CDIO理念下構建虛實結合工學交替的實踐教學體系

王國富 覃維獻

【摘要】針對CDIO工程教育模式的研究多集中在理念上、模式化的現(xiàn)狀，文章以汽車診斷與檢測技術課程為例，基于CDIO理念，以“故障現(xiàn)象導入，虛實結合工學交替，診斷為主檢測為輔”為指導思想，構建實踐教學體系，并對教學組織與實施進行深入介紹。

【關鍵詞】CDIO;汽車診斷與檢測技術;項目教學;教學實踐體系

我國高等工科教育的迫切任務是盡快培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師，然而我國工科的教育實踐中還存在不少問題，如重理論輕實踐、強調個人學術能力而忽視團隊協(xié)作精神、重視知識學習而輕視開拓創(chuàng)新培養(yǎng)等問題。作為國際工程教育改革最新成果的CDIO工程教育模式，自2005年引入汕頭大學，并得到包括清華大學在內的各類型高等院校深入研究和實踐，十二年的實踐證明，CDIO工程教育模式已成為解決當下培養(yǎng)工程師或應用型人才的一種成功范式。本文正是在CDIO理念下以汽車診斷與檢測技術課程為例，構建虛實結合工學交替的實踐教學體系，推進工程教育，培養(yǎng)應用型工程師。

一、課程分析

（一）課程特點分析

汽車診斷與檢測技術是一門理論與實際應用結合得非常緊密的專業(yè)課程，它是學生學習了汽車構造、汽車理論、發(fā)動機原理、汽車電器與電子控制系統(tǒng)等專業(yè)課程后的綜合應用主干課，旨在使學生掌握汽車基本性能和技術狀況的檢測與診斷的基本理論和基本方法。該課程具有如下顯著的特點：

1.理論與實踐并重，突出理論與實踐的融合，應推行項目教學。

2.該課程服務于學生畢業(yè)后的機電維修崗位，故該課程應注重工程應用，突出對汽車常見故障的綜合診斷與排查。

3.該課程是一門綜合主干課，是前面三年所學的綜合運用，既要懂結構原理，又能識圖，關鍵要建立較強的邏輯判斷能力，學生掌握難度大。

4.實踐教學難度大，主要體現(xiàn)在軟硬件條件要求高，如數(shù)據(jù)流檢測一個小組需要實車一輛或發(fā)動機臺架一臺，解碼儀一個，并配相關檢測儀器、工具，配實踐型教學教師一人，同時要注意實驗安全。

（二）課程實踐教學體系存在的問題

依據(jù)上述課程特點，筆者通過大量走訪調研相關的應用型本科院校發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)學校仍采用傳統(tǒng)的教學模式，以課程教學為主，實驗為輔，教師主導講授，學生被動聽授。傳統(tǒng)實踐教學安排如圖1所示，每個實驗僅是針對某個已經明確的部件或子系統(tǒng)進行檢測作業(yè)，即解決如何檢測而已，至于為何要檢測，檢測結果如何分析，如何排查故障，實驗中并未包括，因此，如此構成的實驗教學體系存在的缺點很明顯。

1.缺少系統(tǒng)性，缺少工程應用性，也談不上診斷。

2.學生沒有發(fā)揮主觀能動性，只是被動地練習檢測方法手段，甚至只是聽教師講解與演示，沒有動手機會。

3.實踐教學多采取一班40人分兩組錯時實操的方式進行實踐組織安排，如果條件較好可一組拆分為兩組，即使這樣一組人數(shù)仍過多，學生動手機會少，從而導致實踐課變成了換一個地方聽課而已，工程實踐效果不佳。

二、CDIO理念在實踐教學中的運用探討

CDIO由構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運作（Operate）構成，是“做中學”和“基于項目的教育和學習”的集中概括與抽象表達。CDIO明確要求通過具體的載體將專業(yè)能力、方法能力與社會能力的培養(yǎng)融合在整個工程實踐中，強調學生動手能力的培養(yǎng)，強調學生的實踐與創(chuàng)新，突出項目全程培養(yǎng)。依據(jù)前面對課程特點、缺點的分析，結合汽車檢測與診斷技術是一門與崗位結合非常強的專業(yè)技術主干課程，是汽車服務工程師的入職基礎課程，工程項目特征非常明顯，因此基于CDIO的構建思想，我們凝練出以下幾點。

第一，故障現(xiàn)象為載體。摒棄圖1左側以章節(jié)序化的方式進行的單一項目操作訓練，將這種沒有診斷只有檢測的訓練升格為以故障現(xiàn)象為載體，將核心能力融入整個工程實踐環(huán)節(jié)中，從而構成一個有機整體，并將CDIO的運用由抽象轉化為具體。

第二，虛實結合，漸進式項目導入。2至4人為一組進行實車實訓對于汽車檢測與診斷技術課程來說是不可能的事情，因此我們購置了一套支持50人同時獨立訓練的虛擬故障診斷軟件。

第三，以診斷為主，檢測為輔。無論是入門訓練的虛擬故障還是提升實操的真實故障，都應以故障現(xiàn)象為載體，進行項目教學，以診斷為主，再分步進行檢測，重在診斷，強化學生的工程項目設計能力。檢測只是手段，服務于診斷。

因此，基于CDIO理念，應以“故障現(xiàn)象導入，虛實工學交替，診斷為主檢測為輔”為指導思想構建汽車診斷與檢測技術課程的教學實踐體系，如圖1所示。圖1所構建的實踐教學體系充分體現(xiàn)了CDIO教育理念，是筆者多年依據(jù)校情、生情改革實踐的結果。筆者所建構的課程方案分為兩個階段，其中每個階段采用層層遞進的方式進行綜合項目訓練。第一階段利用電腦虛擬技術進行入門級練習，重在訓練學生的診斷思維能力、對維修手冊與電路圖的識讀及熟悉操作流程;第二階段為提升訓練，提供真實的企業(yè)環(huán)境與故障車輛，以3-4人構建小組，重在訓練學生的診斷能力、團隊能力與操作技能，培養(yǎng)學生的職業(yè)素養(yǎng)。如此雙重遞進式課程設計構建成重能力、強實踐的虛實結合、工學交替的課程學習體系，完成對學生方法能力、專業(yè)能力及社會能力的全方位培養(yǎng)。

三、實踐教學體系組織與實施

基于CDIO工程教育理念的汽車診斷與檢測技術實踐環(huán)節(jié)教學模式的改革應有與之相適應的教學方法與手段來實施，這就要求教師按照CDIO工程教育模式的基本要求來組織教學內容和選擇教學方法。如汽車構造、汽車理論、發(fā)動機原理、自動變速器結構與原理等先修課程側重于理論，而本課程對學生而言是一門全新課程，強調對前面所學的綜合應用，因此在第一階段采用“四步教學法+個人獨立完成為主”與“團隊合作為輔+完全獨立”的方式進行，第二階段采用“四步教學法+團隊獨立完成”的方式進行，并采用隨堂提問、隨堂考核、限時考核和形成性考核等方式進行考核。具體教學組織與安排見表1所示。

四、結語

本文基于CDIO理念，以故障現(xiàn)象為載體，并針對課程特點與存在的問題構建了實踐教學體系，同時在教學過程中融合相應的教學方法及考核方式，保證其可實施性。教學實踐表明，CDIO工程教育模式是培養(yǎng)大學生的創(chuàng)新精神與實踐能力，提升學生工程能力的一條有效途徑。

【參考文獻】

[1]胡占軍，張欣，董建榮，等.基于CDIO模式的項目教學實施方案[J].中國職業(yè)技術教育，2009（24）：55-58.