浅谈基于CDIO理念的《理论力学》教学改革新思路

丁智+李丹薇+张世民

【摘要】基于CDIO工程培养理念，结合土木工程人才培养目标，借鉴先进的教学模式，积极开展教学方法与考核方式改革。对《理论力学》课堂教学改革方法进行了探索，提出了《理论力学》教学改革新思路。

【关键词】教学创新理论力学CDIO项目在国内外所有高校的土木工程专业课程设置中，《理论力学》都是一门重要的专业基础课。该课程学习效果的好坏将直接影响到学生对材料力学与结构力学的分析和计算能力，从而影响到许多后续设计等专业课程的学习效果，故该课程的学习效果也是影响土木工程系学生培养质量的重要因素之一。浙江大学城市学院土木工程专业是教育部首批CDIO工程教育试点专业之一，为本课程CDIO工程教育理念的探索和尝试提供指导和保障。本文从CDIO教学理论出发，探讨了《理论力学》教学改革新思路。

一、课程建设目标与思路

土木工程专业目标是培养思维活跃、专业基础扎实，知识结构合理、具有相当的土木工程特色、一定的创新意识和创新能力、吃苦耐劳、善于沟通和协作的“应用型、复合型、创新型”高素质本科人才。基于此，笔者制定了如下改革思路：

1.培养学生具有良好的力学理论基础，掌握质点、质点系的平衡和刚体机械运动的基本规律以及研究方法，初步学会运用这些理论和方法去分析和解决问题，并为学习有关的后继课程（材料力学和结构力学等）准备必要的基础。

2.在教学课堂中以知识探索的形式进行内容讲授，以学生认知规律组织教学内容，培养学生主动钻研和思考的习惯，最终目的是让学生形成自我学习和自我创新的思维方式。

3.让学生对融入到CDIO理念教学课堂中，学生可主动进行构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，将课堂理论学习与创新实践结合，培养工程综合能力。

4.让本课程逐渐具备标准化、精细化及多元化的特色，最终体现课程内容的实践性、先进性与新颖性。

二、课程改革方案

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习，培养工程能力。这一工程培养理念始终贯穿在课程的教学中，根据《理论力学》的特点，采用传统教学方法与现代教学手段相结合，注重学生基本力学素养的培养和训练，课改方案如下：

1.保留有效的传统教学手段与方法，辅以多媒体和网络教学。板书授课与模型演示及多媒体授课相结合，鉴于理论力学的特点，板书授课仍是首选方法，使学生对基本概念和分析方法、过程有较深刻的印象，同时也强调了理论力学中动手分析和画受力图的重要性。相比多媒体演示，板书授课可更好地帮助学生理解概念和方法。另一方面，教学方法上注重教师讲授和学生讨论、演讲相结合的互动模式。同时不定期展开理论力学CDIO项目，并让学生进行口头演讲和汇报。

2.工程实践、科研和教学相结合，以工程促教学，以科研促教学。鼓励和支持教师提高自身工程能力，将更多的工程实例引入教学中，如展示不同约束形式在工程中的具体实例，真实工程的具体计算、设计过程和结果分析等，加深学生对力学的理解；同时，教师适当地将力学和工程领域的一些最新研究进展和成果引入教学，展示工程中遇到的力学问题和研究、计算现状，有助于学生了解学习的必要性。

3.遵循CDIO工程教育理念，引导学生主动参与教学，培养工程能力。通过设计多个小项目并结合大学生结构设计竞赛，使学生在构思—设计—实现的过程中，激发学习兴趣，主动学习，深刻理解力学的基本概念和方法，培养工程能力。

4.完善作业机制，提倡个性化，考试改革注重主動学习。丰富和完善题库，提倡学生根据自身情况，在满足最低量的前提下，依据题库自主选择作业，一人一作业，最大限度地避免了抄袭，也激发了学生的主动性。教师根据学生的作业完成情况，给出建议和意见，将作业对教学的作用最大化。以闭卷考试为主，试题更加注重学生对基本概念的理解和掌握。最后的总评分数中，提高学生自主学习成果（如演示报告，作业，计算程序的应用与分析等）的比例，使考核更加全面。

三、结语

将CDIO理念融入《理论力学》课堂教学，对教师自身教学能力将有更高的要求，必将进一步鼓励和支持教师下企业锻炼，培养教师的工程能力，并整理和收集更多的与本课程相关的科研成果，以科研促进教学。另外，遵循CDIO工程教育理念，通过设计多个小项目，使学生在构思—设计—实现的过程中，激发学习兴趣，主动学习，深刻理解力学的基本概念和方法，培养工程能力，形成特色课程。

参考文献：

[1]杨峰.基于CDIO的《理论力学》教学改革探索[J].教育界，2015，（11）：108.

[2]车金如，齐晖，马永政.基于CDIO理念的TM-CDIO理论力学教学改革的探索[J].宁波工程学院学报，2013，（02）：74-78.

本文系2015年浙江省课堂教学改革项目（Kg2015510）、浙江大学城市学院第七期重点课程建设项目（CD1401）。endprint