基于CDIO理念的教学方法改革

李燕燕

摘 要：针对当前工科毕业生专业素质不突出、综合工程能力不足，不能适应现代工程实践的现状，根据CDIO工程教育理念大纲要求，结合机械设计制造及其自动化专业培养特色，提出了以专业特色为主线，以项目驱动、任务导入为手段，基于CDIO理念的教学方法，并配套实施了相应的改革方案和措施。

关键词：CDIO理念 专业特色 项目驱动 教学改革

当前工科院校毕业生不能满足社会需求的现象表明，传统的教学模式已适应现代教育的需要，高校工科教育引进新的工程教育理念，创新教学方法，进行教学改革已迫在眉睫。结合工科院校各专业的人才培养目标，引进CDIO工程教育理念，提出了以专业特色为主线，以项目驱动、任务导入为手段，基于CDIO理念的教学方法。教学方法改革旨在以同一工程项目指导本专业所有专业课程教学、实验、实习和毕业设计，通过项目的分散，实现知识、素质和能力的综合培养。

一、项目驱动、任务导入教学法

CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程教育理念即“构思-设计-实现-运行”，是由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等4所大学组成的工程教育改革团队经过探索研究后提出的。目前已有几十所世界著名大学引入CDIO理念进行教学改革，并取得了很大成绩[1]。 CDIO培养大纲将毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标[2]。目前，要达到这四个层面的预定目标，最直接、最有效的方法就是将课程教学与实际工程项目有机结合，理论联系实际，以项目和任务驱动教学。为此，我专业提出项目驱动、任务导入教学法。

项目驱动、任务导入教学法是指根据专业特色，选择一个实际工程项目，任课老师在本专业课程教学过程中引入项目内容，提取与课程内容相关的子项目，再分解为承载教学内容的各个任务，以项目和任务驱动学生以积极、主动的态度完成对理论知识、专业技能的学习和工程能力的培养。整个教学过程以学生为中心，从信息收集、方案构思与设计、任务实现、成果展示以及最终评价，都由学生来完成，老师只作为指导、协助和主持人的角色。学生按照课程教学进度，利用课内和大量课外时间自主探究完成课程理论学习和任务实施。该教学法强调知识的分散积累和综合运用能力。这就要求选择的工程项目不仅能突出专业特色，还要涵盖本专业所有专业课程内容，以便分散成各个子项目和任务，指导学生完成对专业课程群的学习、实验、实习乃至毕业设计，最终通过项目的分散，实现知识和能力的综合，将理论与实践有机结合，真正做到“学中做，做中学，学以致用”。

二、基于CDIO理念的专业教学改革的具体实施

以工程制图为例，项目中的机床主轴，作为课堂教学任务，要求学生完全按照实际工程要求完成，培养学生工程意识。同样是机床主轴，作为项目内容，进入互换性与技术测量课程，可以演变为形状公差、尺寸公差、配合精度等任务，把任务变成教学内容，组织学生针对该任务开展灵活多样的教学活动，例如分小组讨论，模拟教学，学生进行演讲等等，把学生调动起来，引导学生主动学习完成任务，在达到锻炼语言表达、书面论述、临场思维等目的。

下面将项目驱动教学应用于对“第四章：典型零件加工与加工方法”的学习：

1.教师设置教学情景，将项目（机床）引入课堂。通过老师启发、学生提问或课堂讨论的方式，将项目分解为承载课程内容的各个任务（包括机床主轴、曲轴、丝杠、套筒、主轴箱等零部件的加工过程），同时介绍项目（子项目）和各个任务之间的内在联系、逻辑结构。

2.要保证任务顺利实施，任务准备是必要前提。老师通过多媒体视频材料或将学生带入实验室的方式向学生介绍任务零件，并启发式地讲解相关理论知识，引导学生发现问题并自主探究学习。要求学生绘制自己的任务零件图，以加强学生对任务零件结构的认识和对任务要求的理解。

3.分组、分工。小组由5～8名同学组成，视任务的大小和难易程度而定，根据小组成员兴趣爱好与专业能力合理分配，在一定程度上实现优势互补。不设组长，小组成员担任任务中的不同角色，每位同学都是项目负责人，激发学生探索求知的热情，培养学生责任感和综合素质。

4.分析任务、制定计划。任务小组针对自己的任务零件，学习零件加工过程中的基本概念和基本原理，对具体加工工艺过程、工序设计、及装配工艺进行分析并发现问题，通过老师的及时指导或查阅相关资料，再经过小组讨论，共同决策，制定最实际、最经济的任务实施计划。

5.小组合作，完成任务。小组成员根据制定的计划和分工情况，开展学习，学习过程要有阶段性成果。阶段性成果可以通过网络的形式进行小组间的经验交流，通过组内交流不断地完善阶段性学习成果，从而促进任务的圆满完成。

6.成果展示。任務完成后，以小组为单位撰写任务报告。其内容包括任务内容、实施方案、分工、成果及任务执行过程遇到的一些问题。最终各小组推选一名代表以课堂演讲或PPT演示的方式向老师和全班同学展示。

7.评价与交流。根据教师提供的评价量规，通过组内评价、组间评价和教师点评对学习过程和学习成果进行总结性评价并将完成任务过程中积累的经验进行交流。

8.总结与反馈。针对老师和同学们对成果展示的反映及评价，小组同学认真总结，共同讨论，编写任务的最终总结报告。老师考察教学效果，为深化基于项目驱动的教学改革总结经验并提出宝贵意见。

结语

通过一系列的改革实施，基于CDIO理念的教学改革取得了阶段性成果。实践证明，项目驱动实践教学通过项目分散，任务导入教学内容，实现了本专业学生专业知识的分散积累和综合运用，让学生参与项目的开发和实施，将理论知识与实际工程紧密结合，增强了学生的工程意识、工程能力和综合素质，克服了以往教学中理论与实践脱节的难题，教学过程以学生为教学主体，激发了学生主动学习、探索创新的热情，在提高工程能力的基础上实现了专业特色培养，毕业生在专业方向上体现了明显优势。

参考文献

[1]顾学雍.联结理论与实践的CDIO—清华大学创新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009（1）：11：23.

[2]陆小华，熊光晶，陈珠琳.设计导向的工程教育改革理念[J].高等工程教育研究，2007（6）：83—87.endprint