基于CDIO 理念“汽車構(gòu)造”課程教學(xué)模式的探究

桂林航天工業(yè)學(xué)院汽車與交通工程學(xué)院 郭華禮 王曙道 龍?jiān)茲?莫德赟

廣西壯族自治區(qū)發(fā)展和改革委員會(huì)和廣西壯族自治區(qū)教育廳等六部委聯(lián)合下發(fā)《廣西壯族自治區(qū)現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)規(guī)劃（2015—2020 年）》指出，各高校要大力推進(jìn)工學(xué)結(jié)合、校企合作為主的新型人才培養(yǎng)模式、教學(xué)模式建設(shè)，促進(jìn)我區(qū)高等職業(yè)教育的持續(xù)健康發(fā)展。結(jié)合我們自己學(xué)校發(fā)展定位及學(xué)生來源情況等綜合考慮，為了更好服務(wù)區(qū)域建設(shè)和發(fā)展，滿足行業(yè)需求，著重培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力，融入CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—操作），通過項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)、模塊架構(gòu)內(nèi)容、實(shí)踐提升能力、過程考評(píng)多樣等措施加強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)和掌握，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)自主性，提升設(shè)計(jì)思維、創(chuàng)新理念、實(shí)踐能力和綜合能力，為今后從事汽車行業(yè)工作奠定良好基礎(chǔ)。

一、CDIO 理念及傳統(tǒng)課程教學(xué)存在的問題

（一）CDIO 理念

CDIO 代表構(gòu)思（Conceive）—設(shè)計(jì)（Design）—實(shí)現(xiàn)（Implement）—操作（Operate）。麻省理工學(xué)院最早提出“工程整合教育”理念，該理念是以產(chǎn)品研發(fā)和運(yùn)行為載體，讓學(xué)生主動(dòng)通過實(shí)踐將課程知識(shí)有機(jī)聯(lián)系起來的教育體系。CDIO 側(cè)重于以工程產(chǎn)品的生命周期為載體，從策劃到運(yùn)行的全周期，讓學(xué)生在第一、第二課堂都能主動(dòng)學(xué)習(xí)工程產(chǎn)品的相關(guān)理論，并積極主動(dòng)參與工程實(shí)踐活動(dòng)，使學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定培養(yǎng)目標(biāo)，進(jìn)而提升個(gè)人綜合素質(zhì)。CDIO 理念將大學(xué)工程類畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面。采用一體化設(shè)計(jì)的培養(yǎng)目標(biāo)—培養(yǎng)理念—課程體系，實(shí)現(xiàn)知識(shí)—能力—素質(zhì)培養(yǎng)的一體化，形成人才培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)大綱、課程體系、教學(xué)方法、考核方式、學(xué)習(xí)渠道及持續(xù)改進(jìn)的一體化設(shè)計(jì)的培養(yǎng)模式。

（二）傳統(tǒng)課程教學(xué)存在的問題

“汽車構(gòu)造”課程是汽車類專業(yè)一門專業(yè)核心基礎(chǔ)課程，是“汽車設(shè)計(jì)”“汽車?yán)碚摗钡群罄m(xù)課程的先導(dǎo)課，課程教學(xué)以“學(xué)習(xí)認(rèn)知—熟悉結(jié)構(gòu)—掌握原理—運(yùn)用實(shí)踐”為主線，是一門實(shí)踐和理論緊密結(jié)合的課程。但受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，存在以下問題。

1.理論學(xué)時(shí)占比重，課程教學(xué)以教師教授為主，學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)及原理主要通過書本及教學(xué)課件視頻圖片等，學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容缺少基本感知，興趣度不高，自主學(xué)習(xí)熱情更低。

2.汽車構(gòu)造教材更新相對(duì)緩慢，教學(xué)內(nèi)容不僅與后續(xù)課程銜接不夠，而且部分淘汰的技術(shù)仍占有篇章，加之部分教材在新技術(shù)等前沿技術(shù)知識(shí)部分介紹淺顯，不能符合行業(yè)對(duì)新時(shí)代人才的需求。

3.實(shí)踐環(huán)節(jié)與理論教學(xué)聯(lián)系不夠緊密，實(shí)踐環(huán)節(jié)雖然安排在教學(xué)內(nèi)容完成之后，但實(shí)驗(yàn)設(shè)備主要是市場(chǎng)淘汰的零部件，實(shí)踐操作內(nèi)容只針對(duì)部分關(guān)鍵零部件拆裝，對(duì)學(xué)生缺乏吸引力，沒有形成整體系統(tǒng)認(rèn)知。

4.汽車構(gòu)造課程考核方式仍采取期末閉卷答題來完成，形式單一，不能全面反映學(xué)生設(shè)計(jì)思維、創(chuàng)新理念及實(shí)踐能力的考核評(píng)比，與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)要求相脫離。

5.學(xué)生線上學(xué)習(xí)意識(shí)薄弱，學(xué)習(xí)方式和渠道單一，與學(xué)生“德—知—能”認(rèn)知發(fā)展相符的教學(xué)過程銜接度不夠，學(xué)生預(yù)習(xí)復(fù)習(xí)等積極性不高。

二、基于CDIO 理念的“汽車構(gòu)造”課程教學(xué)模式改革

依據(jù)CDIO 大綱結(jié)合“汽車構(gòu)造”課程特點(diǎn)，課程采用項(xiàng)目化教學(xué)，模塊化內(nèi)容、多樣化考評(píng)、工單化操作等措施，以培養(yǎng)學(xué)生“構(gòu)想（C）—設(shè)計(jì)（D）—實(shí)現(xiàn)（I）—運(yùn)行（O）”的能力主線，將教育教學(xué)設(shè)置于工程教育背景，在教與學(xué)過程中鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力及意識(shí)，主動(dòng)運(yùn)用知識(shí)解決實(shí)際遇到的問題，同時(shí)提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，使學(xué)生成為具備CDIO 素質(zhì)和能力的工程師。

（一）協(xié)同制訂培養(yǎng)方案，完善教學(xué)大綱，權(quán)衡理論學(xué)時(shí)和實(shí)踐學(xué)時(shí)配比

“汽車構(gòu)造”課程雖然具有知識(shí)點(diǎn)繁多、工程性強(qiáng)、邏輯緊密的特點(diǎn)，但內(nèi)容圍繞“學(xué)習(xí)認(rèn)知—熟悉結(jié)構(gòu)—掌握原理—運(yùn)用實(shí)踐”，與CDIO 理念高度契合。根據(jù)現(xiàn)行人才培養(yǎng)方案中存在的不足之處，構(gòu)建以CDIO 理念為主的應(yīng)用型人才培養(yǎng)方案，整合課程內(nèi)容，優(yōu)化課時(shí)分配，著重提升實(shí)踐課時(shí)配比。在此基礎(chǔ)上，讓產(chǎn)業(yè)、行業(yè)和企業(yè)等多方參與制訂人才培養(yǎng)方案，共同構(gòu)建符合社會(huì)需求和行業(yè)需要的理論課和實(shí)踐課的課程體系。

（二）改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)手段，構(gòu)建汽車構(gòu)造新型的教學(xué)框架

“汽車構(gòu)造”教學(xué)內(nèi)容圍繞“學(xué)習(xí)認(rèn)知—熟悉結(jié)構(gòu)—掌握原理—運(yùn)用實(shí)踐”展開，構(gòu)建以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)形式的教學(xué)模式，將課程分為發(fā)動(dòng)機(jī)（汽/柴油機(jī)）、傳動(dòng)系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車身及電氣六個(gè)項(xiàng)目，教學(xué)過程中采用“情景導(dǎo)入—實(shí)物演示—多媒體教學(xué)—實(shí)踐強(qiáng)化—課后鞏固”五大環(huán)節(jié)開展，再結(jié)合小班理實(shí)一體化教室，利用虛擬仿真和實(shí)物展示相結(jié)合，將知識(shí)由感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)知。

（三）線上線下混合聯(lián)動(dòng)，拓寬學(xué)習(xí)渠道，提升學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)的牢固度

“汽車構(gòu)造”采用微助教與課程網(wǎng)站進(jìn)行線上線下混合式教學(xué)，通過網(wǎng)上平臺(tái)將章節(jié)知識(shí)及教學(xué)資源進(jìn)行課前發(fā)布；教學(xué)實(shí)施過程中以學(xué)生為主體、以教師為主導(dǎo)，采取“任務(wù)驅(qū)動(dòng)+小組討論法”交互式學(xué)習(xí)，同時(shí)，根據(jù)教學(xué)進(jìn)度增加如投票、討論、搶答等環(huán)節(jié)，增強(qiáng)課堂趣味性，提高學(xué)生的參與度；教學(xué)結(jié)束后，教師將課堂作業(yè)及項(xiàng)目?jī)?nèi)容通過線上平臺(tái)發(fā)布，并要求學(xué)生通過翻轉(zhuǎn)課堂形式進(jìn)行展示講解，最終達(dá)成與CDIO 即“構(gòu)想—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”相一致的工程教育理念。

（四）改革課程考評(píng)方式，拓展過程考試，全面反饋學(xué)生在學(xué)知能的真實(shí)度

為了全面綜合考評(píng)學(xué)生的課程掌握和理解水平，將傳統(tǒng)的期末閉卷答題考試的單一考核方式改革為在線學(xué)習(xí)、過程性考核和期末考核相結(jié)合的多樣化考核手段，其考核各項(xiàng)比例如下表所示。而在線學(xué)習(xí)及過程考核的途徑與CDIO 的產(chǎn)品生命全周期的理念相對(duì)應(yīng)，突出學(xué)生自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。

“汽車構(gòu)造”課程考核各項(xiàng)分配比重表

（五）優(yōu)化課程教學(xué)內(nèi)容，突出前沿技術(shù)，課程育人與科學(xué)技術(shù)的多方融入

針對(duì)教材更新慢、知識(shí)陳舊等不足，優(yōu)化重構(gòu)課程內(nèi)容，融入汽車產(chǎn)業(yè)前沿技術(shù)。如在介紹柴油機(jī)燃油噴射技術(shù)時(shí)，通過與廣西玉柴企業(yè)合作，由企業(yè)工程師介紹公司目前最前沿的柴油機(jī)高壓共軌知識(shí)，不僅可以激發(fā)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，更能突出理論指導(dǎo)實(shí)踐的工程應(yīng)用性。同時(shí)教學(xué)過程中突出立德樹人、課程育人的思想，加強(qiáng)學(xué)生工程倫理教育，培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國(guó)工匠精神和航天品質(zhì)，激發(fā)學(xué)生科技報(bào)國(guó)的家國(guó)情懷和使命擔(dān)當(dāng)。

（六）制定實(shí)踐考核工單，著重實(shí)踐訓(xùn)練，創(chuàng)新理念與實(shí)踐能力的實(shí)戰(zhàn)呈現(xiàn)

為了全面檢測(cè)學(xué)生對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目的認(rèn)知及熟悉，實(shí)踐技能的考核首先借鑒企業(yè)生產(chǎn)模式，采用理論和技能相結(jié)合的考核方式，針對(duì)不同項(xiàng)目制定汽車拆裝考核工單，注重對(duì)學(xué)生的綜合能力和知識(shí)素質(zhì)的考核，提高了實(shí)踐教學(xué)的質(zhì)量和學(xué)生應(yīng)用水平。CDIO 理念突出工程教育，學(xué)科競(jìng)賽及大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目為學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)及實(shí)踐能力鍛煉提供平臺(tái)。為了充分發(fā)揮學(xué)生掌握的“汽車構(gòu)造”課程知識(shí)，完成“構(gòu)想—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”的CDIO 理念，我院搭建“四支車隊(duì)”為格局的創(chuàng)新設(shè)計(jì)平臺(tái)，分別是大學(xué)生方程式油車隊(duì)、大學(xué)生方程式電車隊(duì)、大學(xué)生節(jié)能車隊(duì)、大學(xué)生智能車隊(duì)。學(xué)生將課程內(nèi)容及工程實(shí)踐以設(shè)計(jì)并制造賽車的實(shí)戰(zhàn)形式完美呈現(xiàn)，進(jìn)一步提升學(xué)生應(yīng)用水平。

結(jié)合“汽車構(gòu)造”課程特點(diǎn)，通過校企雙方參與人才培養(yǎng)目標(biāo)制定，改革傳統(tǒng)教學(xué)模式，優(yōu)化教學(xué)手段，拓寬學(xué)習(xí)渠道，拓展考試方式，搭建實(shí)踐平臺(tái)，著重圍繞“學(xué)習(xí)認(rèn)知—熟悉結(jié)構(gòu)—掌握原理—運(yùn)用實(shí)踐”的教學(xué)內(nèi)容和“構(gòu)想—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”相一致的工程教育理念，全面提升學(xué)生在設(shè)計(jì)思維、創(chuàng)新理念、實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等綜合素質(zhì)方面的能力，培養(yǎng)符合行業(yè)需求的應(yīng)用型人才，同時(shí)為學(xué)生從事職業(yè)奠定基礎(chǔ)。