基于CDIO工程教育模式的課程教學初探

張德+李密+譚文發

【摘要】環保設備AutoCAD是我校環保設備工程專業的專業基礎課程，由于傳統教學模式的缺陷及該課程面向對象為環境類學生，使得該課程在教學過程中存在較多問題，教學效果難以保證，無法提升學生工程實際設計能力。本文在分析現在AutoCAD教學缺陷的基礎上，提出基于CDIO工程教學模式的環保設備CAD教學模式，優化教學內容及考核評估方式，以期在實際教學過程中有效提高該課程教學效果，提升學生工程設計能力。

【關鍵詞】環保設備CAD 教學 CDIO工程教學模式 創新工程設計能力

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）02-0255-02

2000 年，美國麻省理工學院（MIT）等 4 所大學組成了跨國研究組織，經過 4 年的探索研究，創立了 CDIO工程教育模式，即：構思（C）、設計（D）、實現（I）、運行（O）。該模式強調以主動的、實踐的及課程之間有機聯系的方式學習工程，反映了系統論中整體性、結構性、層次性的特征[1]。

環保設備工程AutoCAD（以下簡稱“環保設備CAD”）是我校環保設備工程專業的專業基礎課。該課程設置目的在于教授學生掌握計算機繪圖的基本技能，為后續專業核心課程學習提供技術支撐，并為該專業學生在進入工作崗位做準備。但由于環保設備工程學生對機械基礎知識的缺乏，教學中發現課程的教學目標與實際教學效果之間存在很大差距，具體體現在學生對機械圖紙繪制的規范、精確制圖的缺乏、繪圖速度緩慢、獨立打印圖紙能力欠缺，課程與工程實踐脫節，更不要說如何將AutoCAD制圖應用到具體環保設備的工程設計上[2-3]。本文擬從原有環保設備CAD教學經驗基礎之上，采用CDIO工程教育模式對課程內容及考核評估方式進行優化，以提高學生實際工程設計能力為目的。

1.合理設置教學內容，提升學生創新工程實踐能力

環保設備工程是新興交叉性專業，我們應結合其專業特色對原有教學內容進行重構，具體做法：以基本圖形繪制為依托，以典型三廢（廢水、廢氣和廢渣）處理處置設備相關設計圖紙為主要學習對象，構建完整的教學內容體系。本校環保設備CAD一般為24課時，10學時理論教學，14學時上機操作，現在對此學時進行變動，應用CDIO工程教育模式對課程內容和課時進行重新設置，將理論教學與上機實訓進行融合，具體教學內容及學時安排如下：

（1）基本繪圖技能掌握階段：繪圖環境設置、圖層管理、圖幅標準；簡單二維平面圖繪制與編輯、面域與填充、文字與表格、尺寸標注、圖形輸出，4學時；

（2）決策分析階段：教師下達任務書，學生進行文獻調研及圖紙繪制順序分析、討論，文獻調研過程中注重對環保設備中存在的問題及缺陷的反饋，2學時；

（3）設計階段Ⅰ：典型環保設備零部件圖的繪制（可選取污水處理設備、除塵設備、廢氣凈化設備、噪聲控制設備等設備中的一種或幾種），6學時；

（4）設計階段Ⅱ：典型環保設備裝配圖的繪制（依據前面選擇設備進行繪制），6學時；

（5）設計階段Ⅲ：典型三廢處理處置工藝流程圖和布局圖的繪制，6學時；

（6）評估階段：評分貫穿各階段，包括學生自評與教師評價，0學時。

2.優化考核評價方式，提高學生學習動力

CDIO工程教育模式下的環保設備CAD考核方式應根據課程內容設置進行考核，學生每完成一個階段（基礎繪圖技能掌握階段、分析決策階段、設計階段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）的學習成效進行量化打分，最終將各階段的打分按一定權重進行計算，作為期末最終成績。教師在每階段評分過程應公平公正，在注重學生對軟件操作能力的基礎上重視對學生創新工程設計能力的評估。

3.結合課程設計、畢業設計和工程實際案例，鞏固提高環保設備CAD應用水平

教師在講述AutoCAD繪圖操作方法的同時，應結合課程設計、畢業設計進行傳授，而不僅僅停留在枯燥無味的操作演練上。同時，教學中可設計相關實際環保問題，學生針對此特定課題，通過資料查詢、產生問題、分析問題、設計構思、圖紙繪制來解決。這種與工程應用相關的設計過程不僅能加深學生對軟件操作的熟練程度，也可提高其解決實際環保類問題的能力，達到將環保設備CAD與環保問題融會貫通的水平。

4.結束語

針對現在環保設備學生AutoCAD教學效果與培養目標的差距和畢業生實際工程能力缺乏與企業對畢業生工程設計能力要求高之間的矛盾，我們基于CDIO工程教育模式方法對環保設備CAD教學內容及評估體系進行改革，使環保設備工程專業學生能在熟練掌握AutoCAD繪圖方法的同時，極大提升學生的工程設計能力，為后續課程設計及畢業設計提供基礎。通過課程的不斷創新改革，致力培養出具有實踐創新能力的工程應用型人才。

參考文獻：

[1]鐘壽仙，張瑛，郭紹輝. 基于CDIO工程教育理念的數理公共基礎課程教學改革與初探[J]. 內蒙古師范大學學報（教育科學版），2013，09：78-82.

[2]曲燕，王振波，王宗明. 環保設備工程國家級特色專業建設[J]. 高等理科教育，2013，02：63-67.

[3]宋廣瑩.環境藝術設計專業AutoCAD課程教學改革的探討[J]. 山西建筑，2015，15：248-250.