基于CDIO模式的《傳熱學(xué)》課程考核方法改革研究

郭曉娟 左遠(yuǎn)志

(東莞理工學(xué)院 能源與化工系，廣東東莞 523808)

現(xiàn)在世界各國(guó)都在積極推進(jìn)工程教育改革，探索工程科技人才的培養(yǎng)模式，優(yōu)化教學(xué)方法和考核方式，提高畢業(yè)生的綜合能力，這已經(jīng)成為全球工程教育的發(fā)展趨勢(shì)［1］。2010年7月，教育部啟動(dòng)“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”。東莞理工學(xué)院作為教育部“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”首批61 所試點(diǎn)院校之一，借鑒CDIO 模式，結(jié)合地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)、校情等實(shí)際，以CDIO 大綱中所提出四個(gè)層面的能力為主要培養(yǎng)目標(biāo)的卓越工程師創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式從2010年開始本土化實(shí)踐。隨著CDIO 理念教學(xué)改革的推行，課程考核評(píng)價(jià)主體的多元化勢(shì)在必行［2］。目前，國(guó)內(nèi)較多的教師和學(xué)者都在探討大學(xué)課程的教學(xué)改革，并紛紛發(fā)表自己的看法［3－5］。傳熱學(xué)作為熱能動(dòng)力工程的專業(yè)基礎(chǔ)課程，與工程熱力學(xué)、流體力學(xué)構(gòu)成本專業(yè)的三大基礎(chǔ)支架課程。該課程理論性強(qiáng)、大量的偏微分方程的推導(dǎo)和求解，常常讓學(xué)生覺得枯燥乏味，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和積極性。筆者在授課中采取了模擬工程案例授課法、課程科研結(jié)合法，取得了良好成效［6］。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)于工程實(shí)踐表現(xiàn)了極大的興趣?，F(xiàn)有的考核方式還是以閉卷考核方式為主，在這種考核方式下，作為應(yīng)試教育的大學(xué)生一般都是通過考前突擊達(dá)到成績(jī)合格，這也是現(xiàn)有大學(xué)課程的普遍問題［7］。本文意圖從該門課程扮演的“角色”和CDIO 教育理念的培養(yǎng)目標(biāo)出發(fā)，探討一種可行的考核方式。以考核方式為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)學(xué)習(xí)的重要性，通過考核方式的改革去激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論知識(shí)的主動(dòng)性，并培養(yǎng)學(xué)生多方面的能力。

1 CDIO 理念培養(yǎng)目標(biāo)和現(xiàn)有考核方式的沖突

CDIO 工程教育模式是由麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等四所國(guó)際著名工科院校創(chuàng)立的國(guó)際組織所提出，是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果。CDIO 代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)，CDIO 工程教育理念提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)教學(xué)大綱，包括4 類一級(jí)能力、17 組二級(jí)能力、以及73 種具體能力［8］。4 類一級(jí)能力分別為專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)與應(yīng)用能力、個(gè)人與職業(yè)能力、人際技能、在企業(yè)與社會(huì)的環(huán)境下構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)作。其中個(gè)人與職業(yè)的技能包括工程推理和問題解決、實(shí)驗(yàn)與知識(shí)發(fā)現(xiàn)、系統(tǒng)思維等。

目前的考核方式主要以平時(shí)作業(yè)和閉卷考試題目為主，一般來說最終的考試成績(jī)以卷面成績(jī)70%和平時(shí)成績(jī)30%來定。這種考核方式的弊端:重理論輕應(yīng)用、考核評(píng)價(jià)方法欠全面。往往得分很高的學(xué)生并不具備運(yùn)用理論知識(shí)去分析問題和解決問題的能力。CDIO 模式的特色在于它創(chuàng)造了能夠深化學(xué)習(xí)技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)際能力的二元學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，以培養(yǎng)工程型、應(yīng)用型人才為目標(biāo)。而考試的卷面成績(jī)不能凸顯實(shí)際工程推理和問題解決能力，只能說明階段性的理論知識(shí)能力。同時(shí)，筆者在授課中發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樵撻T課程的理論性太強(qiáng)，有些學(xué)生放棄了課堂聽課，期待授課教師考前給劃重點(diǎn)，選擇考前突擊通過考試。抱有這種心理的學(xué)生課堂聽課不全面，沒有系統(tǒng)的看過書，僅靠考前突擊，學(xué)習(xí)的理論知識(shí)具有單一性、片面性的特點(diǎn)?？纪暝嚭笏械睦碚撝R(shí)又忘記了。而卷面考試一般安排在學(xué)期末，所有的課程均已學(xué)完，考核一卷定終身!這種結(jié)果性的考核模式，教師不能夠了解學(xué)生中間過程的學(xué)習(xí)效果，僅僅靠作業(yè)來了解是不全面的［9］!因此，現(xiàn)有的考核模式有改進(jìn)和提升的空間。

2 教學(xué)考核改革探討

CDIO 模式培養(yǎng)目標(biāo)有四個(gè)層面的能力，《傳熱學(xué)》作為熱能動(dòng)力工程3 個(gè)專業(yè)基礎(chǔ)課程之一，筆者認(rèn)為4 個(gè)層面能力中的個(gè)人與職業(yè)能力以及在企業(yè)與社會(huì)的環(huán)境下構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)作能力是該門課程作為重點(diǎn)參考來培養(yǎng)。其中個(gè)人與職業(yè)的技能包括工程推理和問題解決、實(shí)驗(yàn)與知識(shí)發(fā)現(xiàn)、系統(tǒng)思維等;構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)作能力也是一種工程實(shí)際問題解決實(shí)操能力的體現(xiàn)。因此，在考核模式改革設(shè)置中，除了理論知識(shí)的基礎(chǔ)考核，重點(diǎn)體現(xiàn)這兩方面能力的考核。具體操作模式如下。

2.1 工程問題考核方法

傳熱學(xué)包括導(dǎo)熱、對(duì)流換熱、輻射換熱三個(gè)基礎(chǔ)模塊。建議在每個(gè)模塊講述理論知識(shí)之前，給學(xué)生布置一批應(yīng)用型比較強(qiáng)的傳熱學(xué)計(jì)算方面的課程，這些課題來自工程實(shí)踐，體現(xiàn)本課程的特點(diǎn)。學(xué)生可以在這段時(shí)間內(nèi)帶著問題去學(xué)習(xí)理論知識(shí)，有針對(duì)性地查閱有關(guān)資料，在這過程中學(xué)生能夠積極地學(xué)習(xí)，主動(dòng)消化課堂知識(shí)，極大的提高了學(xué)習(xí)積極性。教師考核采取十分鐘答辯，由教師和其他學(xué)生代表組成的專家組進(jìn)行提問和打分，不過每個(gè)專家組長(zhǎng)要對(duì)給出的分?jǐn)?shù)給與闡述理由，最終平均分為這次考核的最終分。如果學(xué)生對(duì)考核成績(jī)有爭(zhēng)議，可以當(dāng)場(chǎng)提出申訴!這樣，在整個(gè)課程考核中，充分發(fā)揮了引導(dǎo)、評(píng)價(jià)、反饋、激勵(lì)作用。同時(shí)學(xué)生在解決來自工程實(shí)踐的傳熱學(xué)計(jì)算問題時(shí)，鍛煉了自己工程推理和問題解決的能力。此種考核模式為階段考核，教師能夠在學(xué)生的答辯中清楚的認(rèn)識(shí)到學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)和其他方面能力的不足，并給與批評(píng)指正。同時(shí)，學(xué)生在參考其他組所作的任務(wù)時(shí)能夠相互學(xué)習(xí)交流，樹立正確的人生觀和價(jià)值觀，體驗(yàn)學(xué)習(xí)知識(shí)的樂趣，極大的提高學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，獲得解決實(shí)際工程問題的成就感。

2.2 實(shí)驗(yàn)部分考核方法

另外一種考核方式就是實(shí)驗(yàn)分析和動(dòng)手能力考核，在傳熱學(xué)中有較多實(shí)驗(yàn)課程。目前實(shí)驗(yàn)設(shè)備儀器有導(dǎo)熱系數(shù)儀、換熱器性能測(cè)定實(shí)驗(yàn)臺(tái)、對(duì)流傳熱系數(shù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)臺(tái)等。教師事前先準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)題目，比如測(cè)定一個(gè)銅片的導(dǎo)熱系數(shù)或?qū)σ粋€(gè)設(shè)定情況下對(duì)流換熱系數(shù)的測(cè)定。學(xué)生通過抽取題目，自行閱讀實(shí)驗(yàn)儀器使用說明，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，完成實(shí)驗(yàn)并提交實(shí)驗(yàn)結(jié)果報(bào)告?？己朔绞揭允昼姷拇疝q，要求講述實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方案和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。由教師當(dāng)場(chǎng)評(píng)價(jià)并酌情打分。該種考核方式旨為鍛煉學(xué)生的動(dòng)手實(shí)操能力，激發(fā)學(xué)生用理論知識(shí)分析工程問題的主動(dòng)思維，也是階段性考核的一種。

2.3 理論知識(shí)閉卷考核方法

無論怎樣，傳熱學(xué)作為專業(yè)基礎(chǔ)課程，還是要考核理論基礎(chǔ)知識(shí)，讓學(xué)生有扎實(shí)的理論知識(shí)功底，才能夠走入職場(chǎng)，解決實(shí)際的工程問題，成為一名卓越的工程師。最后的閉卷考核方式以基本概念和理論知識(shí)的理解為主，不考大的計(jì)算題目。

2.4 綜合考核方法

課程考核最終成績(jī)以工程案例(30%)、實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力(30%)、基礎(chǔ)理論知識(shí)(40%)來計(jì)算。整個(gè)考核有階段性考核和結(jié)果性考核，考核方式的多樣性也調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，預(yù)計(jì)將給課堂氣氛帶來“正效應(yīng)”。

3 總結(jié)與展望

科學(xué)的考核和評(píng)定方式，不僅僅真實(shí)的反映學(xué)生的能力和水平，從深一個(gè)層次講，也提高學(xué)生的教育質(zhì)量。針對(duì)傳熱學(xué)這門專業(yè)基礎(chǔ)課程，可采取工程案例考核法、實(shí)驗(yàn)部分考核法與現(xiàn)有的閉卷考試形式相結(jié)合的方式。這種考核方式擯棄了一卷定終身的結(jié)果式考核方式，變結(jié)果考核為過程+結(jié)果考核。其優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在改變了學(xué)生不注重平時(shí)知識(shí)積累、考前死記硬背，要求老師劃重點(diǎn)，重分?jǐn)?shù)輕能力的弊端，不僅可以適時(shí)地、全面地了解和掌握教師教學(xué)效果和學(xué)生學(xué)習(xí)效果。我校對(duì)于人才的培養(yǎng)目標(biāo)提出“創(chuàng)新型、實(shí)用型”人才。

不過上述提出的幾種考核方式需要多方面的配合才具備可實(shí)踐性。整個(gè)考核雖然對(duì)工程實(shí)踐和實(shí)驗(yàn)有評(píng)分細(xì)則，但均以教師的主觀為主，學(xué)校方面要給與教師足夠的信任，授予教師這方面的特權(quán)。同時(shí)，任課教師在整個(gè)考核過程中要本著公平公正的原則，經(jīng)得住學(xué)生的申訴和質(zhì)疑。只有滿足了這兩方面，才能有效推動(dòng)這種考核方式的正常進(jìn)行。

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