基于CDIO理念下的工程力學教學課程改革

吳錦花

(蘇州市電子信息技師學院,江蘇 蘇州 215008)

0 引言

機械制造是我國社會發展和工業進步的重要生產技術之一，同時也是我國國民經濟發展的重要支柱產業[1-2]。隨著近年來工業化進程的不斷加快，我國已經成為全球制造大國，但是由于我國機械制造水平較低，在許多領域仍然處于產業鏈的末端，整體創新能力較弱，在此背景下，要努力提升機械制造業的創新能力，實現我國由制造大國向制造強國方向的轉變[3]。要想實現上述目標，培養機械工程人才對我國機械制造業的發展具有重要意義。

目前，我國逐漸形成了以高職教育、本科教育和研究生教育三個層次進行人才培養的模式，基本可以滿足我國制造業發展對機械工程人才的需求。但是，目前在機械工程專業教學中，存在基礎知識薄弱、學生實踐課程較少和缺乏創新精神等問題，人才培養模式與社會發展對人才的需求脫節，因此，為了滿足機械工程專業教學的優化于改革，需要不斷對教學方式進行優化。CDIO表示構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運行(Operate)，主要是面向機械產品生產周期設計的，強調教學環境中的真實性，實現理論學習與實踐能力高效結合的人才培養理念，在培養學生專業知識的同時，提高學生的個人能力、團體協作精神和創新能力[4]。

1 CDIO理念與基礎

1.1 CDIO理念內涵

CDIO表示構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運行(Operate)，主要是基于機械產品、生產過程和生產周期設計的，強調在真實社會背景下的工程環境，實現理論基礎和實踐能力有效結合的教學培養模式。CDIO的核心理念主要體現在強調工程活動的真實環境，要求學生具有在真實工作環境中應具有的能力與知識。

1.2 CDIO教學提綱

CDIO教學模式下的教學提綱主要包括兩級教學內容，首先是對知識和個人能力的培養，其次是在明確教學能力培養的前提下分解具體的教學目標，進而達到學習效果(表1)[5]。

表1 CDIO教學提綱與目標

1.3 CDIO教學實施標準

CDIO教學實施標準是教學目標和教學內容順利實施的重要指引，主要包括教學環境、教師發展和教學考核等方式，具體如表2所示。

表2 CDIO教學標準

2 課程教學中存在的問題

2.1 重理論，輕實踐

目前，我國工程力學等相關課程主要在以專業知識理論為主導的理念下進行，存在工程實踐不足、理論與實踐脫節等問題，要想解決上述問題要在課程設計中增加工程實踐課程，實現理論與實踐教學相結合，提高學生的實踐能力。

2.2 重專業技術，輕基礎科學理論

目前，我國工程力學相關課程中，過于重視專業技術的教育，忽視了基礎科學知識的學習，出現該問題的原因是目前我國教育重視學生專業知識的學習，未來應該重新設置課程結構與組成，適當增加學科內容，提高學生的基礎知識。

2.3 忽視學生的個性培養

目前，在工程力學課程學習中，在培養學生專業素質的同時，鮮少涉及社會、政治、文化和藝術環境等方面的教育，忽視學生的個性培養與興趣愛好，脫離了“以學生為中心”的教育理念。

3 課程教學基本原則與內容

3.1 基本原則

在CDIO理念的指導下對工程力學相關課程進行課程改革應該堅持以下基本原則。

3.1.1 理論教學與工程實踐相結合的原則

在機械專業課程中，應該注重理論知識與實踐技能結合，增加課程中的實踐課程比例，培養學生在具備扎實理論的基礎上，又具有在真實生產環境下解決實際問題的能力。

3.1.2 重視專業基礎理論知識的原則

在CDIO教學理念中應注重工程力學基礎知識的學習，在課程設計中應重視基礎知識學科和工程科學的設置。

3.1.3 技術要素和非技術要素結合的原則

在進行相關專業知識教學中，一方面要重視為學生提供必要的技術教育，同時應該注重對學生社會、政治、文化和藝術等非技術要素的教育，培養學生的國際視野和可持續發展理念。

3.1.4 注重學生個性培養的原則

在教學過程中，適當增加選修課程，保證學生可以根據自己的興趣愛好選擇相關的課程學習，培養學生的創新能力與個性培養。

3.2 教學內容改革

3.2.1 轉變教學觀念，加強政策引導

高等院校及相關教師應結合目前工程領域日益變化的社會環境意識到基礎教學與實踐教學的重要性和本質要求，轉變教學理念，制定相關的課程改革政策與方案，加強政策引導作用，為學生培養提供相應的實踐教學。

3.2.2 改變教育方法，建立新的學習評價方式

合適的教學方法對于提高教學質量具有重要意義。教師與學校應該始終堅持“以學生為中心”的教學方式，在教學過程中采用“案例教學法”“小組討論法”和“任務驅動法”等教學模式，強化學生的學習能力和實踐能力，同時在教學過程中選擇筆試成績、口頭表述、小組討論、團隊展示等多種評估方式對學生進行綜合評價。

3.2.3 加強師資隊伍建設，提高教師能力水平

高校應該聘用具有實踐能力的教師，或者推薦教師進入企業進行實踐，積累相關實踐經驗與能力，培養“雙師型”教師。在進行課程教學時應該為學生分別安排一位專業知識導師和一名具有實踐經驗的企業導師。

3.2.4 加強硬件設施建設

在開展工程力學教學時，應該為學生提供工程實踐設施，加強新型工程實踐基地的建設，為實踐課程提供相應的實踐場所與活動實驗室，同時配備相關的機械、電子設備和計算機硬件設備等。加強校企合作，將學生的實踐場所安排在相應的企業內部。

4 結論

本研究針對目前工程力學課程教學過程中存在的問題，提出一種基于CDIO教學理念下的課程改革措施，未來在開展工程力學教學過程中，應該轉變傳統的教學觀念，加強政策引導作用，為學生培養提供相應的實踐教學，采用多元化評價方式對學生學習能力進行考核，并且加強師資隊伍的建設和硬件設施，為學生提供良好的教學氛圍。

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