基于CDIO 工程教育理念的《专业导论》教学及考核方式改革

汪菊英 孙晓辉 聂小春 张晓东

（1.广州工程技术职业学院 广东 广州510027；2.广东白云学院 广东 广州510450）

近20 年来，发达国家都在从观念、目标、教育内容到教育方法对工程教育进行整体改革。 环顾欧美各科技强国不难发现，科技发展的加速化、综合化、产业化、国际化和一体化，对各国的工程教育改革提出了更新、更高的要求。

CDIO 工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。 CDIO 的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、 建立在真实世界的产品和系统的构思－设计－实现－运行（CDIO）过程的背景环境基础上的工程教育。 通过精心规划项目的CDIO，可以引导学生对核心专业课程产生浓厚的学习兴趣， 从而达到能力培养、综合发展的目的。

CDIO 工程教育模式与以往培养计划的不同点之一是：通过开设导论性的基础课程，从起始阶段就将工程实践引导入门，激发学生兴趣，让学生尽早领略工程技术的精华， 并且让他们亲手制造一些简单的东西。

大学生在进入大学之前，绝大部分只是凭专业名称或十分简单的专业介绍对所学专业有一个直观理解，对自己专业认识较少，甚至不知道所开设的课程对从事本专业工作有何作用，导致入学时找不到学习方向和目标，对专业课程的学习缺乏动力。 而现有高校的教学计划中， 很少有学校开设引导类的课程，帮助学生全面了解所学专业，提高学习兴趣。

在新生入学时开展专业引导教育，开设《专业导论》课，通过相关核心工程学科的应用激发学生的兴趣，明确学习动机。 同时，学生CDl0 教学大纲要求的主要能力发展也能有较早的起步。 广东白云学院从2010 年开始，在高职“2＋1”人才培养模式改革的基础上，为培养高级应用型人才创出一条新路，对机械设计制造及其自动化专业实施基于CDIO 工程教育理念的人才模式改革试点工作，开始了对《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践。

《专业导论》课程的教学内容

根据CDIO 教学大纲中对导论课程的教学要求，其教学内容和项目的设计建立在对学生的引导及激发学习兴趣上，结合专业人才培养目标要求，坚持理论联系实际、学以致用的原则，在学生入校时即对学生进行全方位的专业知识教育。 将《专业导论》课程的教学分为理论教学和项目制作实践两个部分。

理论教学内容的设计 《专业导论》课程强调教学的系统性、全面性、前沿性以及与国际化，强化学生工程能力的培养。 通过精心设计，理论部分内容通过开设10 次学科前沿及发展的讲座， 让学生了解所学专业的最新发展及应用领域。 讲座主要内容如下：机械工程发展简史、工程图学概论、工程材料概论、机械设计概论、机械创新设计、机械制造概论、模具技术发展、机电一体化技术发展、机械工程师职业能力素质要求等。 在开展讲座的同时有针对性地带学生去相关企业参观见习，进一步了解和认识专业。

项目制作实践内容的设计 项目制作实践让学生初步体验机械产品的设计制造、装配调试过程及工程图的表达方法，为学生了解本专业、深入学习本专业的知识打下必要基础。 对模具方向的学生引入模具结构测绘项目，让学生以模具实物为载体，通过对模具的拆装及测绘，完成简单模具二维装配图和零件图的输出；对机械设计制造方向的学生以齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器为载体，测量并绘制典型零件图和装配图。 这样，以工程图学基础理论和实验装置为依托，以工程绘图为载体，对实物装置进行结构分析和研讨，在实践中互动，在讨论中争辩，激发了学生创新意识，达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目的。 学生在完成项目的过程中，掌握本专业所需掌握的工程语言——机械制图及零件测绘，直接培养学生对工程图的识图、绘图能力，并对模具结构、常用的机械产品结构有了初步的认识，培养学生的工程意识。

教学方法与教学手段

CDIO 改革并不是要淡化理论课程的学习， 而是要改革教学方法， 采取能激起学生兴趣的教学方法，理论课程的教学不能采取传统的“满堂灌”的教学方式，而应采取基于问题的学习、师生互动主题研讨、案例教学、论文研究、项目训练等教学形式，着力培养学生的自主学习、发现问题、解决问题和创新思维能力。主要通过以下几种方式提高学生的学习兴趣和学习效果：

一是实施教学和研究互动、 课内和课外互动、寓学于研的培养模式，设置基于课程的科研训练项目和自主科研训练项目两类，资助学生开展研究工作。 基于课程的科研训练项目由研究型教学课程责任教师组织课程教学团队教师指导。 自主科研训练项目一般为学生进入高年级后， 在导师的指导下自主选题，经学院审批后开展科研训练工作，并以小组的形式参加创新设计大赛、机械设计竞赛、力学竞赛、挑战杯等科技竞赛活动。 较好地完成科研训练项目的学生可以取得实践教学环节学分，鼓励学生以科研训练项目研究成果为内容撰写毕业论文，完成毕业环节。

二是在知名企业建立学生实践基地。 学生可优先获得去该类企业实习的机会，并鼓励其在企业中开展科研训练项目的研究工作。

三是通过组织科研训练团队、社会工作等途径培养学生的组织、沟通、协调等领导能力。

四是定期组织开展学术讨论。 在导师的指导下对各自研究的课题，发表各自观点，营造良好的学习交流氛围，激发创造力，提高学生的表达和沟通能力。

CDIO 人才培养模式下的课程考核方式

理论教学部分的考核方式 学生结合10 次讲座所讲授的内容， 独立查阅中英文文献， 开展市场调研， 撰写不少于5000 字的调研报告或课程论文，并制作讲授课件，参加课堂上模拟的“21 世纪制造业前沿国际论坛”，对调研报告或论文内容进行讲授。 教师根据学生调研报告或论文撰写质量和课堂讲授的表现，以及平时教学活动全部环节的表现，确定此部分的分数。

项目制作实践部分的考核方式 （1）项目制作实践的组织形式及成果提交。项目制作实践时学生以4～6 人为一个项目小组，每个小组配备一名指导教师。项目制作实践以小组为单位，在理论课堂外执行；项目组内活动方式有：座谈式交流研讨，专题式讲解介绍，边做边探讨式互动，系统性总结等。 组间活动主要采用总结介绍方式。 项目完成后团队需提交的成果资料有：零件图，总装图，工作原理介绍，项目工作总结或课程论文等。（2）项目制作实践考评方式与标准。 项目制作实践的成绩分为优（>90 分）、良（80～89 分）、中（70～79 分）、及格（60～69 分）、不及格（<60 分）五档，其中项目制作成果的图纸考核内容如表1 所示。 项目制作实践总体评分由导师和教学组成员共同评定，采用团队成员之间互评、团队间互评及导师评定的考评方式。 每个学生的成绩取决于其所在团队的最终成绩和个人在团队工作中的参与程度，参与程度由每个团队成员之间互相打分。 团队的最终成绩由团队间互相打分及导师根据团队成员综合表现给分，评分时应综合考虑各团队在制作过程中的表现， 主要观察的方面有：成员之间是否分工合作，是否有详细的工作计划，项目总结答辩时的表现等。 项目制作实践总成绩的组成：团队的综合成绩50%，个人表现成绩50%。 在综合成绩中，项目工作总结或论文30%，答辩30%，团队协作度20%。 个人表现主要考核个人在团队工作中的参与程度和个人在口头表达能力、书面表达能力、沟通协作能力、工程创新能力、领导能力等方面的提高程度。（3）课程总成绩的评定。 课程总成绩由理论和项目制作实践两部分组成，其中理论成绩占30%，项目制作实践占70%，由此得出课程总成绩。

表1 项目考核内容表

课程教学的成效

《专业导论》 课程教学及考核方式改革的研究与实践主要取得了以下成效。

培养了学生的自主学习、团队协作、动手能力等，提高了综合素质 在 “模具结构测绘”实践项目教学环节，要求学生完成后提交的资料有：项目工作报告（装配体的工作原理、拆装顺序、装配简图等）；全部零件（标准件除外）正式零件图；装配图（每人一张）。 据统计，采用实践项目教学后，在学时与原来相同的情况下，45 名学生共完成零件图119 张（A4～A1 不等），A1 装配图39 张、A2 装配图6 张，比往届多绘制了装配图，并且零件的种类结构形式也有所增加；学生首次对典型模具机构进行了拆装和测绘。 学生解决问题的能力和实际动手能力有明显的提高，促进了实践过程与工程实际接轨。 虽然学习难度和工作量增加了，但由于学生自主学习的热情被激发出来，在项目团队的协作和交流中，大大促进了学生的思维能力、沟通能力、动手能力及合作精神，其综合素质得到较好的培养，成绩明显提高。

以项目小组为单位的答辩环节，提高了学生的口头表达能力、团队意识和集体荣誉感 项目制作实践在最后环节进行以项目小组为单位的答辩，采用答辩方式，不仅可以锻炼学生的口头表达能力，还可以培养学生的团结协作精神和集体荣誉感。 在答辩时，回答问题的不是“个人”，而是代表团队，每个成员都可以抢答或补充回答，以体现团队的真实水平。 该实践教学环节的成绩首先是团队的成绩，然后是在此之下的个人成绩，每名学生的成绩都和自己团队的表现息息相关。

教师的教学能力得以提高 基于CDIO 工程理念的课程教学， 其主要理念是通过项目制作实践环节，让学生在项目制作的过程中掌握理论知识。 这就意味着教师决不可以袖手旁观，而是正好相反，对教师的要求也更高。 教师要根据每个项目组学生工作的进展情况给予引导和适当的指导，帮助学生学会如何进行自主学习，使学生面对不同的情况和对象，会灵活选用和综合运用各种知识、手段。 教师还要根据各组不同的工程项目，分别对学生讲解必须注意的问题和必要的解决问题的方法及基本原则，介绍一些可供参考的途径和技巧等。

结语

《专业导论》课程教学，根据不同专业方向的人才培养需求，分别设置了模具结构测绘、齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等项目实践，测量并绘制了典型模具的零件图和装配图， 典型零件图和装配图；以工程图学基础理论和实验装置为依托，以工程绘图为载体，对实物装置进行结构分析和研讨。 在实践中互动，在讨论中争辩，激发了学生的创新意识，达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目标。

根据课程特点， 建立了基于CDIO 工程教育理念的课程考核方式， 对课程教学中的理论教学部分，以课程论文代替传统考试；在项目制作实践部分，将学生的成绩与团队成绩挂钩，学生成绩由个人和团队两部分成绩组成，采用团队成员之间互评、团队之间互评及导师评价三部分组成， 通过课程考核方式的改革，培养了学生的合作意识、团队沟通和协作能力，提高了学生的综合素质。

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