基于CDIO的《汽车构造（1）》课程的理实一体化教学模式创新与实践

金华明 曹亚楠 惠 飞 张恩慧 徐平平

（内蒙古科技大学 内蒙古·包头 014010）

0 引言

我校车辆工程专业自2008年招生以来，每年基本维持80人左右。随着我国人口结构的调整，高考人数峰值已出现下降，我校生源数量和质量都将受到影响，并且近年来钢铁、煤炭、机制业不景气的现实，学生就业压力逐渐增大。探索适合我校车辆工程专业课程好的教学模式是现实情况下的选择，也是对未来汽车制造领域的适应。

《汽车构造（1）》是我校车辆工程专业的专业核心课程。本课程主要讲述内燃机汽车发动机及其各组成部分的构造、基本工作原理及相互作用关系等，通过对本课程的学习，可为后续专业课程如汽车理论，汽车设计，发动机原理等课程打下坚实的基础。 我校主要是培养学生具有机械、电子、计算机、控制、液压技术、新能源汽车技术、智能网联汽车技术的综合应用能力为特色，以充分的实践环节作保证，适当采取校企合作的模式，立足内蒙古自治区，面向全国，服务于汽车设计、汽车制造、汽车电子技术及车企生产工程领域的具有创新精神、创业意识和实践能力的高素质应用型人才。尤其是车辆工程专业课程，不仅要求学生学习到理论知识，更需培养学生具有主动思考和学习的意识以及实际操练的能力。因此，传统的以教为主，过多重视理论的教学模式已经不能满足培养定位，为提高教学质量，必须要从多方面进行教学改革，转变教学观念“以教为主”变为“以学为主”，增加学生主动思考和动手能力，通过此种方法来使学生更深入的掌握汽车发动机的知识，提高工程意识。

CDIO 代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）的工程教育模式，是国际工程教育改革的最新成果。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课程。鉴于此，基于CDIO的思想应用到《汽车构造（1）》课程上是非常必要的。

1 《汽车构造（1）》课程现存的问题

（1）《汽车构造（1）》课程的教学过于侧重于知识体系的逻辑性和完整性，课程中的实验也同样侧重原理性说明，这些虽然在对本科生理论认识体系建立上具有重要作用，然而对其动手能力的培养和独立解决问题的能力培养不足，而这些正是用人单位和我国工科人才所亟需的素质。

（2）为加大实践教学在《汽车构造（1）》课程中的比例，在学校和学院大力支持和车辆工程老师努力付出下，车辆工程专业已初步建立了各类实验平台，如何发挥实验教学的真实作用，切实把理论和实验结合起来，让学生在学校教育中完成理论到实践的过程，这也是当前车辆工程专业需要思考的问题。

（3）随着就业压力的增加，我校学生基础水平和知识学习的积极性已出现下降趋势，面对这一现象如何调整具体教学方式，使学生尽快建立理论与应用的联系，是适应当前形势下培养学生的要求，同时也是车辆工程专业学科发展的要求。

2 采用理实一体化教学法即理论实践一体化教学法

理实一体化教学法强调充分发挥教师的主导作用，通过设定教学任务和教学目标，让师生双方边教、边学、边做，全程构建素质和技能培养框架，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而理中有实，实中有理；理实一体化教学法突出学生实践技能的培养，可以充分调动和激发学生学习兴趣。

理实一体化教学平台是建立在整个车辆工程学科课程体系基础上的平台，该平台即能实现课程交叉，同时也能实现理论与实践并重结合，即能激发学生的学习兴趣，也能提高学生的综合水平，尤其是理论联系实践的能力。该平台应包括教学实训台和相应的教学软件如图1，其中教学软件应包括的内容如图2，图3为模拟的理实一体化教室。

图1：汽车理实一体化教学体系

图2：理实一体化教学软件内容

图3：理实一体化教室

目前利用理实一体化教学平台进行理实一体化教学已经在我们车辆工程专业实施了，计划有5门专业课程参与，《汽车构造（1）》在其中。通过2020学年《汽车构造（1）》课程的实施，学生的学习主动性增加了、实践动手能力增强了、团队意识增强了、创新能力得到了提高等，同时把CDIO教学理念融入到了《汽车构造（1）》课程中，每堂课都进行合理的构思设计，将构思、设计、实现和运作的教育理念运用到课堂中，激发学生思考和学习的积极性。例如《汽车构造（1）》课程中对学生讲解发动机总体构造时，可以先让学生构思汽油发动机各机构和各系统的功用是什么？曲柄连杆机构如何将热能转化成机械能，各零件的运动规律是什么；配气机构如何与曲柄连杆机构配合完成一个四冲程工作循环；点火系统如何与四个冲程联系在一起；起动系统的起动机如何与曲柄连杆机构中的曲轴飞轮配合完成发动机启动；为什么要有发动机润滑系统和冷却系统，如何实现它们的功用，需要什么零部件组合在一起去完成；燃油系统如何实现电控喷射，如何与曲柄连杆机构和配气机构配合等等；课堂上学生6人一组进行讨论，这样就可以把发动机各个机构和系统设计完毕，接下来就可以通过理实一体化平台中的实车发动机的运转与以上的设计构思过程加深学生对汽油发动机构造的理解。这样的过程不但激发学生的主动思考能力，同时加深了其对相关知识的理解，也有利于学生创新能力的培养。我校车辆工程专业已成为应用型试点专业之一，可通过专业课程理实一体化改革来保证转型成功。

3 《汽车构造（1）》课程考核方法的改革

结合我校实际情况，传统的以期末考试笔试为主的形式并不能真实反映学生的学习水平，部分学生纯粹为了应付考试，采用上课不好好学习，考试临阵磨枪的策略。因此，在考核环节要设置能反映学生学习能力和学习态度以及掌握程度的综合方法，改变考核比例，提高平时成绩和实验课程成绩，降低期末理论考试成绩占比。《汽车构造（1）》平时成绩由传统教学10%增加到30%，每章进行测试，一共测试8章，取平均成绩作为平时考核成绩，平时测试在理实一体化教学平台上完成；实验课程占比没有变化为10%，期末考试由传统教学80%下降到60%。这种考核方式可让学生意识到过程学习的重要性。后续还要强化平时考核，注重过程考核和实践能力的培养，加大考核比例。

表1：教学改革前后学生成绩对比

通过以上教学改革前后1个班级的成绩对比，平时成绩略有下降，传统教学平时成绩以到课率和作业来考核，而改革教学以平时8次测试成绩的平均成绩作为平时成绩，突出的是实际动手能力的培养，其他各成绩都有所提高，可见改革的有效性。

4 结论

文中从教学观念，教学方法，实践教学，考核方式等方面论述了《汽车构造（1）》课程的教学改革，并通过学生成绩对比证明教学改革的实效性，这种方法可以大大提高老师的授课水平和学生的学习积极性，可在以后的教学中继续推广。提出了基于CDIO的理实一体化教学模式的创新探索，建立理实一体化教学平台，采用理实并重的教学手段和考核方式，并融入CDIO的教育理念，提高了学生的实践和创新能力，从而提高了学生的职业技能，这将为我国汽车工业人才的培养提供有力的支撑。