基于CDIO理念的机械基础课程教学改革探索

杨恩霞?李立全?孔凡凯

摘要：基于CDIO高等工程教育的理念，提出了机械基础课程在授课内容、教学方法、考试方法、实验教学及教师培养等方面进行的一系列改革措施，使之更接近工程实际，以培养学生的工程职业素质和团队协作精神，提高学生的综合实践能力和创新设计能力。

关键词：CDIO工程教育；机械基础；教学改革

作者简介：杨恩霞（1963-），女，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨工程大学机电学院，教授；李立全（1975-），男，吉林公主岭人，哈尔滨工程大学机电学院，讲师。（黑龙江 哈尔滨 150001）

基金项目：本文系黑龙江省教育科学“十二五”规划2012年度课题（课题编号：GBC1212025）的阶段性研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2014）08-0130-02

随着我国高等教育改革的深入，高等院校原有的人才培养模式已经不能适应社会对人才培养的需要，具体表现在学生专业口径过窄，基础知识不扎实。为解决这些问题，2009年哈尔滨工程大学（以下简称“我校”）实行新版人才培养方案，本科生全面实施大类人才培养模式，真正实现以人为本，提出以高素质创新人才培养为根本，实施“基础宽厚、专业突出、重视素质、增强能力”的本科人才培养教学模式。而CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程模型恰恰就是这个方面的先行模式和典范。

一、CDIO的特点

CDIO是一个完整的工程教育体系，以国际化的教育理念培养具有国际竞争力的人才，适合工科教育教学过程各个环节的改革，强调从设计到实施的工程全过程和工程师综合能力的培养；不仅注重学生基础知识的学习，更强调学生应用能力、团队合作能力的培养。其特点主要体现在以下几个方面：[1]第一，CDIO以一种系统宏观的视角来培养工程人才，培养的工程师不仅是具备深厚基础知识的某一领域的技术专家，而且是知识面宽、精通工程技术与社会科学的创新者，更是具有高度社会责任感的工程人才与社会文明的缔造者。第二，注重学生综合素质的培养，CDIO培养目标涵盖了从事工程工作所需的全部能力，包括专业技术知识、实践能力、个人能力、团队工作和交流能力等。第三，密切联系企业，CDIO教育模式以企业需求为导向，教学内容和教学方法与企业发展同步，理论和实践相结合。这不仅要求学生以项目为导向，开展设计实践，而且要求教师不断更新工程能力。第四，注重实践，CDIO强调让学生在做中学，为学生提供一种理论结合实际的学习方法，弥补了理论教学的不足。

二、机械基础课程现状分析

机械基础课程是面对理工类专业开设的一门重要平台基础课，在构建学生机械基础理论、基本技能和创新能力方面起着重要作用。但由于机械基础教学中存在的一些问题，限制了学生分析和设计能力的培养，具体表现如下：[2]一是教学内容陈旧，现有课程内容更新少，局限在几类常用机构和设计方法，没有及时反映现代设计理论和设计方法。二是教学方法和手段不够灵活，目前课程教学普遍是教师讲得多，讲得细，致使学生不善于主动学习，思维不活跃，缺乏独立思考及创新精神。三是师资力量较薄弱，特别是实验指导教师学历层次偏低，知识结构不合理，在对先进技术的跟踪方面存在明显不足。四是考核方式单一，目前该课程的考核方法是期末一卷定终身，缺乏对学生实践能力的考核，导致学生把精力放在死记硬背上。五是实验类型少，现有实验大多是验证性实验，缺少设计研究型实验，达不到培养学生系统工程技术能力。随着高等学校教学改革的深入，在机械基础课程中采用CDIO 模式进行教学是十分必要的，并且对于全面贯彻创新教育思想，培养高素质的创新人才，具有重要意义。

三、基于CDIO 理念的教学改革思路与措施

由于机械基础课程实践性强，为了提高学生素质，注重能力培养，对原有课程设置的内容及实践环节等方面进行改革，主要思路是：一是课程内容改革，减少常规课堂教学内容，加强现代机械设计理论应用方面的知识；二是提高教学水平，采用灵活多样的教学方法与手段；三是加强实验与实践环节的教学，利用好现有的实验室和创新基地；四是改善考核评价方法，注重对实践能力的考核；五是加强青年教师的培养，最终探索出一条行之有效的机械工程教育模式，提高学生独立创新能力、团队合作能力。[3]

1.修改授课内容

机械基础教学内容要以培养学生的方案构思能力为主，突出机械系统方案设计及机构创新设计。因此，课程内容应增加积极动手的学习内容，增加含有现代工程技术和现代科学的新内容，增加培养学生综合设计能力的内容，使教学内容不仅具有先进性，而且还能反映出机械学科领域的最新科技成果。此外，还要注重学习项目的选取，将学习过程变成人人都能参与创新的项目开发过程，学生在项目实践中理解并把握课程要求的知识与技能，培养分析问题和解决问题的思维和能力，锻炼人际交往及团队合作的技能，体验着创新的艰辛与乐趣。

2.改善教学方法

在教学方法上，要求教师加强机械理论知识和能力在实践中的有机联系，从实际中发现问题，引导学生思考与主动学习。同时，在课堂教学中提倡采用启发式、研讨式等教学方法，这些教学方法能强化学生发现问题的意识，培养研究性学习的理念，能把教师的单向传授变为师生之间双向交流互动，避免教师唱独角戏。

3.增加实验类型

根据理工类专业人才培养目标的需要，对实验内容、实验方法进行拓展，削减传统实验教学体系中的验证性实验，安排丰富的设计性和综合性实验，开发研究创新性实验，为学生提供更多的动手实践机会。此外，实验室要采用开放式管理办法，学生做实验时无需提前约定，可随到随做，每组人数可自由组合。有教师值班进行辅导，做实验的时间也可以不受课时限制。

4.改进考核方式

考核是教学评价的重要手段，是了解学生学习情况的主要依据。以往的单一考核方式不利于学生创新精神和个性化的培养。机械基础课程应注重学生在理论知识的应用能力、创新能力等方面的全面考查，具体可以采用期末考试和项目设计训练相结合的方式。期末试题除了基础知识以外，应有相当比例的题目考查学生对机械工程知识的应用；设计训练可以要求学生就某一机构，给出基本参数后进行方案设计。

5.加强师资力量

没有合格的师资队伍，人才培养目标的实现也就无从谈起。为使教师在教学过程中做到常讲常新，有效地提高教学效果，首先，任课教师应尽可能地参与科学研究，提高科研能力，使教师由“经验型”向“科研型”转化。其次，教师要不断学习，不断完善自我，没有本学科的前沿知识是难以提高教学质量的。[4]对于青年教师应制订相应的培养计划，引导青年教师根据学校需要，结合自身特点，做好职业规划。引导青年教师去国外进行学习访问以及进企业学习锻炼，以不断更新课程体系、教学内容，并提高青年教师的工程实践能力。完善制度，构建并完善阶梯型人才支持计划，着力强化学术竞争力，扩大青年骨干、拔尖人才的支持范围和力度，促进拔尖人才快速成长。进一步明确标志青年教师成才标准的关键性指标，做好制度的横向协调，推动青年教师向更高层次的梯队晋升。

四、结束语

高等院校是培养人才的摇篮，教学质量是高等学校的生命线。因此，提高机械基础课程的教学质量是迫切需要解决的问题，首先要将教学工作摆在更加突出的位置，其次要加强机械基础课程的教学改革。在机械基础课程的教学中，教师通过深入地研究教学内容，优化教学内容，精心设计“学习项目”；采用适当的教学方法、灵活的教学手段以及不断提高自身的业务水平，改进考核方式及實验教学内容等途径，培养学生分析问题、解决问题的能力以及创新设计和科学研究的能力，从而取得良好的教学效果。

参考文献：

[1]郑薇薇.基于CDIO的创新型工程科技人才培养模式研究与实践[D].大连：大连理工大学，2010：68-69.

[2]杨恩霞，王君.高校机械基础课教学存在的问题与对策[J].教育探索，2013，（1）：68-69.

[3]韩智，张振虹，李兴娟.基于CDIO理念的软件工程课程教学改革[J].计算机教育，2010，（11）：56-59.

[4]朱红艳.提高高校教学质量的研究[J].教育探索，2008，（7）：91-92.

（责任编辑：王意琴）