫r，仍然不能忽視問題的存在，如：實踐課程不按操作規(guī)程執(zhí)行，搞壞實訓設備和儀器；不重視安全操作流程的規(guī)定，違規(guī)操作的現象依然存在；長此以往，會把壞習慣帶到未來工作中去，其害無窮。縱是一些職業(yè)技術學院現行辦學模式和教育教學管理模式也存在著重科研而輕職業(yè)素養(yǎng)教育的現實。

關于CDIO工程教育模式，對于一些老的教育工作者而言，并不陌生，其內涵即使是21世紀的今天，也有著重大的借鑒意義。其內涵就是根據產品或工程項目出發(fā)，從研發(fā)到運行服務的生命周期，即構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）四個階段，應用到教學領域，形成的CDIO工程教育改革的理念，有目共睹，該模式極大的推動了中國工程教育改革和提高了中國教育質量。

根據CDIO教學大綱，汽車構造是汽車工程類各專業(yè)必備的基礎學科，國內理工大學各工科中汽車工程類專業(yè)都有汽車構造課程開設，作為本專業(yè)的基礎課程；尤其是各職業(yè)院校更是將汽車構造與檢修課程作為基礎必修課程，在教學過程中重視理實一體化，很好的解決了理實一體化教學方法問題。在汽車實踐教學中，參考維修企業(yè)工作流程，構思重視邏輯思維的實踐教學方法，進行設問式汽車構造與檢修課的創(chuàng)新性教學設計，通過一系列知識結構遞進，體系融會貫通的教學實踐，教學效果好于預期。下面以汽車“發(fā)動機裝配”實訓教學為例，來分析教學效果。

2 參照CDIO模式的汽車構造與檢修課的教學方法分析

在汽車構造課程檢修的傳統教學環(huán)節(jié)中，大部分實踐教學，都是根據試驗的要求，來完成實訓，實訓教學過程中，流程混亂，亂拆亂卸，與生產企業(yè)流程脫節(jié)或背離。學生在獲得了一定動手的知識同時，學生自己并沒有真正的對整個實訓教學進行“構思”是欠缺的，這是其一；讓學生自己思考，就要設問：為什么要拆這個汽車總成？遵守拆卸的安全流程對我有什么好處？拆卸安裝的注意事項是什么？等等；其二，實訓“設計”老師要嚴謹，要用設問式方法提出問題，如：你拆卸的零部件工作原理是什么？用的是何種材料？用什么工藝制造出來的？拆裝過程中有什么特別要求？等等，過程控制不夠嚴謹，實訓環(huán)節(jié)不接地氣，如何“實現”實訓目標？“運作”的過程中又沒有預案，過程一失控，反正設備不是我的，人多手雜，搞壞了，也沒辦法?？梢哉f這是實訓課頭疼的問題，本校汽車構造老師采取了很多教學方法來規(guī)避，而就效果而言，收效甚微，筆者認為：教學方法沒有最好的，只有更合適的。只有做到教學方法與生產實際無縫對接，才能培養(yǎng)出具備一定專業(yè)知識技能和較好綜合素質的創(chuàng)新型人才。

而CDIO教育模式即：構思、設計、實現和運作四個過程，不是教條，教師一定是在已有一個完整實訓構思、設計、實現途徑和如何良好運作的預案前提下，實訓開始前，從另一個角度受眾出發(fā)，征求或設問實訓學生對此次實訓從構思、設計、實現和到運作該如何完成本次實訓。

讓實訓學生把本次實訓，作為獨立的工程來處理，在保障企業(yè)經濟利益的前提下，來思考生產工藝流程如何去做？等等。然后把實訓學生中提出的那些好的建議采納到實訓教學預案中去。整個實訓過程與企業(yè)生產一致：嚴格過程控制，生產工藝流程化、規(guī)范化，操作工藝科學化、實用化，損壞零部件要包賠，以此來規(guī)范實訓學生的實訓操作過程與企業(yè)生產接地氣。達到應有的實訓教學效果。

3 根據CDIO模式的汽車構造與檢修課的教學設計

汽車檢修過程或汽車維修過程與汽車構造理論知識聯系是非常緊密的，把汽車檢修過程或汽車維修過程作為一個項目處理，每個系統都是一個與汽車整體項目有機結合的分項目，拆分后都能各種獨立。

根據項目的四個生命周期階段：構思、設計、實現和運作，設計出一個具體實訓教學目的、實訓內容和實踐全過程的實訓教學設計，需要說明的是：這里的過程，必須是在老師指導下的，同學們全部參與的整體過程。老師事先按著實訓要求，參照企業(yè)工作流程，構思一個符合實訓學生特點的實訓方案，此過程中與企業(yè)實際生產高度一致，在不背離標準化操作流程的基礎上，設計若干個實訓方案的備案，考慮到實訓期間，如何通過實訓學生的實際操作，達到實訓預期效果，而在過程中采取的控制和手段，是十分必要的；為了實現教學效果，同學們必須通過思考、合作、遵守實訓要求，完成的實訓效果是不一樣的。

汽車構造與檢修課是專業(yè)基礎課，開設在大學初期， 根據上面的分析，下面以汽車構造—檢修課汽車“發(fā)動機裝配”的教學實踐為例展開分析。

4 參考CDIO 模式的汽車“發(fā)動機裝配”實訓的教學設計案例

4.1 應該滿足構思、設計、實現和運作四個生命階段

首先，構思階段，發(fā)動機裝配實訓的目的是什么？教師很清楚：發(fā)動機裝配不僅發(fā)生在汽車制造廠，而且也發(fā)生在汽車維修企業(yè)，是生產技術人員經常面對的日常工作，在嚴格的工藝流程要求下，一臺臺發(fā)動機下線裝配在各類汽車上，滿足市場的需要，這些工作中又蘊含發(fā)動機兩大機構五大系統（柴油機四大系統）工作原理及金屬材料及工藝學知識。因此，實訓目的出來了：通過發(fā)動機裝配，讓實訓學生，在嚴格的工藝流程要求下，符合安全生產規(guī)范，損壞零部件包賠的前提下，體會到實戰(zhàn)情況下的企業(yè)生產工作，展現才華，提升技能知識。接下來，實訓操作守則哪里來？毋庸置疑，教師要事前聯系汽車制造或修理企業(yè)，把日常工作的生產工藝流程、安全生產規(guī)范、5S管理、規(guī)章制度等精髓求到手才行。設計的實訓計劃一定要參考同類優(yōu)秀者的做法。

把教學實訓看作工程，對于實訓學生來說，教師在構思階段，就要從學生的角度出發(fā)，啟發(fā)學生思考，討論：汽車有那幾部分組成？都是什么？發(fā)動機是干什么用的？屬于汽車哪個部分？具體構造是什么？什么工作原理？制造過程中采取了那些金屬工藝，選用的材料都有哪些？在發(fā)動機裝配完畢，為什么要進行汽車發(fā)動機氣缸缸壓測量？等等。學生們要弄清上述問題。

4.2 老師定性點評后，教師帶領學生進入設計、運作和實現階段

老師從汽車“發(fā)動機裝配”實訓的工程項目出發(fā)，邀請學生參與其中研討：汽車發(fā)動機裝配，是否先從汽車上拆下發(fā)動機，這里的拆卸步驟有多少？汽車發(fā)動機裝配實訓目的、零部件的認知、實訓步驟、正常汽車發(fā)動機裝配完畢，冷磨合和熱磨合之后，發(fā)動機裝配合格的標準缸壓參數值、使用工具、安全注意事項以及工廠實施“5S”管理的要求等問題。

4.3 學生經過這樣的討論后，進入操作階段

開始分組，3～4人一組，1人查資料或上網搜索數據，1人寫實訓步驟和安全注意事項，該步驟必須是科學與嚴謹的，經過小組討論的，其可操作性強，一定是經老師點評和修改確認無誤的，按該步驟開始認知汽車發(fā)動機有關零部件，討論拆卸零部件的注意事項和使用工具等等，按照各自興趣和擅長，開始合作做實驗，分工合作，主動討論，在實訓的過程中進行實踐的探索和知識發(fā)現，得出結論。經過討論，獲得新的結論，學生填寫老師事先設計好的《實訓成果考核表》。該表內容包括橫坐標方向和縱坐標方向兩塊內容。

以2023款奧迪A6轎車為例，橫坐標方向內容是：實訓考核項目及具體內容，項目包括6個考核小項：1.問題討論及回答，內容如：奧迪A6轎車有那幾部分組成？都是什么？發(fā)動機型號是什么？屬于汽車哪個部分？具體構造是什么？什么工作原理？制造過程中采取了那些金屬工藝，選用的材料都有哪些？在發(fā)動機裝配完畢，為什么要進行汽車發(fā)動機氣缸缸壓測量？等等，占總成績20%；2.實訓過程完成成果，內容如：實訓目的、奧迪A6轎車結構認知、使用工具好壞、安全操作步驟的標準化程度、分工合理度、現場5S情況、實訓結束后的實訓總結等，占總成績20%；3.小組內評，內容如：小組內按照1、2項目對每個組員互評打分，占總成績15%；4.組間互評，內容如：小組間按照1、2項目互評打分，占總成績15%；5老師點評，內容如：老師按著CDIO中的要求給與具體評價，包括知識點的掌握、具體動手解決實際問題能力、主動性，創(chuàng)新性等，占總成績30%；6.綜合成績項目1、2、3......合計及問題答疑。

縱坐標方向內容是：班級小組1、2、3......表格，每個小組又細分3到4個組員子表格，橫坐標和縱坐標之間的表格是每個同學的考核結果和綜合成績合計，整個表格一目了然。

特別強調的是教師的實訓評價還包括以下內容：

學習過程表現占教師實訓評價總成績的20%，以學生考勤、課程任務中的參與度、合作程度等工作態(tài)度及學習能力作為素質考核點，計算到教師評價成績中。其中，對于違紀的同學從平時成績扣除，遲到、早退1次扣成績（百分記）5分；看與實訓學習無關的手機頁面、睡覺和說話打鬧等每次扣成績（百分記）5分；曠課扣成績（百分記）10分，上不封頂，這里不夠扣，從其他加權成績中扣除；對于實訓過程中提問和搶答成功率和正確率高的酌情每次加（百分記）5分，幫助他人，“好為人師”且有效果的、積極幫助打掃教室每次酌情加（百分記）5分；違規(guī)操作一次扣5分，損壞零部件或工具除照價賠償外，扣20分，上不封頂，這里不夠扣，同樣從其他加權成績中扣除。

例如：通過對奧迪A6轎車發(fā)動機裝配實訓，使同學掌握以下知識：

（1）奧迪A6轎車發(fā)動機裝配合格后，其氣缸缸壓保持在（奧迪A6，P=1.05～1.31Mpa）范圍。

為了能夠裝配發(fā)動機合格，實訓學生，要按流程先把發(fā)動機從奧迪A6轎車上拆下來，這個工作流程和安全規(guī)范要求很高，步驟很多，使用的工具也很龐雜，要求動手能力也很高，首先，要運行發(fā)動機，采取人工和儀器設備的手段，檢測該車發(fā)動機工作狀況，測量發(fā)動機氣缸缸壓，與標準對比，做到心中有數，開始發(fā)動機拆卸工作，如：車輛安全、干凈的上舉升機，確保安全無誤后，放油、放水，按流程拆卸電源和附屬裝置，由于篇幅的關系，這里不再贅述，最終把發(fā)動機從車上完好無損的，人員安全的前提下，拆下來，進行發(fā)動機一系列檢測，邊拆邊檢查和檢測缸體及其他零部件完好程度、缸蓋上下平面度、缸筒與活塞及活塞環(huán)的配合間隙、連桿大小軸瓦間隙、曲軸軸瓦間隙、氣門間隙等等。查奧迪A6轎車發(fā)動機維修手冊，對比標準數據和測量數據的誤差，判斷上述被檢測零部件的好壞，并記錄在冊，請教老師對測量不合格的部件，進行檢測確認，無誤后，經老師上報更換部件后，準備發(fā)動機修復裝配工作實訓。

發(fā)動機的裝配工作采取發(fā)動機拆卸工作的反流程，這里不再重述，裝配完的發(fā)動機要經過冷磨合和熱磨合及氣缸密封性的檢測，方可裝回汽車上啟動發(fā)動機、試車。檢測方法：詳見王文娟[4]的描述。

（2）通過奧迪A6轎車測量發(fā)動機裝配實訓，增加了同學們動手實踐，提高技能能力的同時，還可以更深刻掌握發(fā)動機曲柄連桿機構和配氣機構的機理以及與發(fā)動機冷卻、潤滑系的知識聯系，建立了系統化汽車知識，用思維導圖（同學們手繪方式）把知識體系連接起來，大家討論，可以舉一反三。

（3）還可以展開“汽車發(fā)動機的曲柄連桿機構這一四桿機構的優(yōu)缺點”的討論，讓同學們發(fā)動思維，思考：有沒有更好的機械機構代替？

通過以上的實訓實踐，發(fā)現：實訓學生應用基礎知識解決實際問題的能力、交流溝通的能力和團隊合作能力，有了很大提高。

5 結語

實踐表明：完全可以構建基于CDIO 模式下的汽車構造課程實訓一體化的教學，以汽車“發(fā)動機裝配”實訓的教學設計和實踐為例，具體的介紹了基于CDIO 模式下的汽車構造課程實訓的一體化教學過程，通過教學實踐，獲得了以下有益的教學經驗，以供大家參考。

把一個具體的汽車構造課程中，如發(fā)動機部分每一個實踐教學項目作為一個工程項目處理，全過程貫穿：構思、設計、實現和運作和完成，教師采用整個實訓過程與企業(yè)生產一致：嚴格過程控制，生產工藝流程化、規(guī)范化，操作工藝科學化、實用化，損壞零部件要包賠，以此來規(guī)范實訓學生的實驗實訓操作過程與企業(yè)生產接地氣。

教師設計實訓目的和實訓內容時，實訓內容要用設問式啟發(fā)學生思考的空間，以便學生進行實訓時發(fā)現知識；在實訓實現、運作過程中督促實訓學生能分工合作，主動討論，共同完成實訓，取得了比較好的實踐教學效果。

參考文獻：

[1]安春來，蘇保國，陳鈺.針對汽車運用與維修專業(yè)“1+X”證書制度試點過程中的幾點探究[J].教育與職業(yè)，2020（02）.

[2]金靈，白云川，陳成法.基于CDIO工程教育理念的車輛裝備保障專業(yè)實踐課程改革[J].軍事交通學報，2022（8）：4.

[3]劉崇進，貝承訓，彭傳正，等.基于CDIO模式的大學物理實驗的教學改革實踐.科技信息[J].2012（27）.

[4]王文娟.缸壓表氣缸密封性的檢測與分析[J].農業(yè)裝備技術，2018，44（05）.