基于CDIO 工程教育理念的《專業(yè)導(dǎo)論》教學(xué)及考核方式改革

汪菊英 孫曉輝 聶小春 張曉東

（1.廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院 廣東 廣州510027；2.廣東白云學(xué)院 廣東 廣州510450）

近20 年來，發(fā)達國家都在從觀念、目標(biāo)、教育內(nèi)容到教育方法對工程教育進行整體改革。 環(huán)顧歐美各科技強國不難發(fā)現(xiàn)，科技發(fā)展的加速化、綜合化、產(chǎn)業(yè)化、國際化和一體化，對各國的工程教育改革提出了更新、更高的要求。

CDIO 工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。 CDIO 的愿景是為學(xué)生提供一種強調(diào)工程基礎(chǔ)的、 建立在真實世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思－設(shè)計－實現(xiàn)－運行（CDIO）過程的背景環(huán)境基礎(chǔ)上的工程教育。 通過精心規(guī)劃項目的CDIO，可以引導(dǎo)學(xué)生對核心專業(yè)課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣， 從而達到能力培養(yǎng)、綜合發(fā)展的目的。

CDIO 工程教育模式與以往培養(yǎng)計劃的不同點之一是：通過開設(shè)導(dǎo)論性的基礎(chǔ)課程，從起始階段就將工程實踐引導(dǎo)入門，激發(fā)學(xué)生興趣，讓學(xué)生盡早領(lǐng)略工程技術(shù)的精華， 并且讓他們親手制造一些簡單的東西。

大學(xué)生在進入大學(xué)之前，絕大部分只是憑專業(yè)名稱或十分簡單的專業(yè)介紹對所學(xué)專業(yè)有一個直觀理解，對自己專業(yè)認(rèn)識較少，甚至不知道所開設(shè)的課程對從事本專業(yè)工作有何作用，導(dǎo)致入學(xué)時找不到學(xué)習(xí)方向和目標(biāo)，對專業(yè)課程的學(xué)習(xí)缺乏動力。 而現(xiàn)有高校的教學(xué)計劃中， 很少有學(xué)校開設(shè)引導(dǎo)類的課程，幫助學(xué)生全面了解所學(xué)專業(yè)，提高學(xué)習(xí)興趣。

在新生入學(xué)時開展專業(yè)引導(dǎo)教育，開設(shè)《專業(yè)導(dǎo)論》課，通過相關(guān)核心工程學(xué)科的應(yīng)用激發(fā)學(xué)生的興趣，明確學(xué)習(xí)動機。 同時，學(xué)生CDl0 教學(xué)大綱要求的主要能力發(fā)展也能有較早的起步。 廣東白云學(xué)院從2010 年開始，在高職“2＋1”人才培養(yǎng)模式改革的基礎(chǔ)上，為培養(yǎng)高級應(yīng)用型人才創(chuàng)出一條新路，對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)實施基于CDIO 工程教育理念的人才模式改革試點工作，開始了對《專業(yè)導(dǎo)論》課程教學(xué)及考核方式改革的研究與實踐。

《專業(yè)導(dǎo)論》課程的教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)CDIO 教學(xué)大綱中對導(dǎo)論課程的教學(xué)要求，其教學(xué)內(nèi)容和項目的設(shè)計建立在對學(xué)生的引導(dǎo)及激發(fā)學(xué)習(xí)興趣上，結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)要求，堅持理論聯(lián)系實際、學(xué)以致用的原則，在學(xué)生入校時即對學(xué)生進行全方位的專業(yè)知識教育。 將《專業(yè)導(dǎo)論》課程的教學(xué)分為理論教學(xué)和項目制作實踐兩個部分。

理論教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計 《專業(yè)導(dǎo)論》課程強調(diào)教學(xué)的系統(tǒng)性、全面性、前沿性以及與國際化，強化學(xué)生工程能力的培養(yǎng)。 通過精心設(shè)計，理論部分內(nèi)容通過開設(shè)10 次學(xué)科前沿及發(fā)展的講座， 讓學(xué)生了解所學(xué)專業(yè)的最新發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域。 講座主要內(nèi)容如下：機械工程發(fā)展簡史、工程圖學(xué)概論、工程材料概論、機械設(shè)計概論、機械創(chuàng)新設(shè)計、機械制造概論、模具技術(shù)發(fā)展、機電一體化技術(shù)發(fā)展、機械工程師職業(yè)能力素質(zhì)要求等。 在開展講座的同時有針對性地帶學(xué)生去相關(guān)企業(yè)參觀見習(xí)，進一步了解和認(rèn)識專業(yè)。

項目制作實踐內(nèi)容的設(shè)計 項目制作實踐讓學(xué)生初步體驗機械產(chǎn)品的設(shè)計制造、裝配調(diào)試過程及工程圖的表達方法，為學(xué)生了解本專業(yè)、深入學(xué)習(xí)本專業(yè)的知識打下必要基礎(chǔ)。 對模具方向的學(xué)生引入模具結(jié)構(gòu)測繪項目，讓學(xué)生以模具實物為載體，通過對模具的拆裝及測繪，完成簡單模具二維裝配圖和零件圖的輸出；對機械設(shè)計制造方向的學(xué)生以齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器為載體，測量并繪制典型零件圖和裝配圖。 這樣，以工程圖學(xué)基礎(chǔ)理論和實驗裝置為依托，以工程繪圖為載體，對實物裝置進行結(jié)構(gòu)分析和研討，在實踐中互動，在討論中爭辯，激發(fā)了學(xué)生創(chuàng)新意識，達到了新舊知識優(yōu)化和創(chuàng)新思維綜合訓(xùn)練的目的。 學(xué)生在完成項目的過程中，掌握本專業(yè)所需掌握的工程語言——機械制圖及零件測繪，直接培養(yǎng)學(xué)生對工程圖的識圖、繪圖能力，并對模具結(jié)構(gòu)、常用的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有了初步的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。

教學(xué)方法與教學(xué)手段

CDIO 改革并不是要淡化理論課程的學(xué)習(xí)， 而是要改革教學(xué)方法， 采取能激起學(xué)生興趣的教學(xué)方法，理論課程的教學(xué)不能采取傳統(tǒng)的“滿堂灌”的教學(xué)方式，而應(yīng)采取基于問題的學(xué)習(xí)、師生互動主題研討、案例教學(xué)、論文研究、項目訓(xùn)練等教學(xué)形式，著力培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和創(chuàng)新思維能力。主要通過以下幾種方式提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果：

一是實施教學(xué)和研究互動、 課內(nèi)和課外互動、寓學(xué)于研的培養(yǎng)模式，設(shè)置基于課程的科研訓(xùn)練項目和自主科研訓(xùn)練項目兩類，資助學(xué)生開展研究工作。 基于課程的科研訓(xùn)練項目由研究型教學(xué)課程責(zé)任教師組織課程教學(xué)團隊教師指導(dǎo)。 自主科研訓(xùn)練項目一般為學(xué)生進入高年級后， 在導(dǎo)師的指導(dǎo)下自主選題，經(jīng)學(xué)院審批后開展科研訓(xùn)練工作，并以小組的形式參加創(chuàng)新設(shè)計大賽、機械設(shè)計競賽、力學(xué)競賽、挑戰(zhàn)杯等科技競賽活動。 較好地完成科研訓(xùn)練項目的學(xué)生可以取得實踐教學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)分，鼓勵學(xué)生以科研訓(xùn)練項目研究成果為內(nèi)容撰寫畢業(yè)論文，完成畢業(yè)環(huán)節(jié)。

二是在知名企業(yè)建立學(xué)生實踐基地。 學(xué)生可優(yōu)先獲得去該類企業(yè)實習(xí)的機會，并鼓勵其在企業(yè)中開展科研訓(xùn)練項目的研究工作。

三是通過組織科研訓(xùn)練團隊、社會工作等途徑培養(yǎng)學(xué)生的組織、溝通、協(xié)調(diào)等領(lǐng)導(dǎo)能力。

四是定期組織開展學(xué)術(shù)討論。 在導(dǎo)師的指導(dǎo)下對各自研究的課題，發(fā)表各自觀點，營造良好的學(xué)習(xí)交流氛圍，激發(fā)創(chuàng)造力，提高學(xué)生的表達和溝通能力。

CDIO 人才培養(yǎng)模式下的課程考核方式

理論教學(xué)部分的考核方式 學(xué)生結(jié)合10 次講座所講授的內(nèi)容， 獨立查閱中英文文獻， 開展市場調(diào)研， 撰寫不少于5000 字的調(diào)研報告或課程論文，并制作講授課件，參加課堂上模擬的“21 世紀(jì)制造業(yè)前沿國際論壇”，對調(diào)研報告或論文內(nèi)容進行講授。 教師根據(jù)學(xué)生調(diào)研報告或論文撰寫質(zhì)量和課堂講授的表現(xiàn)，以及平時教學(xué)活動全部環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，確定此部分的分?jǐn)?shù)。

項目制作實踐部分的考核方式 （1）項目制作實踐的組織形式及成果提交。項目制作實踐時學(xué)生以4～6 人為一個項目小組，每個小組配備一名指導(dǎo)教師。項目制作實踐以小組為單位，在理論課堂外執(zhí)行；項目組內(nèi)活動方式有：座談式交流研討，專題式講解介紹，邊做邊探討式互動，系統(tǒng)性總結(jié)等。 組間活動主要采用總結(jié)介紹方式。 項目完成后團隊需提交的成果資料有：零件圖，總裝圖，工作原理介紹，項目工作總結(jié)或課程論文等。（2）項目制作實踐考評方式與標(biāo)準(zhǔn)。 項目制作實踐的成績分為優(yōu)（>90 分）、良（80～89 分）、中（70～79 分）、及格（60～69 分）、不及格（<60 分）五檔，其中項目制作成果的圖紙考核內(nèi)容如表1 所示。 項目制作實踐總體評分由導(dǎo)師和教學(xué)組成員共同評定，采用團隊成員之間互評、團隊間互評及導(dǎo)師評定的考評方式。 每個學(xué)生的成績?nèi)Q于其所在團隊的最終成績和個人在團隊工作中的參與程度，參與程度由每個團隊成員之間互相打分。 團隊的最終成績由團隊間互相打分及導(dǎo)師根據(jù)團隊成員綜合表現(xiàn)給分，評分時應(yīng)綜合考慮各團隊在制作過程中的表現(xiàn)， 主要觀察的方面有：成員之間是否分工合作，是否有詳細(xì)的工作計劃，項目總結(jié)答辯時的表現(xiàn)等。 項目制作實踐總成績的組成：團隊的綜合成績50%，個人表現(xiàn)成績50%。 在綜合成績中，項目工作總結(jié)或論文30%，答辯30%，團隊協(xié)作度20%。 個人表現(xiàn)主要考核個人在團隊工作中的參與程度和個人在口頭表達能力、書面表達能力、溝通協(xié)作能力、工程創(chuàng)新能力、領(lǐng)導(dǎo)能力等方面的提高程度。（3）課程總成績的評定。 課程總成績由理論和項目制作實踐兩部分組成，其中理論成績占30%，項目制作實踐占70%，由此得出課程總成績。

表1 項目考核內(nèi)容表

課程教學(xué)的成效

《專業(yè)導(dǎo)論》 課程教學(xué)及考核方式改革的研究與實踐主要取得了以下成效。

培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、團隊協(xié)作、動手能力等，提高了綜合素質(zhì) 在 “模具結(jié)構(gòu)測繪”實踐項目教學(xué)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生完成后提交的資料有：項目工作報告（裝配體的工作原理、拆裝順序、裝配簡圖等）；全部零件（標(biāo)準(zhǔn)件除外）正式零件圖；裝配圖（每人一張）。 據(jù)統(tǒng)計，采用實踐項目教學(xué)后，在學(xué)時與原來相同的情況下，45 名學(xué)生共完成零件圖119 張（A4～A1 不等），A1 裝配圖39 張、A2 裝配圖6 張，比往屆多繪制了裝配圖，并且零件的種類結(jié)構(gòu)形式也有所增加；學(xué)生首次對典型模具機構(gòu)進行了拆裝和測繪。 學(xué)生解決問題的能力和實際動手能力有明顯的提高，促進了實踐過程與工程實際接軌。 雖然學(xué)習(xí)難度和工作量增加了，但由于學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情被激發(fā)出來，在項目團隊的協(xié)作和交流中，大大促進了學(xué)生的思維能力、溝通能力、動手能力及合作精神，其綜合素質(zhì)得到較好的培養(yǎng)，成績明顯提高。

以項目小組為單位的答辯環(huán)節(jié)，提高了學(xué)生的口頭表達能力、團隊意識和集體榮譽感 項目制作實踐在最后環(huán)節(jié)進行以項目小組為單位的答辯，采用答辯方式，不僅可以鍛煉學(xué)生的口頭表達能力，還可以培養(yǎng)學(xué)生的團結(jié)協(xié)作精神和集體榮譽感。 在答辯時，回答問題的不是“個人”，而是代表團隊，每個成員都可以搶答或補充回答，以體現(xiàn)團隊的真實水平。 該實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的成績首先是團隊的成績，然后是在此之下的個人成績，每名學(xué)生的成績都和自己團隊的表現(xiàn)息息相關(guān)。

教師的教學(xué)能力得以提高 基于CDIO 工程理念的課程教學(xué)， 其主要理念是通過項目制作實踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生在項目制作的過程中掌握理論知識。 這就意味著教師決不可以袖手旁觀，而是正好相反，對教師的要求也更高。 教師要根據(jù)每個項目組學(xué)生工作的進展情況給予引導(dǎo)和適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，幫助學(xué)生學(xué)會如何進行自主學(xué)習(xí)，使學(xué)生面對不同的情況和對象，會靈活選用和綜合運用各種知識、手段。 教師還要根據(jù)各組不同的工程項目，分別對學(xué)生講解必須注意的問題和必要的解決問題的方法及基本原則，介紹一些可供參考的途徑和技巧等。

結(jié)語

《專業(yè)導(dǎo)論》課程教學(xué)，根據(jù)不同專業(yè)方向的人才培養(yǎng)需求，分別設(shè)置了模具結(jié)構(gòu)測繪、齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器等項目實踐，測量并繪制了典型模具的零件圖和裝配圖， 典型零件圖和裝配圖；以工程圖學(xué)基礎(chǔ)理論和實驗裝置為依托，以工程繪圖為載體，對實物裝置進行結(jié)構(gòu)分析和研討。 在實踐中互動，在討論中爭辯，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新意識，達到了新舊知識優(yōu)化和創(chuàng)新思維綜合訓(xùn)練的目標(biāo)。

根據(jù)課程特點， 建立了基于CDIO 工程教育理念的課程考核方式， 對課程教學(xué)中的理論教學(xué)部分，以課程論文代替?zhèn)鹘y(tǒng)考試；在項目制作實踐部分，將學(xué)生的成績與團隊成績掛鉤，學(xué)生成績由個人和團隊兩部分成績組成，采用團隊成員之間互評、團隊之間互評及導(dǎo)師評價三部分組成， 通過課程考核方式的改革，培養(yǎng)了學(xué)生的合作意識、團隊溝通和協(xié)作能力，提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。

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