“機(jī)械工程材料”課程基于CDIO模式的教學(xué)方法分析

劉紅華 李紅梅

湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410205

“機(jī)械工程材料”課程基于CDIO模式的教學(xué)方法分析

劉紅華 李紅梅

湖南涉外經(jīng)濟(jì)學(xué)院 湖南長(zhǎng)沙 410205

CDIO模式是一種較為新穎的教育模式，主要應(yīng)用于高等工科教育，具有非常強(qiáng)的先進(jìn)性、科學(xué)性、高效性和實(shí)用性，是培養(yǎng)高級(jí)工程人才的有效途徑。這種教育模式在我國(guó)仍處于試驗(yàn)性階段，各方面的應(yīng)用并不廣泛，因此有進(jìn)行更深入、具體的實(shí)踐研究的必要。本文將針對(duì)CDIO模式在“機(jī)械工程材料”這門(mén)學(xué)科中的應(yīng)用進(jìn)行分析，探析其應(yīng)用意義，并從綱要、方法、評(píng)價(jià)三方面進(jìn)行具體的應(yīng)用設(shè)計(jì)，希望能提高CDIO模式的應(yīng)用水平，促進(jìn)其在我國(guó)高等教育領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展。

CDIO模式；機(jī)械工程材料；教學(xué)方法

CDIO是構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作這四個(gè)概念英文單詞的首字母組合，代表一種結(jié)合了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)理念的工程教育模式。這種教育模式對(duì)我國(guó)的高等工科教育有很重要的意義，因?yàn)樯鐣?huì)主義建設(shè)的飛快發(fā)展導(dǎo)致社會(huì)對(duì)實(shí)用型工程技術(shù)人才的需求量加大，而我國(guó)目前培養(yǎng)出的工程技術(shù)人才大多在實(shí)踐能力、合作能力、創(chuàng)新能力方面有所欠缺，無(wú)法滿足國(guó)際化的工程技術(shù)人才需求，這與我國(guó)重理論、輕實(shí)踐的傳統(tǒng)工科教育有很大關(guān)系，所以CDIO模式的應(yīng)用有助于從根本上解決我國(guó)的工程技術(shù)人才問(wèn)題。

一、CDIO模式概述

CDIO是一種系統(tǒng)性的教育模式，也是一種工程技術(shù)人才的培養(yǎng)理論，這種培養(yǎng)理論結(jié)合了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的相關(guān)理論，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、實(shí)踐性，保證課程之間形成有機(jī)聯(lián)系等一系列方法，培養(yǎng)目前國(guó)際社會(huì)需要的各種工程技術(shù)人才。

目前來(lái)看，企業(yè)界對(duì)工程師的能力要求非常高，這其中包括了對(duì)科學(xué)基礎(chǔ)的要求、對(duì)問(wèn)題解決能力的要求、對(duì)價(jià)值觀的要求等傳統(tǒng)能力要求，也包括了對(duì)創(chuàng)新能力的要求、對(duì)實(shí)踐能力的要求、對(duì)學(xué)科綜合能力的要求、對(duì)合作能力的要求等新興能力要求。CDIO模式的工程教育非常注重對(duì)上述新要求能力的培養(yǎng)，通過(guò)項(xiàng)目教育訂立的教學(xué)目標(biāo)往往具有非常強(qiáng)的針對(duì)性，能夠?qū)⒔虒W(xué)孕育于實(shí)踐之中，既能提高教學(xué)效率，又能擴(kuò)大教學(xué)成果。

二、CDIO模式應(yīng)用于“機(jī)械工程材料”教學(xué)的意義

對(duì)機(jī)械專業(yè)的本科生來(lái)說(shuō)，“機(jī)械工程材料”是一門(mén)基礎(chǔ)必修課，這門(mén)課程要求學(xué)生對(duì)工程常用的各種金屬、非金屬材料有一定的了解和掌握，這種掌握不只是材料的基礎(chǔ)性質(zhì)方面的，還要掌握材料的選用規(guī)律、材料的熱處理方法等技術(shù)實(shí)踐方面的知識(shí)，因此實(shí)踐性非常強(qiáng)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式基本都是由教師進(jìn)行單純的講授，少量的實(shí)驗(yàn)也都是有教師嚴(yán)格引領(lǐng)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這導(dǎo)致學(xué)生往往吸收大量的基礎(chǔ)知識(shí)，但完全不知道如何應(yīng)用這些知識(shí)。

根據(jù)CDIO理念的12條標(biāo)準(zhǔn)，可以從根本上顛覆這種課堂模式。通過(guò)對(duì)教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)方法、教學(xué)評(píng)價(jià)的改變，“機(jī)械工程材料”的課堂可以具有更強(qiáng)的靈活性和可操作性，變傳統(tǒng)的知識(shí)灌輸為能力培養(yǎng)，這對(duì)該課程有極大的優(yōu)化作用。

三、應(yīng)用CDIO模式的“機(jī)械工程材料”教學(xué)綱要設(shè)計(jì)

舊式的“機(jī)械工程材料”教學(xué)大綱過(guò)于粗略，教學(xué)目標(biāo)的制定也過(guò)于偏頗，只強(qiáng)調(diào)了對(duì)理論知識(shí)的掌握，并不全面。CDIO模式下的教學(xué)大綱則分為四個(gè)級(jí)層：第一級(jí)層的教學(xué)目標(biāo)是針對(duì)技術(shù)知識(shí)與推理能力，在總體上與傳統(tǒng)教學(xué)目標(biāo)相同，但在目標(biāo)制定上更為細(xì)化，除了記憶、理解方面的教學(xué)目標(biāo)外，還增添了應(yīng)用和綜合分析方面的教學(xué)目標(biāo)。第二級(jí)層的教學(xué)目標(biāo)是針對(duì)職業(yè)技能與職業(yè)道德，這方面的教學(xué)目標(biāo)不重記憶和理解，重在實(shí)際的接觸和應(yīng)用。第三級(jí)層的教學(xué)目標(biāo)是針對(duì)團(tuán)隊(duì)合作能力，包括交流能力和協(xié)作能力兩方面。第四級(jí)層的教學(xué)目標(biāo)是針對(duì)創(chuàng)新、設(shè)計(jì)、構(gòu)思、運(yùn)作能力，與CDIO系統(tǒng)本身直接相關(guān)，往往很難通過(guò)校方本身實(shí)現(xiàn)，要適當(dāng)借助外部企業(yè)助力。

四、應(yīng)用CDIO模式的“機(jī)械工程材料”教學(xué)方法設(shè)計(jì)

為了強(qiáng)化學(xué)生的工程實(shí)踐能力，CDIO模式下的課堂教學(xué)必須為學(xué)生預(yù)留出一定的自行操作時(shí)間，因?yàn)榻虒W(xué)課時(shí)無(wú)法進(jìn)行調(diào)整，所以必須調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)比例。理論知識(shí)方面的教學(xué)內(nèi)容要進(jìn)一步精簡(jiǎn)，刪減實(shí)用價(jià)值不大的部分，留下與基礎(chǔ)實(shí)踐息息相關(guān)的部分進(jìn)行精講。

為了便于設(shè)計(jì)教學(xué)方法，通常在設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程時(shí)將教和學(xué)分成兩個(gè)不同的模塊，但這并不代表這兩個(gè)模塊是相互獨(dú)立的。從教的模塊來(lái)看，教師應(yīng)積極實(shí)行外部合作，利用社會(huì)講座、校企合作等契機(jī)，讓學(xué)生深入了解工程材料在實(shí)踐中的應(yīng)用價(jià)值和應(yīng)用方式；從學(xué)的模塊來(lái)看，教師要設(shè)法激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，主動(dòng)思考、主動(dòng)接觸、主動(dòng)練習(xí)，以彌補(bǔ)有限的課堂學(xué)習(xí)時(shí)間；從教學(xué)結(jié)合的模塊來(lái)看，教師要在課堂上構(gòu)建一種討論交流式的教學(xué)氛圍，保證教、學(xué)、練的緊密結(jié)合，避免雙方各自為政，降低教學(xué)能效。

五、應(yīng)用CDIO模式的“機(jī)械工程材料”教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

應(yīng)用CDIO模式后，由于教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)都發(fā)生了根本的比例變化，所以傳統(tǒng)的教學(xué)評(píng)價(jià)方法已經(jīng)不再適用，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進(jìn)。將學(xué)生的課堂表現(xiàn)和實(shí)際執(zhí)行能力都加入評(píng)價(jià)體系，尤其是實(shí)際執(zhí)行能力，可以通過(guò)安排一些執(zhí)行項(xiàng)目來(lái)加以考察。舉例來(lái)說(shuō)，教師可以提出設(shè)計(jì)要求，讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)某種常規(guī)合金的設(shè)計(jì)應(yīng)用方案，學(xué)生根據(jù)實(shí)際的性能需求，自行決定設(shè)計(jì)配方、熔鑄方式，并推理后續(xù)的合金組織、合金性能、熱處理方法，再由教師點(diǎn)評(píng)最終的設(shè)計(jì)結(jié)果。這種方法可以同時(shí)考察學(xué)生的創(chuàng)新能力、自主能力、實(shí)踐能力、合作能力，是一種綜合性的評(píng)價(jià)手段。

結(jié)語(yǔ)

“機(jī)械工程材料”在高等工科教育中屬于代表性較強(qiáng)的課程，具有很強(qiáng)的系統(tǒng)性、實(shí)踐性，非常適合用于試行CDIO模式。授課教師在實(shí)踐CDIO模式教學(xué)的過(guò)程中要積極了解實(shí)際的教學(xué)細(xì)節(jié)和教學(xué)效果，吸收實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，適當(dāng)調(diào)整CDIO模式的具體應(yīng)用，以強(qiáng)化該教學(xué)模式的適性，為其在其它工科課程中的進(jìn)一步應(yīng)用收集必要的參考依據(jù)。CDIO模式的教學(xué)重點(diǎn)在于激發(fā)學(xué)生的積極性，提高學(xué)生的實(shí)踐能力、合作能力和創(chuàng)新能力，因此在實(shí)際應(yīng)用時(shí)應(yīng)格外注意這些特性的發(fā)揮，令CDIO模式的優(yōu)勢(shì)能得到落實(shí)。

[1]陳春林,朱張青.基于CDIO教育理念的工程學(xué)科教育改革與實(shí)踐[J].教育與現(xiàn)代化,2010(3).

[2]李庚英,趙曉華,熊光晶.“土木工程材料”CDIO模式的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].高等工程教育,2009(5).

[3]胡志剛,任勝兵.構(gòu)建基于CSIO理念的一體化課程教學(xué)模式[J].中國(guó)高等教育,2010(22).

[4]厲威成.CDIO模式的教育理念及其實(shí)踐研究[D].四川師范大學(xué),2012.

受湖南省車(chē)輛工程重點(diǎn)建設(shè)學(xué)科資助，項(xiàng)目編號(hào)湘教通(2012)594號(hào)。

劉紅華（1974—），男，湖南桃江人，碩士，講師，高級(jí)技師，主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的科研和教學(xué)工作。