基于CDIO 理念“汽車構造”課程教學模式的探究

桂林航天工業學院汽車與交通工程學院 郭華禮 王曙道 龍云澤 莫德赟

廣西壯族自治區發展和改革委員會和廣西壯族自治區教育廳等六部委聯合下發《廣西壯族自治區現代職業教育體系建設規劃（2015—2020 年）》指出，各高校要大力推進工學結合、校企合作為主的新型人才培養模式、教學模式建設，促進我區高等職業教育的持續健康發展。結合我們自己學校發展定位及學生來源情況等綜合考慮，為了更好服務區域建設和發展，滿足行業需求，著重培養學生應用能力，融入CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即構思—設計—實現—操作），通過項目驅動教學、模塊架構內容、實踐提升能力、過程考評多樣等措施加強學生對基礎理論知識的認識和掌握，激發學生學習自主性，提升設計思維、創新理念、實踐能力和綜合能力，為今后從事汽車行業工作奠定良好基礎。

一、CDIO 理念及傳統課程教學存在的問題

（一）CDIO 理念

CDIO 代表構思（Conceive）—設計（Design）—實現（Implement）—操作（Operate）。麻省理工學院最早提出“工程整合教育”理念，該理念是以產品研發和運行為載體，讓學生主動通過實踐將課程知識有機聯系起來的教育體系。CDIO 側重于以工程產品的生命周期為載體，從策劃到運行的全周期，讓學生在第一、第二課堂都能主動學習工程產品的相關理論，并積極主動參與工程實踐活動，使學生在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面達到預定培養目標，進而提升個人綜合素質。CDIO 理念將大學工程類畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面。采用一體化設計的培養目標—培養理念—課程體系，實現知識—能力—素質培養的一體化，形成人才培養目標、教學大綱、課程體系、教學方法、考核方式、學習渠道及持續改進的一體化設計的培養模式。

（二）傳統課程教學存在的問題

“汽車構造”課程是汽車類專業一門專業核心基礎課程，是“汽車設計”“汽車理論”等后續課程的先導課，課程教學以“學習認知—熟悉結構—掌握原理—運用實踐”為主線，是一門實踐和理論緊密結合的課程。但受傳統教學模式的影響，存在以下問題。

1.理論學時占比重，課程教學以教師教授為主，學生學習結構及原理主要通過書本及教學課件視頻圖片等，學生對教學內容缺少基本感知，興趣度不高，自主學習熱情更低。

2.汽車構造教材更新相對緩慢，教學內容不僅與后續課程銜接不夠，而且部分淘汰的技術仍占有篇章，加之部分教材在新技術等前沿技術知識部分介紹淺顯，不能符合行業對新時代人才的需求。

3.實踐環節與理論教學聯系不夠緊密，實踐環節雖然安排在教學內容完成之后，但實驗設備主要是市場淘汰的零部件，實踐操作內容只針對部分關鍵零部件拆裝，對學生缺乏吸引力，沒有形成整體系統認知。

4.汽車構造課程考核方式仍采取期末閉卷答題來完成，形式單一，不能全面反映學生設計思維、創新理念及實踐能力的考核評比，與應用型人才培養的目標要求相脫離。

5.學生線上學習意識薄弱，學習方式和渠道單一，與學生“德—知—能”認知發展相符的教學過程銜接度不夠，學生預習復習等積極性不高。

二、基于CDIO 理念的“汽車構造”課程教學模式改革

依據CDIO 大綱結合“汽車構造”課程特點，課程采用項目化教學，模塊化內容、多樣化考評、工單化操作等措施，以培養學生“構想（C）—設計（D）—實現（I）—運行（O）”的能力主線，將教育教學設置于工程教育背景，在教與學過程中鍛煉學生自主學習能力及意識，主動運用知識解決實際遇到的問題，同時提升團隊協作能力，使學生成為具備CDIO 素質和能力的工程師。

（一）協同制訂培養方案，完善教學大綱，權衡理論學時和實踐學時配比

“汽車構造”課程雖然具有知識點繁多、工程性強、邏輯緊密的特點，但內容圍繞“學習認知—熟悉結構—掌握原理—運用實踐”，與CDIO 理念高度契合。根據現行人才培養方案中存在的不足之處，構建以CDIO 理念為主的應用型人才培養方案，整合課程內容，優化課時分配，著重提升實踐課時配比。在此基礎上，讓產業、行業和企業等多方參與制訂人才培養方案，共同構建符合社會需求和行業需要的理論課和實踐課的課程體系。

（二）改革傳統教學模式，優化教學手段，構建汽車構造新型的教學框架

“汽車構造”教學內容圍繞“學習認知—熟悉結構—掌握原理—運用實踐”展開，構建以項目驅動形式的教學模式，將課程分為發動機（汽/柴油機）、傳動系統、行駛系統、制動系統、轉向系統、車身及電氣六個項目，教學過程中采用“情景導入—實物演示—多媒體教學—實踐強化—課后鞏固”五大環節開展，再結合小班理實一體化教室，利用虛擬仿真和實物展示相結合，將知識由感性認識上升為理性認知。

（三）線上線下混合聯動，拓寬學習渠道，提升學生掌握基礎知識的牢固度

“汽車構造”采用微助教與課程網站進行線上線下混合式教學，通過網上平臺將章節知識及教學資源進行課前發布；教學實施過程中以學生為主體、以教師為主導，采取“任務驅動+小組討論法”交互式學習，同時，根據教學進度增加如投票、討論、搶答等環節，增強課堂趣味性，提高學生的參與度；教學結束后，教師將課堂作業及項目內容通過線上平臺發布，并要求學生通過翻轉課堂形式進行展示講解，最終達成與CDIO 即“構想—設計—實現—運行”相一致的工程教育理念。

（四）改革課程考評方式，拓展過程考試，全面反饋學生在學知能的真實度

為了全面綜合考評學生的課程掌握和理解水平，將傳統的期末閉卷答題考試的單一考核方式改革為在線學習、過程性考核和期末考核相結合的多樣化考核手段，其考核各項比例如下表所示。而在線學習及過程考核的途徑與CDIO 的產品生命全周期的理念相對應，突出學生自主學習和團隊協作能力的培養。

“汽車構造”課程考核各項分配比重表

（五）優化課程教學內容，突出前沿技術，課程育人與科學技術的多方融入

針對教材更新慢、知識陳舊等不足，優化重構課程內容，融入汽車產業前沿技術。如在介紹柴油機燃油噴射技術時，通過與廣西玉柴企業合作，由企業工程師介紹公司目前最前沿的柴油機高壓共軌知識，不僅可以激發學生對理論知識的學習興趣，更能突出理論指導實踐的工程應用性。同時教學過程中突出立德樹人、課程育人的思想，加強學生工程倫理教育，培養學生精益求精的大國工匠精神和航天品質，激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當。

（六）制定實踐考核工單，著重實踐訓練，創新理念與實踐能力的實戰呈現

為了全面檢測學生對實踐項目的認知及熟悉，實踐技能的考核首先借鑒企業生產模式，采用理論和技能相結合的考核方式，針對不同項目制定汽車拆裝考核工單，注重對學生的綜合能力和知識素質的考核，提高了實踐教學的質量和學生應用水平。CDIO 理念突出工程教育，學科競賽及大學生創新項目為學生創新設計及實踐能力鍛煉提供平臺。為了充分發揮學生掌握的“汽車構造”課程知識，完成“構想—設計—實現—運行”的CDIO 理念，我院搭建“四支車隊”為格局的創新設計平臺，分別是大學生方程式油車隊、大學生方程式電車隊、大學生節能車隊、大學生智能車隊。學生將課程內容及工程實踐以設計并制造賽車的實戰形式完美呈現，進一步提升學生應用水平。

結合“汽車構造”課程特點，通過校企雙方參與人才培養目標制定，改革傳統教學模式，優化教學手段，拓寬學習渠道，拓展考試方式，搭建實踐平臺，著重圍繞“學習認知—熟悉結構—掌握原理—運用實踐”的教學內容和“構想—設計—實現—運行”相一致的工程教育理念，全面提升學生在設計思維、創新理念、實踐能力和團隊協作等綜合素質方面的能力，培養符合行業需求的應用型人才，同時為學生從事職業奠定基礎。