創(chuàng)新視角下“輸入-輸出”驅(qū)動CDIO案例教學(xué)研究

趙強(qiáng)，徐輝，任建華

（河北工程大學(xué) 機(jī)械與裝備工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

創(chuàng)新視角下“輸入-輸出”驅(qū)動CDIO案例教學(xué)研究

趙強(qiáng)，徐輝，任建華

（河北工程大學(xué) 機(jī)械與裝備工程學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

創(chuàng)新是時(shí)代不變的主題，在創(chuàng)新教育背景下案例教學(xué)的發(fā)展需要結(jié)合先進(jìn)的教育理論及理念。在此背景下將“輸入-輸出”假設(shè)與CDIO進(jìn)行結(jié)合，以實(shí)際工程為導(dǎo)向研究案例教學(xué)，通過相應(yīng)具體案例教學(xué)，說明實(shí)施案例教學(xué)的步驟、注意要點(diǎn)。在多維度驅(qū)動下，通過案例教學(xué)的有效實(shí)施，將會極大激發(fā)大學(xué)生創(chuàng)新激情，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性。

創(chuàng)新教育；輸入-輸出；CDIO；案例教學(xué)

《盤銘》寫到“茍日新，日日新，又日新”，《易經(jīng)》也講“易窮則變，變則通，通則久。”，李克強(qiáng)總理也提出“大眾創(chuàng)業(yè)，萬眾創(chuàng)新”。剛剛召開的十八屆五中全會當(dāng)中提出“創(chuàng)新發(fā)展”，指出“ 必須把創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置，不斷推進(jìn)理論創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、科技創(chuàng)新、文化創(chuàng)新等各方面創(chuàng)新。”可以看出古今皆講“新”，講要與時(shí)俱進(jìn)，實(shí)現(xiàn)“創(chuàng)新驅(qū)動”，創(chuàng)新是各個(gè)時(shí)代永恒不變的主題。高校作為培養(yǎng)創(chuàng)新人才的主陣地更是離不開創(chuàng)新教育，需要在觀念、教學(xué)方法、人才培養(yǎng)、考核機(jī)制等方面進(jìn)行不斷革新，以達(dá)到就業(yè)、職業(yè)等方面的需求。

而CDIO（Conceive-Design -Implement-Operate簡稱）作為一種創(chuàng)新理念自2000年提出后由于有利于提高教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生素質(zhì)，因此按CDIO模式培養(yǎng)的學(xué)生深受社會與企業(yè)歡迎。尤為重要的是CDIO新標(biāo)準(zhǔn)為工程教育的系統(tǒng)化發(fā)展提供了基礎(chǔ)，逐漸形成了一套規(guī)范化的指導(dǎo)文件，使其更加具有操作性，故在國外勢頭良好，研究熱度持續(xù)升溫。國內(nèi)于2008年由教育部牽頭，在全國18所大學(xué)開展CDIO工程教育模式試點(diǎn)，河北工程大學(xué)作為第一批院校參加，由此拉開CDIO的研究熱潮。目前CDIO研究很多是聚焦于CDIO理念在相關(guān)課程的應(yīng)用，雖在一定程度上提升了教學(xué)質(zhì)量，但在理論、實(shí)踐脫節(jié)、學(xué)生實(shí)踐能力偏弱的現(xiàn)象并未有較大的改善。為此，基于實(shí)際生產(chǎn)的CDIO案例教學(xué)適應(yīng)教學(xué)改革的需求而受到廣大教師、學(xué)生的歡迎。

所以，課題組提出“輸入-輸出驅(qū)動”來促進(jìn)CDIO案例教學(xué)，通過以輸出（培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及工程素養(yǎng)，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)能力）為導(dǎo)向，并重輸入（創(chuàng)新理論、專業(yè)知識），在二者的共同驅(qū)動下建立CDIO案例教學(xué)模式，研究符合該模式的教學(xué)、考核評價(jià)體系。

一、機(jī)械類CDIO案例研究要注意的問題

（一）注重“輸入-輸出”在案例教學(xué)中的作用

文秋芳教授在英語技能課程的改革中創(chuàng)造性提出了“輸入-輸出驅(qū)動假設(shè)”。該假設(shè)包括3個(gè)子假設(shè)：第一，從心理語言學(xué)角度，該假設(shè)認(rèn)為輸出比輸入對外語能力發(fā)展的驅(qū)動更大。第二，從職場英語需要出發(fā)，該假設(shè)提出培養(yǎng)學(xué)生的說、寫、譯等表達(dá)性技能比培養(yǎng)聽、讀等接受性技能更具社會功能，尤其是口、筆譯技能。第三，從外語教學(xué)角度，該假設(shè)認(rèn)為以輸出為導(dǎo)向的綜合教學(xué)法比單項(xiàng)技能訓(xùn)練法更富成效，更符合學(xué)生未來就業(yè)的需要。

雖然該理論首先應(yīng)用于英語技能的提升，但在機(jī)械類專業(yè)教學(xué)過程中具有較強(qiáng)的借鑒作用。如在CDIO理念下教學(xué)過程中要結(jié)合創(chuàng)新理念，以職業(yè)、就業(yè)（輸出）導(dǎo)向，以專業(yè)知識、創(chuàng)新教育為先導(dǎo)（輸入），從而提升學(xué)生整體素質(zhì)。

（二）案例的選擇要結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)及學(xué)生特點(diǎn)

河北工程大學(xué)機(jī)電學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化作為學(xué)校第一批CDIO試點(diǎn)專業(yè)，第一批一本專業(yè)，承擔(dān)著探索與創(chuàng)新的責(zé)任。在CDIO案例選擇過程要結(jié)合本專業(yè)的特點(diǎn)，按照培養(yǎng)目標(biāo)和教學(xué)計(jì)劃，做到能力培養(yǎng)與專業(yè)培養(yǎng)一致。

同時(shí)案例的選擇也要考慮青年大學(xué)生的特點(diǎn)，他們對理論知識接受得快，對動手實(shí)踐環(huán)節(jié)更加充滿興趣。他們對創(chuàng)新有自己獨(dú)特的視角，如果能夠結(jié)合學(xué)生這些特點(diǎn)并建立相應(yīng)激勵機(jī)制將會極大激發(fā)大學(xué)生的創(chuàng)新激情。

（三）案例選擇要考慮考慮學(xué)生的承受能力

如果一開始的CDIO案例難度過大將會打擊學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，對后面CDIO項(xiàng)目的實(shí)施產(chǎn)生不利影響。在CDIO項(xiàng)目案例實(shí)施過程要注意學(xué)生的接受能力，因?yàn)镃DIO案例在實(shí)施過程中學(xué)生的很多專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課尚未開始，所以CDIO案例在難度方面、綜合性方面、創(chuàng)新能力方面要采取漸進(jìn)式推進(jìn)。

二、案例實(shí)施過程

（一）案例提前介入

所謂案例提前介入是指在CDIO項(xiàng)目中提前案例的要求下發(fā)，使學(xué)生對案例內(nèi)容、要求有較深的理解。提前介入益處不僅如此：提前介入可以使學(xué)生對輸出的結(jié)果（案例要得的結(jié)果）有較強(qiáng)的好奇心與求知欲，在這種動機(jī)激發(fā)的效應(yīng)下，學(xué)生自然而然在案例實(shí)施之前要對案例涉及的問題及相關(guān)知識進(jìn)行深入學(xué)習(xí)（輸入）。在這種“輸入-輸出”驅(qū)動下，學(xué)生學(xué)習(xí)的針對性更強(qiáng)，主觀能動性得到發(fā)揮。

（二）充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)協(xié)作

在我院機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造項(xiàng)目（CDIO）小組，一般人數(shù)在15-20人，一般將人數(shù)以3人或者4人一組進(jìn)行分組。以小組為單位對案例進(jìn)行深入分析與討論，目的性強(qiáng)。團(tuán)隊(duì)之間討論可以相互之間進(jìn)行交流，互相補(bǔ)遺，最終形成小組的最佳方案。

在這種小組討論中關(guān)鍵是要選好各小組的組長，擔(dān)任組長的同學(xué)應(yīng)該具有較強(qiáng)的人際協(xié)調(diào)能力，能夠調(diào)動組內(nèi)同學(xué)的積極性。在各小組討論過程中，任課教師應(yīng)該介入各組的討論中，起到引導(dǎo)作用。在各小組內(nèi)形成共識情況下，要求每小組推選一人作為主講，其他同學(xué)進(jìn)行補(bǔ)充，此階段可以鍛煉學(xué)生獨(dú)立分析問題、團(tuán)隊(duì)協(xié)作及口才。

（三）教師點(diǎn)評

案例教學(xué)法是理論聯(lián)系實(shí)際，側(cè)重對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力培養(yǎng)。在各小組進(jìn)行討論、發(fā)言后，教師應(yīng)對各組的討論結(jié)果進(jìn)行點(diǎn)評，客觀地從各個(gè)方面對學(xué)生的方案進(jìn)行分析，對學(xué)生分析問題的思路、討論質(zhì)量等方面進(jìn)行講解和引導(dǎo)。

通過點(diǎn)評使學(xué)生在分析問題的思路、視野、關(guān)鍵問題的解決等方面有所增進(jìn)，有助于提高學(xué)生分析問題、解決問題的實(shí)際能力。

（四）形成最終報(bào)告

CDIO案例在經(jīng)過小組討論、各組講解、教師點(diǎn)評后，各組要在本組方案基礎(chǔ)之上汲取其他組的優(yōu)點(diǎn)、教師的點(diǎn)評建議形成小組書面分析報(bào)告。通過書面分析報(bào)告的撰寫，在一定程度上培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)能力及綜合分析問題書面表達(dá)能力。

三、典型案例分析

在機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制造項(xiàng)目（CDIO）各個(gè)階段對學(xué)生的能力培養(yǎng)是不同的。在第一階段可以對學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新理論、繪圖軟件、零件識圖等方面的訓(xùn)練，同時(shí)訓(xùn)練學(xué)生對實(shí)際問題的認(rèn)知能力。

以“減速器下箱體設(shè)計(jì)”為案例，進(jìn)行案例設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)如表1。

表1 減速器下箱體案例設(shè)計(jì)

在“減速器下箱體設(shè)計(jì)”中涉及課程較多，如在箱體材料選擇中要根據(jù)減速器工作情況選擇不同材料。在鑄造箱體過程中，在箱體上表面厚大部位、量油孔等位置由于壁厚較大，會形成縮孔、縮松等缺陷。對于此類缺陷如何進(jìn)行預(yù)防是必須要考慮的問題，需要學(xué)生對鑄造工藝、冷鐵設(shè)置、鑄件結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行全面考慮才能消除。

而材料選擇需要考慮主要工作部位、受力情況、箱體大小等方面去確定所需材料、組織。這要求學(xué)生對工程材料相關(guān)知識要系統(tǒng)掌握，并結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等理論知識進(jìn)行分析。

由此可看出案例教學(xué)設(shè)計(jì)中知識點(diǎn)要與工程實(shí)踐問題緊密結(jié)合，有利于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析問題、解決問題的能力，使學(xué)生真正明確“學(xué)以致用”的真正含義。另外本案例設(shè)計(jì)還提升學(xué)生專業(yè)軟件如AUTOCAD、SolidWorks等軟件水平。

四、總結(jié)

案例教學(xué)針對于工程實(shí)際問題，注重學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐相結(jié)合。而CDIO作為一種全新的工程理念與案例教學(xué)不謀而合，將二者進(jìn)行結(jié)合將極大激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)，為創(chuàng)新教育進(jìn)行了有益的探索。

［1］包蕾，李國君.案例教學(xué)法在應(yīng)用型本科教學(xué)中的實(shí)施策略［J］.中國電力教育，2011（32）:95-96.

［2］趙強(qiáng)等.動機(jī)理論視閾下《金屬工藝學(xué)》課程改革探索與實(shí)踐［J］.河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2015（3）:109-111.

［3］陳建.案例教學(xué)法在三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件教學(xué)中的應(yīng)用［J］.考試周刊，2007（7）:119-120.

［4］王倩， 王曉煜.基于CDIO理念的校企合作人才培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐價(jià)值工程，2014（35）:1-3.

［5］孟凡健.基于CDIO的教學(xué)案例設(shè)計(jì)［D］.石家莊鐵道大學(xué)，2013.

［6］劉素明，趙強(qiáng).《互換性與技術(shù)測量》研究性教學(xué)研究與實(shí)踐［J］.河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)（社會科學(xué)版），2011（2）:91-92

［7］張永華.應(yīng)用案例教學(xué)法提高工科大學(xué)生工程素質(zhì)的探討［J］.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，6（1）:106-109.

［責(zé)任編輯 王云江］

Research on the input-output driving CDIO case teaching from the perspective of innovation

ZHAO Qiang； XU Hui； REN Jian-hua
（School of Mechanical and Equipment Engineering， Hebei University of Engineering， Handan 056038， China）

Innovation is the theme of the times， under the background of innovation education， the development of case teaching needs to combine advanced educational theory and philosophy. In this context， the "input-output" hypothesis and CDIO are combined to carry out case teaching led by practical engineering. Through the corresponding case teaching， the steps of implementing the case teaching and the points of attention are illustrated. Driven by multi-dimensions， the effective implementation of case teaching will greatly stimulate the students' passion for innovation and promote their initiatives for learning.

innovation education； input-output； CDIO； case teaching

10.3969/j.issn.1673-9477.2016.03.036

G642

A

1673-9477（2016）03-114-03

［投稿日期］2016-03-18

河北省教育廳科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目（編號：GH161026）；河北工程大學(xué)機(jī)械與裝備工程學(xué)院“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化（礦山機(jī)械）專業(yè)綜合改革”項(xiàng)目

趙強(qiáng)（1976-），男，河北館陶人，講師，工學(xué)碩士，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè)教學(xué)。