基于CDIO教育模式的“汽车电器”教学设计

2017-11-07郭晖李雪早

科技创新导报 2017年25期

郭晖++李雪早

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.148

摘要：CDIO是美国麻省理工学院工程类教育的一种全新的教学理念。该模式以科技为基础，强调以实践为出发点，将教育过程置身于实践的具体情境中。以CDlO工程教育理念指导“汽车电器”课程的教学，在授课和实践环节，学生是学习的主体、教师是教学的主导、以实践为主线开展项目教学。本文简要介绍了CDIO的内涵，并以“汽车电器”课程为例，具体介绍了课程总体设计思路和实践项目。

关键词：CDIO 汽车电器课程设计

中图分类号：G64 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（a）-0148-02

2001年，麻省理工学院等3所高校共同提出一种全新工程类教育理念和实施体系——构思（Conceive）→设计（Design）→实施（Implement）→运作（Operate）四位一体教育体系，简称CDIO。CDIO重视培养学生掌握扎实的工程基础知识和具体而真实的工程技术技能，在教育的过程中营造具体情境。将构思→设计→实施→运作贯穿整个人才培养过中程中，培养基础扎实、沟通较强、道德高尚的新一代高水平工程师[1]。

从中国教育的发展看，“师徒制”成为工程技术传承的重要手段。但随着基础学科的突破引起的科技爆炸式发展，科学知识逐步被人们总结和归纳，进而规范实践行为。工程教育逐步从师傅带着徒弟进行实践转向老师传授学生科学知识；教学场所从工程生产一线转移到大学教室；教师群体也从技术工程师转向工程理论研究人员。重理论轻实践成为高校工程专业所培养的毕业生难以适应现实工业生产的需要的关键原因。CDIO的使命就是要将我们的教学失业重新拉回到具体实践上，重构高校教育与工程实践关系。在不轻视基础理论学习的基础上，向关注生产实践回归[2]。

1 “汽车电器”教学设计

基于CDIO的教学理念，针对一门具体的课程——“汽車电器”，作者谈谈自己对该课程的教学设计思路。

1.1 “汽车电器”课程总体定位

“汽车电器”课程设计要时刻体现“技术知识与推理”、“个人与职业”技能和“人际交往”技能的人才培养目标[2]。现代工程系统必须以多学科背景知识作支撑，这就要求学生必须掌握足够的技术知识；同时要求学生具备严密的逻辑思维能力和严谨的推理能力。作为人，是不可能脱离社会关系而单独存在的。而我们在教学中发现，现在绝大部分学生多少都会拒绝和老师交流，拒绝和同学交流。为了让学生能够在以团队合作为基础的环境中工作，我们在设计“汽车电器”课程时，时刻将团队合作交流放在首位。在学习过程中，贯穿构思、设计、实施和运行的实施主线，不断贯彻人才培养目标，掌握必要的人际交往技巧，并具备良好的沟通能力，实现CDIO的工程教学模式。

1.2 “汽车电器”课程优化

“汽车电器”课程是汽车专业传统基础课程，也是核心课程之一。在本科传统课程课时压缩情况下，基于CDIO的理念下我们将课程重新梳理，调整重点，将相似冗长的内容进行整合。课程以线路基础展开，将学生在“电工电子”课上学到的知识提炼升华到汽车电器行业的“语言”。让学生有工程实践的基础。在内容理论层上以工程实践作为唯一考虑的准绳，做到“用什么，学什么”。确定该该层理论知识前，我们首先要看到的是汽车行业已经以换件修理取代传统的修理方式。就要求我们在教学中将传统电器课程中的重点从结构认知转移到原理功能认知上——淡化结构，重视原理。实践告诉我们现在汽车故障排除尤其是汽车电器的故障排除更多是要求首先是故障诊断，找到故障点后换新即可。结构修理已经远远落后这个时代的要求。因此，我们将该课程内容理论层重新整合成五大部分（如图1所示）：①电源起动系、②汽车点火系、③照明信号系、④辅助电器系、⑤汽车空调系。在每一章节讲解中，弱化结构讲解。教师多以一个具体车型的电路实例为课程切入点，以线路基础为工具，让学生自主学习，在电路图的研究中，学生不知不觉就将本章节的内容进行了学习和梳理，深入领会了该章节的知识点。当所有的内容理论层都学习完毕后，我们发现内容理论层的知识是破碎的。这时我们在工具理论层再学习一个全新的知识——总线系统。同时，以某个汽车的电路图实例让学生综合审视前面的知识，并进行分组讨论，让每为学生都来表达自己的观点和认识。加强交流沟通，完成人际交往层要达到的目的。总之，通过汽车电器的语言表达——电路图，拿着电路线路基础和总线系统的工具，自主探索和学习汽车电器知识，贯彻CDIO的教学思想。

2 “汽车电器”课程中的实践教学环节

实践环节是基于CDIO工作过程的教学法的重要组成。按照教学大纲规定的知识点逐条来学习，学生学起来觉得抽象且难以接受。通过实践教学，建立学生的直观认识并将知识点渗透其中。整个教学过程以学生为中心，学生是知识意义的主动构建者。作为组织者、指导者、帮助者和促进者的教师，主要作用是规定实践项目，全程化跟踪、督促学生认真执行[1]。在CDIO工程实践过程中，以日常4S店、修理厂对整车故障诊断为背景，先给出宏观、整体的工程概念，当学习了线路基础的工具手段后由宏观到微观，由整体到局部，将课程分解设计成25个实践项目。完成后，通过学习总线系统工具完成综合实践系统，完成从局部到整体的认知过程。让学生对课程理解程度到达新的高度。

（1）构思阶段

每个实践环节实施时，教师先介绍工程实际背景，讲解一些本项目涉及的关键知识点。设计的实践项目具有验证性和自主探索性，课后做好预习，深入分析电路图。每个电路图提出相应的应该解决的问题，给每个学生一个发散思维的“奇点”，也给学生一定程度上的挑战。

（2）设计阶段

学生查找维修手册等资料，自主学习，自主发现问题，期间教师起“咨询师”的作用，对个别有困难的学生进行重点指导。

（3）实施阶段

用万用表等专用工具，查找验证问题。在这一过程中深入学习结构、原理等，潜移默化地培养学生“发现问题，解决问题”的能力。学生在此阶段，互相交流，共同完成测试、拆装、分析等工作。根据实践结果编写项目报告。教师对学生的项目完成情况进行考核评定。

（4）运行阶段

由学生在班上演示自己的实践结果，交流自己的心得体会。教师总结项目设计过程中的普遍性问题，讲授实施过程一般性规则和问题，并对做得好的学生进行鼓励和激励。结束后，教师再布置一次课后作业，针对性地巩固学习成果并提出预习计划。

3 结语

应用CDIO的教学理念，摒弃传统“汽车电器”课程教学对教师的思维束缚，极力压缩结构认知教学内容，将“分析汽车电路图”作为各个知识学习手段，将“构思→设计→实施→运作”贯穿于课程实践教学环节，注重学生相互交流、相互帮助的团队合作精神。

参考文献

[1] 朱向庆，胡均万，曾辉，等.CDIO工程教育模式的微型项目驱动教学法研究[J].实验技术与管理，2012，29（11）：159-162.