基于CDIO 工程教育理念的《專業(yè)導論》教學及考核方式改革

汪菊英 孫曉輝 聶小春 張曉東

（1.廣州工程技術(shù)職業(yè)學院 廣東 廣州510027；2.廣東白云學院 廣東 廣州510450）

近20 年來，發(fā)達國家都在從觀念、目標、教育內(nèi)容到教育方法對工程教育進行整體改革。 環(huán)顧歐美各科技強國不難發(fā)現(xiàn)，科技發(fā)展的加速化、綜合化、產(chǎn)業(yè)化、國際化和一體化，對各國的工程教育改革提出了更新、更高的要求。

CDIO 工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。 CDIO 的愿景是為學生提供一種強調(diào)工程基礎(chǔ)的、 建立在真實世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思－設(shè)計－實現(xiàn)－運行（CDIO）過程的背景環(huán)境基礎(chǔ)上的工程教育。 通過精心規(guī)劃項目的CDIO，可以引導學生對核心專業(yè)課程產(chǎn)生濃厚的學習興趣， 從而達到能力培養(yǎng)、綜合發(fā)展的目的。

CDIO 工程教育模式與以往培養(yǎng)計劃的不同點之一是：通過開設(shè)導論性的基礎(chǔ)課程，從起始階段就將工程實踐引導入門，激發(fā)學生興趣，讓學生盡早領(lǐng)略工程技術(shù)的精華， 并且讓他們親手制造一些簡單的東西。

大學生在進入大學之前，絕大部分只是憑專業(yè)名稱或十分簡單的專業(yè)介紹對所學專業(yè)有一個直觀理解，對自己專業(yè)認識較少，甚至不知道所開設(shè)的課程對從事本專業(yè)工作有何作用，導致入學時找不到學習方向和目標，對專業(yè)課程的學習缺乏動力。 而現(xiàn)有高校的教學計劃中， 很少有學校開設(shè)引導類的課程，幫助學生全面了解所學專業(yè)，提高學習興趣。

在新生入學時開展專業(yè)引導教育，開設(shè)《專業(yè)導論》課，通過相關(guān)核心工程學科的應用激發(fā)學生的興趣，明確學習動機。 同時，學生CDl0 教學大綱要求的主要能力發(fā)展也能有較早的起步。 廣東白云學院從2010 年開始，在高職“2＋1”人才培養(yǎng)模式改革的基礎(chǔ)上，為培養(yǎng)高級應用型人才創(chuàng)出一條新路，對機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)實施基于CDIO 工程教育理念的人才模式改革試點工作，開始了對《專業(yè)導論》課程教學及考核方式改革的研究與實踐。

《專業(yè)導論》課程的教學內(nèi)容

根據(jù)CDIO 教學大綱中對導論課程的教學要求，其教學內(nèi)容和項目的設(shè)計建立在對學生的引導及激發(fā)學習興趣上，結(jié)合專業(yè)人才培養(yǎng)目標要求，堅持理論聯(lián)系實際、學以致用的原則，在學生入校時即對學生進行全方位的專業(yè)知識教育。 將《專業(yè)導論》課程的教學分為理論教學和項目制作實踐兩個部分。

理論教學內(nèi)容的設(shè)計 《專業(yè)導論》課程強調(diào)教學的系統(tǒng)性、全面性、前沿性以及與國際化，強化學生工程能力的培養(yǎng)。 通過精心設(shè)計，理論部分內(nèi)容通過開設(shè)10 次學科前沿及發(fā)展的講座， 讓學生了解所學專業(yè)的最新發(fā)展及應用領(lǐng)域。 講座主要內(nèi)容如下：機械工程發(fā)展簡史、工程圖學概論、工程材料概論、機械設(shè)計概論、機械創(chuàng)新設(shè)計、機械制造概論、模具技術(shù)發(fā)展、機電一體化技術(shù)發(fā)展、機械工程師職業(yè)能力素質(zhì)要求等。 在開展講座的同時有針對性地帶學生去相關(guān)企業(yè)參觀見習，進一步了解和認識專業(yè)。

項目制作實踐內(nèi)容的設(shè)計 項目制作實踐讓學生初步體驗機械產(chǎn)品的設(shè)計制造、裝配調(diào)試過程及工程圖的表達方法，為學生了解本專業(yè)、深入學習本專業(yè)的知識打下必要基礎(chǔ)。 對模具方向的學生引入模具結(jié)構(gòu)測繪項目，讓學生以模具實物為載體，通過對模具的拆裝及測繪，完成簡單模具二維裝配圖和零件圖的輸出；對機械設(shè)計制造方向的學生以齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器為載體，測量并繪制典型零件圖和裝配圖。 這樣，以工程圖學基礎(chǔ)理論和實驗裝置為依托，以工程繪圖為載體，對實物裝置進行結(jié)構(gòu)分析和研討，在實踐中互動，在討論中爭辯，激發(fā)了學生創(chuàng)新意識，達到了新舊知識優(yōu)化和創(chuàng)新思維綜合訓練的目的。 學生在完成項目的過程中，掌握本專業(yè)所需掌握的工程語言——機械制圖及零件測繪，直接培養(yǎng)學生對工程圖的識圖、繪圖能力，并對模具結(jié)構(gòu)、常用的機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有了初步的認識，培養(yǎng)學生的工程意識。

教學方法與教學手段

CDIO 改革并不是要淡化理論課程的學習， 而是要改革教學方法， 采取能激起學生興趣的教學方法，理論課程的教學不能采取傳統(tǒng)的“滿堂灌”的教學方式，而應采取基于問題的學習、師生互動主題研討、案例教學、論文研究、項目訓練等教學形式，著力培養(yǎng)學生的自主學習、發(fā)現(xiàn)問題、解決問題和創(chuàng)新思維能力。主要通過以下幾種方式提高學生的學習興趣和學習效果：

一是實施教學和研究互動、 課內(nèi)和課外互動、寓學于研的培養(yǎng)模式，設(shè)置基于課程的科研訓練項目和自主科研訓練項目兩類，資助學生開展研究工作。 基于課程的科研訓練項目由研究型教學課程責任教師組織課程教學團隊教師指導。 自主科研訓練項目一般為學生進入高年級后， 在導師的指導下自主選題，經(jīng)學院審批后開展科研訓練工作，并以小組的形式參加創(chuàng)新設(shè)計大賽、機械設(shè)計競賽、力學競賽、挑戰(zhàn)杯等科技競賽活動。 較好地完成科研訓練項目的學生可以取得實踐教學環(huán)節(jié)學分，鼓勵學生以科研訓練項目研究成果為內(nèi)容撰寫畢業(yè)論文，完成畢業(yè)環(huán)節(jié)。

二是在知名企業(yè)建立學生實踐基地。 學生可優(yōu)先獲得去該類企業(yè)實習的機會，并鼓勵其在企業(yè)中開展科研訓練項目的研究工作。

三是通過組織科研訓練團隊、社會工作等途徑培養(yǎng)學生的組織、溝通、協(xié)調(diào)等領(lǐng)導能力。

四是定期組織開展學術(shù)討論。 在導師的指導下對各自研究的課題，發(fā)表各自觀點，營造良好的學習交流氛圍，激發(fā)創(chuàng)造力，提高學生的表達和溝通能力。

CDIO 人才培養(yǎng)模式下的課程考核方式

理論教學部分的考核方式 學生結(jié)合10 次講座所講授的內(nèi)容， 獨立查閱中英文文獻， 開展市場調(diào)研， 撰寫不少于5000 字的調(diào)研報告或課程論文，并制作講授課件，參加課堂上模擬的“21 世紀制造業(yè)前沿國際論壇”，對調(diào)研報告或論文內(nèi)容進行講授。 教師根據(jù)學生調(diào)研報告或論文撰寫質(zhì)量和課堂講授的表現(xiàn)，以及平時教學活動全部環(huán)節(jié)的表現(xiàn)，確定此部分的分數(shù)。

項目制作實踐部分的考核方式 （1）項目制作實踐的組織形式及成果提交。項目制作實踐時學生以4～6 人為一個項目小組，每個小組配備一名指導教師。項目制作實踐以小組為單位，在理論課堂外執(zhí)行；項目組內(nèi)活動方式有：座談式交流研討，專題式講解介紹，邊做邊探討式互動，系統(tǒng)性總結(jié)等。 組間活動主要采用總結(jié)介紹方式。 項目完成后團隊需提交的成果資料有：零件圖，總裝圖，工作原理介紹，項目工作總結(jié)或課程論文等。（2）項目制作實踐考評方式與標準。 項目制作實踐的成績分為優(yōu)（>90 分）、良（80～89 分）、中（70～79 分）、及格（60～69 分）、不及格（<60 分）五檔，其中項目制作成果的圖紙考核內(nèi)容如表1 所示。 項目制作實踐總體評分由導師和教學組成員共同評定，采用團隊成員之間互評、團隊間互評及導師評定的考評方式。 每個學生的成績?nèi)Q于其所在團隊的最終成績和個人在團隊工作中的參與程度，參與程度由每個團隊成員之間互相打分。 團隊的最終成績由團隊間互相打分及導師根據(jù)團隊成員綜合表現(xiàn)給分，評分時應綜合考慮各團隊在制作過程中的表現(xiàn)， 主要觀察的方面有：成員之間是否分工合作，是否有詳細的工作計劃，項目總結(jié)答辯時的表現(xiàn)等。 項目制作實踐總成績的組成：團隊的綜合成績50%，個人表現(xiàn)成績50%。 在綜合成績中，項目工作總結(jié)或論文30%，答辯30%，團隊協(xié)作度20%。 個人表現(xiàn)主要考核個人在團隊工作中的參與程度和個人在口頭表達能力、書面表達能力、溝通協(xié)作能力、工程創(chuàng)新能力、領(lǐng)導能力等方面的提高程度。（3）課程總成績的評定。 課程總成績由理論和項目制作實踐兩部分組成，其中理論成績占30%，項目制作實踐占70%，由此得出課程總成績。

表1 項目考核內(nèi)容表

課程教學的成效

《專業(yè)導論》 課程教學及考核方式改革的研究與實踐主要取得了以下成效。

培養(yǎng)了學生的自主學習、團隊協(xié)作、動手能力等，提高了綜合素質(zhì) 在 “模具結(jié)構(gòu)測繪”實踐項目教學環(huán)節(jié)，要求學生完成后提交的資料有：項目工作報告（裝配體的工作原理、拆裝順序、裝配簡圖等）；全部零件（標準件除外）正式零件圖；裝配圖（每人一張）。 據(jù)統(tǒng)計，采用實踐項目教學后，在學時與原來相同的情況下，45 名學生共完成零件圖119 張（A4～A1 不等），A1 裝配圖39 張、A2 裝配圖6 張，比往屆多繪制了裝配圖，并且零件的種類結(jié)構(gòu)形式也有所增加；學生首次對典型模具機構(gòu)進行了拆裝和測繪。 學生解決問題的能力和實際動手能力有明顯的提高，促進了實踐過程與工程實際接軌。 雖然學習難度和工作量增加了，但由于學生自主學習的熱情被激發(fā)出來，在項目團隊的協(xié)作和交流中，大大促進了學生的思維能力、溝通能力、動手能力及合作精神，其綜合素質(zhì)得到較好的培養(yǎng)，成績明顯提高。

以項目小組為單位的答辯環(huán)節(jié)，提高了學生的口頭表達能力、團隊意識和集體榮譽感 項目制作實踐在最后環(huán)節(jié)進行以項目小組為單位的答辯，采用答辯方式，不僅可以鍛煉學生的口頭表達能力，還可以培養(yǎng)學生的團結(jié)協(xié)作精神和集體榮譽感。 在答辯時，回答問題的不是“個人”，而是代表團隊，每個成員都可以搶答或補充回答，以體現(xiàn)團隊的真實水平。 該實踐教學環(huán)節(jié)的成績首先是團隊的成績，然后是在此之下的個人成績，每名學生的成績都和自己團隊的表現(xiàn)息息相關(guān)。

教師的教學能力得以提高 基于CDIO 工程理念的課程教學， 其主要理念是通過項目制作實踐環(huán)節(jié)，讓學生在項目制作的過程中掌握理論知識。 這就意味著教師決不可以袖手旁觀，而是正好相反，對教師的要求也更高。 教師要根據(jù)每個項目組學生工作的進展情況給予引導和適當?shù)闹笇?，幫助學生學會如何進行自主學習，使學生面對不同的情況和對象，會靈活選用和綜合運用各種知識、手段。 教師還要根據(jù)各組不同的工程項目，分別對學生講解必須注意的問題和必要的解決問題的方法及基本原則，介紹一些可供參考的途徑和技巧等。

結(jié)語

《專業(yè)導論》課程教學，根據(jù)不同專業(yè)方向的人才培養(yǎng)需求，分別設(shè)置了模具結(jié)構(gòu)測繪、齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器等項目實踐，測量并繪制了典型模具的零件圖和裝配圖， 典型零件圖和裝配圖；以工程圖學基礎(chǔ)理論和實驗裝置為依托，以工程繪圖為載體，對實物裝置進行結(jié)構(gòu)分析和研討。 在實踐中互動，在討論中爭辯，激發(fā)了學生的創(chuàng)新意識，達到了新舊知識優(yōu)化和創(chuàng)新思維綜合訓練的目標。

根據(jù)課程特點， 建立了基于CDIO 工程教育理念的課程考核方式， 對課程教學中的理論教學部分，以課程論文代替?zhèn)鹘y(tǒng)考試；在項目制作實踐部分，將學生的成績與團隊成績掛鉤，學生成績由個人和團隊兩部分成績組成，采用團隊成員之間互評、團隊之間互評及導師評價三部分組成， 通過課程考核方式的改革，培養(yǎng)了學生的合作意識、團隊溝通和協(xié)作能力，提高了學生的綜合素質(zhì)。

[1]顧佩華，沈民奮，陸小華.重新認識工程教育：國際CDIO 培養(yǎng)模式與方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]陶勇芳，商存慧.CDIO 大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示[J].中國高教研究，2006，（11）：81-83.

[3]楊善林，潘軼山.專業(yè)導論課——種全新而有效的大學新生思想教育方法[J].合肥工業(yè)大學學報（社會科學版），2004，18（4）：1-3.

[4]楊景常.成功的《專業(yè)導論課》將影響學生的一生[J].高等教育研究，2007，23（1）：38-38，41.