基于CDIO理念的自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理課程改革

【摘要】本文針對(duì)自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理課程教學(xué)存在的問題，分析CDIO在自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理課程改革中的適用性，提出CDIO模式下自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理課程工程教育改革思路，并從教學(xué)過程、軟硬件建設(shè)、教學(xué)方法手段、考核方式等方面進(jìn)行探索。

【關(guān)鍵詞】自動(dòng)變速器 CDIO工程教育 項(xiàng)目教學(xué) 課程改革

【中圖分類號(hào)】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450--9889（2017）11C-0152-02

隨著自動(dòng)變速器在汽車中的裝備率逐年提升，自動(dòng)變速器已成為汽車動(dòng)力系統(tǒng)僅次于發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，地位非常突出。但是，目前學(xué)校自動(dòng)變速器課程教學(xué)存在不少的問題：一是對(duì)于學(xué)生而言，擋位變換、油路控制是難點(diǎn)與重點(diǎn)，對(duì)學(xué)生的空間思維能力與抽象能力要求非常高。二是針對(duì)上述難點(diǎn)傳統(tǒng)的教學(xué)方法、手段與教學(xué)組織無法有效提升學(xué)生的理解能力，因而教師的要求只停留在理解與正確表述上，工程應(yīng)用能力培養(yǎng)無法開展。三是自動(dòng)變速器在三四線城市主要以換總成為主，維修幾乎沒有，從而導(dǎo)致市場(chǎng)催化效應(yīng)差，無論是師資建設(shè)還是學(xué)生的市場(chǎng)導(dǎo)向的迫切性不高，學(xué)生重視程度不夠。源于麻省理工學(xué)院與瑞典皇家學(xué)院的CDIO工程教育模式是近年來高校特別是應(yīng)用型本科工程院校研究與實(shí)踐的熱點(diǎn)，成效豐碩，極大地推進(jìn)了我國(guó)工程認(rèn)證的實(shí)施，形成了一種范式。本文結(jié)合CDIO工程教育模式對(duì)自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理課程進(jìn)行改革實(shí)踐與研究。

一、GDIO在自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理課程改革中的適用性

（一）CDIO工程教育模式。CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）4個(gè)英文單詞的縮寫，它是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”（Project basededucation and learning）的集中概括和抽象表達(dá)。它以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，體現(xiàn)系統(tǒng)的全程性。CDIO的理念下的教學(xué)大綱與12條標(biāo)準(zhǔn)，操作性強(qiáng)，突出工程應(yīng)用與實(shí)踐，符合工程產(chǎn)業(yè)人才的培養(yǎng)需求。

（二）CDIO模式在自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理課程中的可行性分析。清華大學(xué)顧學(xué)雍教授在《聯(lián)結(jié)理論與實(shí)踐的CDIO》一文中指出，“工程教育是一個(gè)服務(wù)性的科技產(chǎn)業(yè)，CDIO不是一個(gè)恒久不變的固定模式，而是一個(gè)開放的系統(tǒng)”。CDIO課程大綱為工程教育提供了一個(gè)普遍適用的人才培養(yǎng)目標(biāo)基準(zhǔn)。與此相應(yīng)，工程教育是通過提供一個(gè)知識(shí)積累與探索的情境，讓工程人員在掌握抽象知識(shí)與探索與具象產(chǎn)品（服務(wù)）之間的關(guān)聯(lián)并加以運(yùn)用，從而提升工程能力。

自動(dòng)變速器從研究、設(shè)計(jì)、制造、營(yíng)銷、售后及報(bào)廢等產(chǎn)品生命周期都需要提供實(shí)質(zhì)性的服務(wù)，特別是售后方面。例如，在自動(dòng)變速器換擋沖擊這一故障案例而言，汽車維修工程師面對(duì)這一“維修服務(wù)產(chǎn)品”時(shí)，可按照構(gòu)思、設(shè)計(jì)、執(zhí)行與運(yùn)用四步進(jìn)行推進(jìn)解決之。在這項(xiàng)目案例中，構(gòu)思（C）是指自動(dòng)變速器換擋原理與引起換擋沖擊的原因分析；設(shè)計(jì)（D）是指依據(jù)故障原因出現(xiàn)概率高低及執(zhí)行難易難度進(jìn)行序化從而建立科學(xué)合理的診斷流程圖；執(zhí)行（I）是利用相關(guān)工具與設(shè)備依據(jù)設(shè)計(jì)（D）所制定的流程圖實(shí)施操作；運(yùn)作（O）是實(shí)施過程中的再修正再提升，進(jìn)行深入的總結(jié)。由此可見，CDIO不僅適合于機(jī)械、電子、化工、電氣方面，同樣適合于提供實(shí)質(zhì)性服務(wù)的產(chǎn)品。與此同時(shí)，我們也看到國(guó)家層面已經(jīng)由原來的只在上述四個(gè)專業(yè)方向進(jìn)行改革，推廣到交通運(yùn)輸、汽車、環(huán)境工程及相關(guān)服務(wù)類專業(yè)上，并提出在我國(guó)實(shí)施工程教育認(rèn)證制度建議，實(shí)現(xiàn)與國(guó)際接軌。由此可見，CDIO是完全適合于汽車服務(wù)工程專業(yè)、適應(yīng)本課程改革的，關(guān)鍵是在工程教育中是否能按CDIO的12條準(zhǔn)備去執(zhí)行，是否構(gòu)建了_一體化課程體系及支撐平臺(tái)。

（三）CDIO模式下自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理課程工程教育改革思路。圖1是CDIO理念下的課程項(xiàng)目化教學(xué)改革思路圖，此圖充分體現(xiàn)了CDIO“構(gòu)思一設(shè)計(jì)一實(shí)現(xiàn)一動(dòng)作”教育理念，是筆者多年改革實(shí)踐的結(jié)果。所建構(gòu)的以項(xiàng)目為載體的三階段遞進(jìn)式課程學(xué)習(xí)體系重能力、強(qiáng)實(shí)踐，其核心是工學(xué)結(jié)合，是對(duì)學(xué)生方法能力、專業(yè)能力及社會(huì)能力的全方位的培養(yǎng)。

二、改革實(shí)施

（一）教學(xué)過程。第一階段由自動(dòng)變速器維護(hù)、液力變矩器進(jìn)程分析、檔位分析與油路分析四個(gè)項(xiàng)目所構(gòu)成，主要是通過教師言傳身教的方式通過“四步教學(xué)法”來推進(jìn)教學(xué)，以自動(dòng)變速器維護(hù)項(xiàng)目為例，首先通過圖片與視頻認(rèn)識(shí)自動(dòng)變速器的結(jié)構(gòu)作用與維護(hù)保養(yǎng)要求；其次通過多媒體講授進(jìn)行師生互動(dòng)掌握相應(yīng)知識(shí)點(diǎn)，認(rèn)識(shí)解決問題的步驟與要點(diǎn)；再次觀察教師操作演示，進(jìn)行動(dòng)作模仿；最后一步進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)踐練習(xí)，并總結(jié)提高。即通過觀看視頻→學(xué)習(xí)提升→模仿練習(xí)→實(shí)踐總結(jié)“四步教學(xué)法”來完成上述項(xiàng)目。特別是檔位傳動(dòng)分析項(xiàng)目我們安排了一天時(shí)間在實(shí)驗(yàn)室通過小組考核，組員獨(dú)立完成分項(xiàng)目的方式進(jìn)行。具體是以五人一組先拆下自動(dòng)變速器認(rèn)識(shí)部件，仔細(xì)觀察部件的連接與約束關(guān)系，組員合作畫出傳遞路線，并分析其工作原理，最后每個(gè)組員陳述一個(gè)檔位的工作原理，如此安排既培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)又避免了濫竽充數(shù)，最后通過小組討論撰寫成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。第二階段以案例項(xiàng)目為導(dǎo)向以實(shí)驗(yàn)室硬件為平臺(tái)以小組為單位進(jìn)行模擬排除故障，訓(xùn)練學(xué)習(xí)的應(yīng)用能力。第三階段則讓學(xué)生從社會(huì)實(shí)踐平臺(tái)中找一個(gè)完整的項(xiàng)目來研究，從接車、咨詢、費(fèi)用與維修時(shí)間預(yù)算、維修資料查找、診斷維修、交車等全過程都由學(xué)生協(xié)作完成，并要求提交全程實(shí)施報(bào)告，以此來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)力、執(zhí)行力及適應(yīng)力。

（二）教學(xué)方法與手段。圖1所示與教學(xué)過程所述，我們做到了將CDIO工程教育理念引入本課程的教學(xué)規(guī)劃和執(zhí)行過程中，提升課程之間的關(guān)聯(lián)性，充分體現(xiàn)其以“做中學(xué)”和以“項(xiàng)目案例”為載體組織整個(gè)的教學(xué)過程，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)來安排教學(xué)內(nèi)容和方法的教學(xué)思想，加強(qiáng)情景教學(xué)和互動(dòng)教學(xué)的機(jī)制，調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性與參與性，通過課程講授、小組學(xué)習(xí)、問題討論與工程實(shí)踐構(gòu)建立體式的教學(xué)方法，如圖2所示。并通過“學(xué)習(xí)途徑一任務(wù)評(píng)價(jià)一實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”三個(gè)大環(huán)節(jié)加諸多小環(huán)節(jié)來實(shí)施項(xiàng)目化教學(xué)，讓學(xué)生自己提出問題、分析問題和解決問題，潛移默化中理解和應(yīng)用課程所涉及知識(shí)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、應(yīng)用能力以及自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。

（三）軟硬件建設(shè)。推進(jìn)CDIO工程教育項(xiàng)目改革必然對(duì)授課教師提出更高的要求。為了實(shí)施上述項(xiàng)目教學(xué)，教師既是策劃者，又是實(shí)施者與引導(dǎo)者，教師應(yīng)具有廣闊的視野，先進(jìn)的教育思念，較強(qiáng)的宏觀把控能力及非常扎實(shí)的專業(yè)實(shí)踐能力。因此，建設(shè)“一專多長(zhǎng)”的“雙師型”的師資人才隊(duì)伍是推進(jìn)工程教育改革的關(guān)鍵所在。各高?？梢圆捎谩白叱鋈ィ?qǐng)進(jìn)來”的方式推進(jìn)“雙師型”教師隊(duì)伍建設(shè)，即通過對(duì)外引進(jìn)教師和聘用企業(yè)兼職導(dǎo)師，加強(qiáng)內(nèi)部培訓(xùn)，鼓勵(lì)教師到對(duì)口企業(yè)進(jìn)行換崗實(shí)踐體驗(yàn)提升專業(yè)能力及社會(huì)認(rèn)知能力，從而整體提升師資隊(duì)伍各項(xiàng)業(yè)務(wù)水平。學(xué)校除鼓勵(lì)專任教師考取職業(yè)資格證書、到企業(yè)兼職鍛煉外，還應(yīng)在培訓(xùn)開發(fā)、薪酬福利、績(jī)效考核、職稱晉升等制度上向“雙師型”教師傾斜，使專任教師愿意走出校門，了解行業(yè)和企業(yè)環(huán)境對(duì)專業(yè)的要求，增強(qiáng)教師的專業(yè)意識(shí)和創(chuàng)新能力。

推行CDIO工程教育項(xiàng)目離不開硬件建設(shè)，通過地方與中央共建及學(xué)校自籌等方式我們建立科學(xué)合理的硬件實(shí)踐平臺(tái)，成立車輛工程實(shí)訓(xùn)中心，占地3000平方米，硬件設(shè)備價(jià)值1200萬元，從而為改革提供了硬件保障。

（四）考核方式?？己朔绞降母母锸峭七M(jìn)CDIO工程教育項(xiàng)目改革的原動(dòng)力，因此推行形成性考核方式改革勢(shì)在必行。具體的比例分配是形成性考評(píng)占30%，學(xué)生自評(píng)和小組互評(píng)各占20%，教師評(píng)價(jià)占30%。形成性考由學(xué)生在三個(gè)教學(xué)階段綜合表現(xiàn)來測(cè)評(píng)，每個(gè)階段占10分；學(xué)生自評(píng)即本人對(duì)自己本課程的學(xué)習(xí)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；小組互評(píng)即小組成員對(duì)其他各成員在小組課程項(xiàng)目教學(xué)環(huán)節(jié)中所做貢獻(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)；教師評(píng)價(jià)從初步方案匯報(bào)交流（30%）、方案研討與總結(jié)（30%）、課程表現(xiàn)（20%）和出勤（20%）等四個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。成績(jī)?cè)u(píng)定分為優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格五個(gè)等級(jí)。如此，課程的考核充分體現(xiàn)了在CDIO理念下的開放性、團(tuán)隊(duì)協(xié)作性，考核更關(guān)注于過程管理與評(píng)價(jià)。

通過上述四個(gè)環(huán)節(jié)的綜合推進(jìn)基于CDIO的自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)與原理課程改革研究，較好執(zhí)行了圖1的改革思路，并以師資與硬件為保障，以立體式教學(xué)方法與手段為推手全面系統(tǒng)地進(jìn)行改革。改革實(shí)踐研究表明，CDIO工程教育模式是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神與實(shí)踐能力、提升學(xué)生工程能力的有效途徑之一。

【參考文獻(xiàn)】

[1]高雪梅，等.CDIO方法與我國(guó)高等工程教育改革[J].江蘇高教.2008（5）

【基金項(xiàng)目】2014年度廣西高等教育教學(xué)改革工程重點(diǎn)項(xiàng)目“汽車服務(wù)工程應(yīng)用型本科專業(yè)CDIO人才培養(yǎng)模式的創(chuàng)新與實(shí)踐”

【作者簡(jiǎn)介】覃維獻(xiàn)（1978一），男，廣西桂林人，桂林航天工業(yè)學(xué)院汽車工程與交通工程學(xué)院副教授，碩士，研究方向：汽車服務(wù)工程，工程教育與課程建設(shè)。

（責(zé)編 盧雯）