基于CDIO工程教育模式的“大学物理”课程教学改革初探

2014-08-15黑龙江黄跃娟王琦杜海超

职业技术 2014年9期

黑龙江黄跃娟王琦杜海超

一、CDIO工程教育模式简介

CDIO作为国际先进的工程教育理念和模式之一，2005年开始被我国高校引入，2008年4月，教育部高等教育司发文成立了“CDIO工程教育模式研究与实践课题组”，分两批确定了39所CDIO试点高校，开始有组织地研究交流和实践CDIO工程教育理念。2008年5月17日～19日，由教育部高教司理工处和汕头大学在汕头联合主办了“2008年中国CDIO工程教育模式研讨会”，进一步推动了CDIO工程教育模式的中国行进程。CDIO工程教育模式的研究和应用不断扩大，现在已经不只局限在教育部试点高校，而是有更多的研究型大学、普通本科院校、应用型本科院校和高职院校加入其中，CDIO工程教育理念的应用不仅在学校院系层面，还应用到了一个专业或一门课程中。

在CDIO工程教育模式的引进、消化、吸收和创新的过程中，我国学者重新审视了中国工程教育的现状，总结了我国工程科技人才的培养规律，分析和探讨了CDIO课程大纲和标准，重点研究了CDIO模式下的专业课程教学、一体化课程教学模式、大学生素质教育、创新型人才培养、学业评价、青年教师培养、工程文化教育等方面。典型的有：汕头大学实践了从CDIO到EIP-CDIO工程教育模式；北京交通大学探索并实践了基于CDIO的精英型软件人才培养模式；清华大学开展了联结理论与实践的CDIO工程教育模式；华中科技大学研究和传播了CDIO工程文化教育。然而公共基础课在CDIO工程教育模式下的教育教学研究甚少，其中黑龙江工程学院电子工程系对CDIO教育模式的工科大学物理教学内容改革进行了探讨。

二、大学物理课程概述

大学物理是一门重要的公共基础课程，是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。它的基本理论渗透在自然科学的许多领域，应用于生产技术的各个部门。而大学物理课程除讲授物理学的基本理论外，还着重讲授物理学的研究方法及其在工程技术上的应用，为此大学物理课程在教学过程中应使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，掌握科学的学习方法，增强科学观察和思维的能力以及分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识。

三、大学物理课程教学现状分析

随着现代化教育事业的快速发展，传统的教育理念和方法已不利于专业发展和人才的培养，现代教育理念要求注重学生实践能力的培养，进而提高教学质量。我校教育不仅注重培养学生的动手能力、实践能力、可持续发展能力，还培养学生良好的团队合作精神和团队协作能力。当前，大学物理课程教学主要存在以下几个问题：（1）学生实践环节相对偏少，对学生实践能力训练不够；（2）教学方法以教师讲授为主学生学习为辅的传统单一的教学模式，以至于学生的学习兴趣和积极性不高；（3）学生的团队合作精神不高，团队协作意识不强。

四、基于CDIO工程教育模式下的大学物理课程教学改革

在全面理解CDIO教育理念的基础上，结合大学物理课程的特点，从教学模式上进行改革，使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力等方面有所提高，以适应社会发展的需要。

1.基于CDIO教育模式下的学习小组设计

在教学过程中，选择2013级机械制造及其自动化专业132班进行试点，将该班同学分成10个小组，每个小组3-4名学生，每个小组自己推荐出组长，负责工作进度、成员的任务安排等领导工作。形成了一个以“以学生为主体，以教师为引导，以技能实训为主线，以职业能力培养为目标”的大学物理课程教学改革思路，利用好现有的教学资源，探索出一条行之有效的CDIO教学模式。

2.基于CDIO教育模式下的大学物理课程教学设计

大学物理课程共设计了六个模块，每个模块设置一个工程项目，利用工程项目为导向驱动教学任务，每一个项目都通过模拟工作的构思、设计、实施、运作4个阶段来实现：（1）构思阶段：根据项目任务书明确任务，即要学生明白自己要设计什么，学生收集相关资料整理资料，该阶段主要培养学生根据项目任务确定工作方案、收集资料的能力（2）设计阶段：小组讨论完成项目的概念性方案设计和初步设计，该阶段主要培养学生根据构思方案及所学知识设计工作方法及确定工作流程的能力；（3）实施阶段：根据设计方案学生自己动手完成项目，本阶段主要培养学生岗位职业能力和团队协作能力；（4）运作阶段：根据完成的效果进行项目评价，根据项目任务书的要求，每个小组成员把自己完成的项目情况做成PPT进行汇报，本组成员进行自评、小组互评和教师评价，指出优点与缺点，并根据考核评价标准给出学生的综合成绩，本阶段主要培养学生评估取舍能力、演说能力。

3.基于CDIO教育模式下的大学物理课程教学方法

改变传统的教学方式，突出学生在教学过程中的主体地位，增加教学实践环节。采用项目引导、任务驱动教学方法：结合生产企业的实际项目，将理论教学与实验教学、课程实训实习、课程设计等实践性环节相结合，阐述基本理论，课堂讨论，案例分析，安排社会调研实习，实践辅导，重点放在教学做合一，课堂理论教学与实训教学合二为一，以实现教学做一体。学做创结合进行，将人才培养置于工程环境中。

4.基于CDIO教育模式下的大学物理课程考核方式

在考核方面，改变单一的笔试考试方式，多种考核方式相结合，突出实践能力的考核。从本学期开始大学物理的考核分为两部分，一部分在教学中进行考核，以每个学习小组为考核单位，根据工程项目进行汇报、答辩，教师最后根据设计方案、效果表现、图纸完整程度、效果表现、汇报材料及提问的回答情况评定学生的综合成绩，每个小组都必须有合格的项目设计方案、设计图纸、文本说明才能通过考核，这种考核方式考核了学生的职业能力。一部分在期末进行笔试考核，考核学生对理论知识的掌握情况。