基于CDIO理念的機(jī)械基礎(chǔ)課程教學(xué)改革探索

楊恩霞?李立全?孔凡凱

摘要：基于CDIO高等工程教育的理念，提出了機(jī)械基礎(chǔ)課程在授課內(nèi)容、教學(xué)方法、考試方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)及教師培養(yǎng)等方面進(jìn)行的一系列改革措施，使之更接近工程實(shí)際，以培養(yǎng)學(xué)生的工程職業(yè)素質(zhì)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。

關(guān)鍵詞：CDIO工程教育；機(jī)械基礎(chǔ)；教學(xué)改革

作者簡介：楊恩霞（1963-），女，黑龍江哈爾濱人，哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院，教授；李立全（1975-），男，吉林公主嶺人，哈爾濱工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院，講師。（黑龍江 哈爾濱 150001）

基金項(xiàng)目：本文系黑龍江省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2012年度課題（課題編號(hào)：GBC1212025）的階段性研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）08-0130-02

隨著我國高等教育改革的深入，高等院校原有的人才培養(yǎng)模式已經(jīng)不能適應(yīng)社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的需要，具體表現(xiàn)在學(xué)生專業(yè)口徑過窄，基礎(chǔ)知識(shí)不扎實(shí)。為解決這些問題，2009年哈爾濱工程大學(xué)（以下簡稱“我校”）實(shí)行新版人才培養(yǎng)方案，本科生全面實(shí)施大類人才培養(yǎng)模式，真正實(shí)現(xiàn)以人為本，提出以高素質(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)為根本，實(shí)施“基礎(chǔ)寬厚、專業(yè)突出、重視素質(zhì)、增強(qiáng)能力”的本科人才培養(yǎng)教學(xué)模式。而CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程模型恰恰就是這個(gè)方面的先行模式和典范。

一、CDIO的特點(diǎn)

CDIO是一個(gè)完整的工程教育體系，以國際化的教育理念培養(yǎng)具有國際競爭力的人才，適合工科教育教學(xué)過程各個(gè)環(huán)節(jié)的改革，強(qiáng)調(diào)從設(shè)計(jì)到實(shí)施的工程全過程和工程師綜合能力的培養(yǎng)；不僅注重學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，更強(qiáng)調(diào)學(xué)生應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)合作能力的培養(yǎng)。其特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：[1]第一，CDIO以一種系統(tǒng)宏觀的視角來培養(yǎng)工程人才，培養(yǎng)的工程師不僅是具備深厚基礎(chǔ)知識(shí)的某一領(lǐng)域的技術(shù)專家，而且是知識(shí)面寬、精通工程技術(shù)與社會(huì)科學(xué)的創(chuàng)新者，更是具有高度社會(huì)責(zé)任感的工程人才與社會(huì)文明的締造者。第二，注重學(xué)生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)，CDIO培養(yǎng)目標(biāo)涵蓋了從事工程工作所需的全部能力，包括專業(yè)技術(shù)知識(shí)、實(shí)踐能力、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)工作和交流能力等。第三，密切聯(lián)系企業(yè)，CDIO教育模式以企業(yè)需求為導(dǎo)向，教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法與企業(yè)發(fā)展同步，理論和實(shí)踐相結(jié)合。這不僅要求學(xué)生以項(xiàng)目為導(dǎo)向，開展設(shè)計(jì)實(shí)踐，而且要求教師不斷更新工程能力。第四，注重實(shí)踐，CDIO強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生在做中學(xué)，為學(xué)生提供一種理論結(jié)合實(shí)際的學(xué)習(xí)方法，彌補(bǔ)了理論教學(xué)的不足。

二、機(jī)械基礎(chǔ)課程現(xiàn)狀分析

機(jī)械基礎(chǔ)課程是面對(duì)理工類專業(yè)開設(shè)的一門重要平臺(tái)基礎(chǔ)課，在構(gòu)建學(xué)生機(jī)械基礎(chǔ)理論、基本技能和創(chuàng)新能力方面起著重要作用。但由于機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)中存在的一些問題，限制了學(xué)生分析和設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，具體表現(xiàn)如下：[2]一是教學(xué)內(nèi)容陳舊，現(xiàn)有課程內(nèi)容更新少，局限在幾類常用機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)方法，沒有及時(shí)反映現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)方法。二是教學(xué)方法和手段不夠靈活，目前課程教學(xué)普遍是教師講得多，講得細(xì)，致使學(xué)生不善于主動(dòng)學(xué)習(xí)，思維不活躍，缺乏獨(dú)立思考及創(chuàng)新精神。三是師資力量較薄弱，特別是實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師學(xué)歷層次偏低，知識(shí)結(jié)構(gòu)不合理，在對(duì)先進(jìn)技術(shù)的跟蹤方面存在明顯不足。四是考核方式單一，目前該課程的考核方法是期末一卷定終身，缺乏對(duì)學(xué)生實(shí)踐能力的考核，導(dǎo)致學(xué)生把精力放在死記硬背上。五是實(shí)驗(yàn)類型少，現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)大多是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少設(shè)計(jì)研究型實(shí)驗(yàn)，達(dá)不到培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)工程技術(shù)能力。隨著高等學(xué)校教學(xué)改革的深入，在機(jī)械基礎(chǔ)課程中采用CDIO 模式進(jìn)行教學(xué)是十分必要的，并且對(duì)于全面貫徹創(chuàng)新教育思想，培養(yǎng)高素質(zhì)的創(chuàng)新人才，具有重要意義。

三、基于CDIO 理念的教學(xué)改革思路與措施

由于機(jī)械基礎(chǔ)課程實(shí)踐性強(qiáng)，為了提高學(xué)生素質(zhì)，注重能力培養(yǎng)，對(duì)原有課程設(shè)置的內(nèi)容及實(shí)踐環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行改革，主要思路是：一是課程內(nèi)容改革，減少常規(guī)課堂教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)理論應(yīng)用方面的知識(shí)；二是提高教學(xué)水平，采用靈活多樣的教學(xué)方法與手段；三是加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，利用好現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新基地；四是改善考核評(píng)價(jià)方法，注重對(duì)實(shí)踐能力的考核；五是加強(qiáng)青年教師的培養(yǎng)，最終探索出一條行之有效的機(jī)械工程教育模式，提高學(xué)生獨(dú)立創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力。[3]

1.修改授課內(nèi)容

機(jī)械基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容要以培養(yǎng)學(xué)生的方案構(gòu)思能力為主，突出機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及機(jī)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)。因此，課程內(nèi)容應(yīng)增加積極動(dòng)手的學(xué)習(xí)內(nèi)容，增加含有現(xiàn)代工程技術(shù)和現(xiàn)代科學(xué)的新內(nèi)容，增加培養(yǎng)學(xué)生綜合設(shè)計(jì)能力的內(nèi)容，使教學(xué)內(nèi)容不僅具有先進(jìn)性，而且還能反映出機(jī)械學(xué)科領(lǐng)域的最新科技成果。此外，還要注重學(xué)習(xí)項(xiàng)目的選取，將學(xué)習(xí)過程變成人人都能參與創(chuàng)新的項(xiàng)目開發(fā)過程，學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中理解并把握課程要求的知識(shí)與技能，培養(yǎng)分析問題和解決問題的思維和能力，鍛煉人際交往及團(tuán)隊(duì)合作的技能，體驗(yàn)著創(chuàng)新的艱辛與樂趣。

2.改善教學(xué)方法

在教學(xué)方法上，要求教師加強(qiáng)機(jī)械理論知識(shí)和能力在實(shí)踐中的有機(jī)聯(lián)系，從實(shí)際中發(fā)現(xiàn)問題，引導(dǎo)學(xué)生思考與主動(dòng)學(xué)習(xí)。同時(shí)，在課堂教學(xué)中提倡采用啟發(fā)式、研討式等教學(xué)方法，這些教學(xué)方法能強(qiáng)化學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的意識(shí)，培養(yǎng)研究性學(xué)習(xí)的理念，能把教師的單向傳授變?yōu)閹熒g雙向交流互動(dòng)，避免教師唱獨(dú)角戲。

3.增加實(shí)驗(yàn)類型

根據(jù)理工類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的需要，對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行拓展，削減傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，安排豐富的設(shè)計(jì)性和綜合性實(shí)驗(yàn)，開發(fā)研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生提供更多的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)。此外，實(shí)驗(yàn)室要采用開放式管理辦法，學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)無需提前約定，可隨到隨做，每組人數(shù)可自由組合。有教師值班進(jìn)行輔導(dǎo)，做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間也可以不受課時(shí)限制。

4.改進(jìn)考核方式

考核是教學(xué)評(píng)價(jià)的重要手段，是了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況的主要依據(jù)。以往的單一考核方式不利于學(xué)生創(chuàng)新精神和個(gè)性化的培養(yǎng)。機(jī)械基礎(chǔ)課程應(yīng)注重學(xué)生在理論知識(shí)的應(yīng)用能力、創(chuàng)新能力等方面的全面考查，具體可以采用期末考試和項(xiàng)目設(shè)計(jì)訓(xùn)練相結(jié)合的方式。期末試題除了基礎(chǔ)知識(shí)以外，應(yīng)有相當(dāng)比例的題目考查學(xué)生對(duì)機(jī)械工程知識(shí)的應(yīng)用；設(shè)計(jì)訓(xùn)練可以要求學(xué)生就某一機(jī)構(gòu)，給出基本參數(shù)后進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。

5.加強(qiáng)師資力量

沒有合格的師資隊(duì)伍，人才培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)也就無從談起。為使教師在教學(xué)過程中做到常講常新，有效地提高教學(xué)效果，首先，任課教師應(yīng)盡可能地參與科學(xué)研究，提高科研能力，使教師由“經(jīng)驗(yàn)型”向“科研型”轉(zhuǎn)化。其次，教師要不斷學(xué)習(xí)，不斷完善自我，沒有本學(xué)科的前沿知識(shí)是難以提高教學(xué)質(zhì)量的。[4]對(duì)于青年教師應(yīng)制訂相應(yīng)的培養(yǎng)計(jì)劃，引導(dǎo)青年教師根據(jù)學(xué)校需要，結(jié)合自身特點(diǎn)，做好職業(yè)規(guī)劃。引導(dǎo)青年教師去國外進(jìn)行學(xué)習(xí)訪問以及進(jìn)企業(yè)學(xué)習(xí)鍛煉，以不斷更新課程體系、教學(xué)內(nèi)容，并提高青年教師的工程實(shí)踐能力。完善制度，構(gòu)建并完善階梯型人才支持計(jì)劃，著力強(qiáng)化學(xué)術(shù)競爭力，擴(kuò)大青年骨干、拔尖人才的支持范圍和力度，促進(jìn)拔尖人才快速成長。進(jìn)一步明確標(biāo)志青年教師成才標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)鍵性指標(biāo)，做好制度的橫向協(xié)調(diào)，推動(dòng)青年教師向更高層次的梯隊(duì)晉升。

四、結(jié)束語

高等院校是培養(yǎng)人才的搖籃，教學(xué)質(zhì)量是高等學(xué)校的生命線。因此，提高機(jī)械基礎(chǔ)課程的教學(xué)質(zhì)量是迫切需要解決的問題，首先要將教學(xué)工作擺在更加突出的位置，其次要加強(qiáng)機(jī)械基礎(chǔ)課程的教學(xué)改革。在機(jī)械基礎(chǔ)課程的教學(xué)中，教師通過深入地研究教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，精心設(shè)計(jì)“學(xué)習(xí)項(xiàng)目”；采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法、靈活的教學(xué)手段以及不斷提高自身的業(yè)務(wù)水平，改進(jìn)考核方式及實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容等途徑，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及創(chuàng)新設(shè)計(jì)和科學(xué)研究的能力，從而取得良好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄭薇薇.基于CDIO的創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐[D].大連：大連理工大學(xué)，2010：68-69.

[2]楊恩霞，王君.高校機(jī)械基礎(chǔ)課教學(xué)存在的問題與對(duì)策[J].教育探索，2013，（1）：68-69.

[3]韓智，張振虹，李興娟.基于CDIO理念的軟件工程課程教學(xué)改革[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，（11）：56-59.

[4]朱紅艷.提高高校教學(xué)質(zhì)量的研究[J].教育探索，2008，（7）：91-92.

（責(zé)任編輯：王意琴）