基于CDIO的《汽車構造（1）》課程的理實一體化教學模式創新與實踐

金華明 曹亞楠 惠 飛 張恩慧 徐平平

（內蒙古科技大學 內蒙古·包頭 014010）

0 引言

我校車輛工程專業自2008年招生以來，每年基本維持80人左右。隨著我國人口結構的調整，高考人數峰值已出現下降，我校生源數量和質量都將受到影響，并且近年來鋼鐵、煤炭、機制業不景氣的現實，學生就業壓力逐漸增大。探索適合我校車輛工程專業課程好的教學模式是現實情況下的選擇，也是對未來汽車制造領域的適應。

《汽車構造（1）》是我校車輛工程專業的專業核心課程。本課程主要講述內燃機汽車發動機及其各組成部分的構造、基本工作原理及相互作用關系等，通過對本課程的學習，可為后續專業課程如汽車理論，汽車設計，發動機原理等課程打下堅實的基礎。 我校主要是培養學生具有機械、電子、計算機、控制、液壓技術、新能源汽車技術、智能網聯汽車技術的綜合應用能力為特色，以充分的實踐環節作保證，適當采取校企合作的模式，立足內蒙古自治區，面向全國，服務于汽車設計、汽車制造、汽車電子技術及車企生產工程領域的具有創新精神、創業意識和實踐能力的高素質應用型人才。尤其是車輛工程專業課程，不僅要求學生學習到理論知識，更需培養學生具有主動思考和學習的意識以及實際操練的能力。因此，傳統的以教為主，過多重視理論的教學模式已經不能滿足培養定位，為提高教學質量，必須要從多方面進行教學改革，轉變教學觀念“以教為主”變為“以學為主”，增加學生主動思考和動手能力，通過此種方法來使學生更深入的掌握汽車發動機的知識，提高工程意識。

CDIO 代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）的工程教育模式，是國際工程教育改革的最新成果。它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習課程。鑒于此，基于CDIO的思想應用到《汽車構造（1）》課程上是非常必要的。

1 《汽車構造（1）》課程現存的問題

（1）《汽車構造（1）》課程的教學過于側重于知識體系的邏輯性和完整性，課程中的實驗也同樣側重原理性說明，這些雖然在對本科生理論認識體系建立上具有重要作用，然而對其動手能力的培養和獨立解決問題的能力培養不足，而這些正是用人單位和我國工科人才所亟需的素質。

（2）為加大實踐教學在《汽車構造（1）》課程中的比例，在學校和學院大力支持和車輛工程老師努力付出下，車輛工程專業已初步建立了各類實驗平臺，如何發揮實驗教學的真實作用，切實把理論和實驗結合起來，讓學生在學校教育中完成理論到實踐的過程，這也是當前車輛工程專業需要思考的問題。

（3）隨著就業壓力的增加，我校學生基礎水平和知識學習的積極性已出現下降趨勢，面對這一現象如何調整具體教學方式，使學生盡快建立理論與應用的聯系，是適應當前形勢下培養學生的要求，同時也是車輛工程專業學科發展的要求。

2 采用理實一體化教學法即理論實踐一體化教學法

理實一體化教學法強調充分發揮教師的主導作用，通過設定教學任務和教學目標，讓師生雙方邊教、邊學、邊做，全程構建素質和技能培養框架，豐富課堂教學和實踐教學環節，提高教學質量。在整個教學環節中，理論和實踐交替進行，直觀和抽象交錯出現，沒有固定的先實后理或先理后實，而理中有實，實中有理；理實一體化教學法突出學生實踐技能的培養，可以充分調動和激發學生學習興趣。

理實一體化教學平臺是建立在整個車輛工程學科課程體系基礎上的平臺，該平臺即能實現課程交叉，同時也能實現理論與實踐并重結合，即能激發學生的學習興趣，也能提高學生的綜合水平，尤其是理論聯系實踐的能力。該平臺應包括教學實訓臺和相應的教學軟件如圖1，其中教學軟件應包括的內容如圖2，圖3為模擬的理實一體化教室。

圖1：汽車理實一體化教學體系

圖2：理實一體化教學軟件內容

圖3：理實一體化教室

目前利用理實一體化教學平臺進行理實一體化教學已經在我們車輛工程專業實施了，計劃有5門專業課程參與，《汽車構造（1）》在其中。通過2020學年《汽車構造（1）》課程的實施，學生的學習主動性增加了、實踐動手能力增強了、團隊意識增強了、創新能力得到了提高等，同時把CDIO教學理念融入到了《汽車構造（1）》課程中，每堂課都進行合理的構思設計，將構思、設計、實現和運作的教育理念運用到課堂中，激發學生思考和學習的積極性。例如《汽車構造（1）》課程中對學生講解發動機總體構造時，可以先讓學生構思汽油發動機各機構和各系統的功用是什么？曲柄連桿機構如何將熱能轉化成機械能，各零件的運動規律是什么；配氣機構如何與曲柄連桿機構配合完成一個四沖程工作循環；點火系統如何與四個沖程聯系在一起；起動系統的起動機如何與曲柄連桿機構中的曲軸飛輪配合完成發動機啟動；為什么要有發動機潤滑系統和冷卻系統，如何實現它們的功用，需要什么零部件組合在一起去完成；燃油系統如何實現電控噴射，如何與曲柄連桿機構和配氣機構配合等等；課堂上學生6人一組進行討論，這樣就可以把發動機各個機構和系統設計完畢，接下來就可以通過理實一體化平臺中的實車發動機的運轉與以上的設計構思過程加深學生對汽油發動機構造的理解。這樣的過程不但激發學生的主動思考能力，同時加深了其對相關知識的理解，也有利于學生創新能力的培養。我校車輛工程專業已成為應用型試點專業之一，可通過專業課程理實一體化改革來保證轉型成功。

3 《汽車構造（1）》課程考核方法的改革

結合我校實際情況，傳統的以期末考試筆試為主的形式并不能真實反映學生的學習水平，部分學生純粹為了應付考試，采用上課不好好學習，考試臨陣磨槍的策略。因此，在考核環節要設置能反映學生學習能力和學習態度以及掌握程度的綜合方法，改變考核比例，提高平時成績和實驗課程成績，降低期末理論考試成績占比。《汽車構造（1）》平時成績由傳統教學10%增加到30%，每章進行測試，一共測試8章，取平均成績作為平時考核成績，平時測試在理實一體化教學平臺上完成；實驗課程占比沒有變化為10%，期末考試由傳統教學80%下降到60%。這種考核方式可讓學生意識到過程學習的重要性。后續還要強化平時考核，注重過程考核和實踐能力的培養，加大考核比例。

表1：教學改革前后學生成績對比

通過以上教學改革前后1個班級的成績對比，平時成績略有下降，傳統教學平時成績以到課率和作業來考核，而改革教學以平時8次測試成績的平均成績作為平時成績，突出的是實際動手能力的培養，其他各成績都有所提高，可見改革的有效性。

4 結論

文中從教學觀念，教學方法，實踐教學，考核方式等方面論述了《汽車構造（1）》課程的教學改革，并通過學生成績對比證明教學改革的實效性，這種方法可以大大提高老師的授課水平和學生的學習積極性，可在以后的教學中繼續推廣。提出了基于CDIO的理實一體化教學模式的創新探索，建立理實一體化教學平臺，采用理實并重的教學手段和考核方式，并融入CDIO的教育理念，提高了學生的實踐和創新能力，從而提高了學生的職業技能，這將為我國汽車工業人才的培養提供有力的支撐。