CDIO理念下項目化教學模式在汽車設(shè)計課程中的應(yīng)用研究

柴瑞謙 王波 倪受春 謝有浩 夏秋

關(guān)鍵詞：CDIO 汽車設(shè)計 項目化教學 教學效果

汽車設(shè)計是車輛工程專業(yè)的核心課程，其重點講解汽車整體及各大總成的設(shè)計過程，其應(yīng)用性、實踐性、綜合性較強，旨在培養(yǎng)學生的動手能力、分析和解決問題的能力[1]，為以后的工作和學習奠定基礎(chǔ)。

此外，培養(yǎng)高素質(zhì)工程技術(shù)人才是我國高等教育的長期戰(zhàn)略，應(yīng)用型本科高校以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標，以體現(xiàn)工程技術(shù)應(yīng)用導向[2]。然而，汽車設(shè)計作為應(yīng)用性極強的專業(yè)課程，當前的教學模式較為傳統(tǒng)，并未真正體現(xiàn)上述戰(zhàn)略、目標和導向。因此，為了培養(yǎng)高質(zhì)量人才，其教學改革勢在必行。

鑒于此，本文引入CDIO 教育理念，建立項目化教學課程體系、教學評價體系、保障體系，將該教育理念融入到課程教學的各個環(huán)節(jié)，以項目化教學模式對汽車設(shè)計課程進行改革，以提高學生課程參與度，改善教學效果，并培養(yǎng)學生實踐能力[3]，真正為國家、為社會培養(yǎng)高素質(zhì)、高質(zhì)量人才。

1 汽車設(shè)計課程現(xiàn)狀及存在問題分析

汽車設(shè)計課程主要包括總體和底盤設(shè)計，重在講解設(shè)計流程，內(nèi)容抽象，且缺少實操環(huán)節(jié)，與實際生產(chǎn)脫節(jié)[4]，導致理論與實踐分離。其次，在“滿堂灌”的教學模式下，學生對課程不感興趣，基本處于游離狀態(tài)，出現(xiàn)“教者難，學者更難”的不利局面，教學效果較差，難以培養(yǎng)學生解決實際工程問題的素質(zhì)和能力。

此外，該課程由平時、實驗和卷面成績?nèi)糠纸M成，其在各環(huán)節(jié)均存在較大問題。其中平時和實驗考查學生的出勤、作業(yè)和試驗報告。然而學生出勤率雖高，但作業(yè)和試驗報告抄襲現(xiàn)象嚴重，因此平時和試驗考核成績基本一致，沒有區(qū)分度。對于卷面考核，其缺乏對學生動手能力、分析解決問題、設(shè)計能力的考核，因此知識與能力失衡，考核結(jié)果缺少公正性。

2 CDIO 教育理念

CDIO 是近年來教育改革新提出的一種教學理念， 其代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement） 和運作（Operate），是一個產(chǎn)品從研發(fā)到運行的整個生命周期[5]。CDIO 核心是將知識和能力培養(yǎng)一體化，每個具體的教學環(huán)節(jié)都能為整體培養(yǎng)目標作貢獻，讓知識、能力和素質(zhì)的培養(yǎng)成為一個有機的整體。CDIO 理念關(guān)注的是學生積極從事“做”的活動，而不是被動的“接受”知識，即“做中學”，而項目化教學是實現(xiàn) CDIO“做中學”基本理念的有效方法。在項目化教學中，活動可以為學生提供豐富的學習經(jīng)歷，通過發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程，實現(xiàn)知識體系的構(gòu)建，從而有力地促進學生綜合能力的發(fā)展與提高。

3 項目化教學模式建設(shè)

3.1 項目化教學課程體系建設(shè)

3.1.1 項目構(gòu)思與設(shè)計

首先，將課程分為總體布置、傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)以及制動系統(tǒng)五大模塊。然后，依據(jù)CDIO 教育理念，將各模塊內(nèi)容項目化，即在各模塊中設(shè)置由易到難的三級項目[6]，其中，一級項目較為簡單，如零件設(shè)計;二級項目難度適中，如總成設(shè)計;三級項目較難，如系統(tǒng)設(shè)計。各模塊項目內(nèi)容如圖1 所示。

其次，可依據(jù)學生先修課程汽車構(gòu)造的成績及綜合表現(xiàn)，將學生分為3 個層次。其中，成績在80-100 之間的15 人設(shè)置為良好層次;成績在70-79 之間的34 人設(shè)置為中等層次;成績在69分及以下的21人設(shè)置為及格層次，如圖2所示。

最后，根據(jù)學生層次和項目等級，進行項目與學生的匹配，即，一般層次學生匹配一級項目，中等層次學生匹配二級項目良好層次學生匹配三級項目，從而以建立完善的項目化課程體系，實現(xiàn)因材施教。項目化課程體系結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

3.1.2 項目實施與運作

對于項目化教學，在建立項目體課程體系的同時，仍需制定一套具體的可實施和運作方案，其內(nèi)容包括項目具體內(nèi)容、時間節(jié)點、師生角色定位、組織引導與實施等問題。此外，依據(jù)CDIO 理念，要求學生在項目的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作四個環(huán)節(jié)全程參與，在提高學生的參與度的同時，對學生進行過程考核。在整個項目周期內(nèi)，教師負責大綱制定、項目設(shè)計、過程監(jiān)控和組織引導工作，學生負責項目的設(shè)計和具體實施，師生協(xié)作，共同完成，以保障教學的順利開展。其結(jié)構(gòu)框架如圖4 所示。

3.2 項目化教學評價體系建設(shè)

項目化教學為開放式教學模式，應(yīng)該從過程考核和結(jié)果考核兩個方面同時入手，并且應(yīng)重點強調(diào)過程考核，弱化結(jié)果考核，以建立完善的評價體系。其中，過程考核可從構(gòu)思設(shè)計和實施運作兩方面入手，在構(gòu)思設(shè)計方面，依據(jù)學生設(shè)計方案、文獻綜述，重點考察學生查閱資料、獲取知識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新設(shè)計能力;在實施運作方面，依據(jù)學生階段匯報和階段作品展，重點考察學生分析問題、解決問題、動手能力以及團隊協(xié)作能力。

項目實施結(jié)束后，可通過自評、互評、答辯等方式對項目進行結(jié)果評價，并結(jié)合過程考核和結(jié)果考核，對學生成績進行最終評定。

此外，學生成績評定結(jié)束以后，需開展項目交流會，總結(jié)項目經(jīng)驗及實施過程中存在的問題，促進學生之間的溝通交流和共同進步，并為后續(xù)項目改進提供依據(jù)。項目化教學評價體系如表1 所示。

3.3 項目化教學保障體系建設(shè)

項目化教學模式是復雜，且難以開展的教學模式改革，需要學校、教師、學生三個層面共同努力，以建設(shè)完善的保障體系。在保障體系中，學校層面除提供政策扶持以外，還需要為課程教學實施提供必備的硬件保障和軟件支撐;教師層面，需要成立教改團隊，研討制定人才培養(yǎng)方案、教學大綱等相關(guān)教學文件，同時負責教改過程的組織實施和過程監(jiān)控;學生層面，為保證教學改革的順利，學生需要積極主動的參與進來，配合教師完成教學內(nèi)容。三個層面的工作具體內(nèi)容如圖5 所示。

4 項目化教學實例分析

項目化教學具體實施過程以汽車差速器總成設(shè)計為例進行介紹。