CDIO理念下构建虚实结合工学交替的实践教学体系

王国富 覃维献

【摘要】針对CDIO工程教育模式的研究多集中在理念上、模式化的现状，文章以汽车诊断与检测技术课程为例，基于CDIO理念，以“故障现象导入，虚实结合工学交替，诊断为主检测为辅”为指导思想，构建实践教学体系，并对教学组织与实施进行深入介绍。

【关键词】CDIO;汽车诊断与检测技术;项目教学;教学实践体系

我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师，然而我国工科的教育实践中还存在不少问题，如重理论轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新培养等问题。作为国际工程教育改革最新成果的CDIO工程教育模式，自2005年引入汕头大学，并得到包括清华大学在内的各类型高等院校深入研究和实践，十二年的实践证明，CDIO工程教育模式已成为解决当下培养工程师或应用型人才的一种成功范式。本文正是在CDIO理念下以汽车诊断与检测技术课程为例，构建虚实结合工学交替的实践教学体系，推进工程教育，培养应用型工程师。

一、课程分析

（一）课程特点分析

汽车诊断与检测技术是一门理论与实际应用结合得非常紧密的专业课程，它是学生学习了汽车构造、汽车理论、发动机原理、汽车电器与电子控制系统等专业课程后的综合应用主干课，旨在使学生掌握汽车基本性能和技术状况的检测与诊断的基本理论和基本方法。该课程具有如下显著的特点：

1.理论与实践并重，突出理论与实践的融合，应推行项目教学。

2.该课程服务于学生毕业后的机电维修岗位，故该课程应注重工程应用，突出对汽车常见故障的综合诊断与排查。

3.该课程是一门综合主干课，是前面三年所学的综合运用，既要懂结构原理，又能识图，关键要建立较强的逻辑判断能力，学生掌握难度大。

4.实践教学难度大，主要体现在软硬件条件要求高，如数据流检测一个小组需要实车一辆或发动机台架一台，解码仪一个，并配相关检测仪器、工具，配实践型教学教师一人，同时要注意实验安全。

（二）课程实践教学体系存在的问题

依据上述课程特点，笔者通过大量走访调研相关的应用型本科院校发现，绝大多数学校仍采用传统的教学模式，以课程教学为主，实验为辅，教师主导讲授，学生被动听授。传统实践教学安排如图1所示，每个实验仅是针对某个已经明确的部件或子系统进行检测作业，即解决如何检测而已，至于为何要检测，检测结果如何分析，如何排查故障，实验中并未包括，因此，如此构成的实验教学体系存在的缺点很明显。

1.缺少系统性，缺少工程应用性，也谈不上诊断。

2.学生没有发挥主观能动性，只是被动地练习检测方法手段，甚至只是听教师讲解与演示，没有动手机会。

3.实践教学多采取一班40人分两组错时实操的方式进行实践组织安排，如果条件较好可一组拆分为两组，即使这样一组人数仍过多，学生动手机会少，从而导致实践课变成了换一个地方听课而已，工程实践效果不佳。

二、CDIO理念在实践教学中的运用探讨

CDIO由构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）构成，是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中概括与抽象表达。CDIO明确要求通过具体的载体将专业能力、方法能力与社会能力的培养融合在整个工程实践中，强调学生动手能力的培养，强调学生的实践与创新，突出项目全程培养。依据前面对课程特点、缺点的分析，结合汽车检测与诊断技术是一门与岗位结合非常强的专业技术主干课程，是汽车服务工程师的入职基础课程，工程项目特征非常明显，因此基于CDIO的构建思想，我们凝练出以下几点。

第一，故障现象为载体。摒弃图1左侧以章节序化的方式进行的单一项目操作训练，将这种没有诊断只有检测的训练升格为以故障现象为载体，将核心能力融入整个工程实践环节中，从而构成一个有机整体，并将CDIO的运用由抽象转化为具体。

第二，虚实结合，渐进式项目导入。2至4人为一组进行实车实训对于汽车检测与诊断技术课程来说是不可能的事情，因此我们购置了一套支持50人同时独立训练的虚拟故障诊断软件。

第三，以诊断为主，检测为辅。无论是入门训练的虚拟故障还是提升实操的真实故障，都应以故障现象为载体，进行项目教学，以诊断为主，再分步进行检测，重在诊断，强化学生的工程项目设计能力。检测只是手段，服务于诊断。

因此，基于CDIO理念，应以“故障现象导入，虚实工学交替，诊断为主检测为辅”为指导思想构建汽车诊断与检测技术课程的教学实践体系，如图1所示。图1所构建的实践教学体系充分体现了CDIO教育理念，是笔者多年依据校情、生情改革实践的结果。笔者所建构的课程方案分为两个阶段，其中每个阶段采用层层递进的方式进行综合项目训练。第一阶段利用电脑虚拟技术进行入门级练习，重在训练学生的诊断思维能力、对维修手册与电路图的识读及熟悉操作流程;第二阶段为提升训练，提供真实的企业环境与故障车辆，以3-4人构建小组，重在训练学生的诊断能力、团队能力与操作技能，培养学生的职业素养。如此双重递进式课程设计构建成重能力、强实践的虚实结合、工学交替的课程学习体系，完成对学生方法能力、专业能力及社会能力的全方位培养。

三、实践教学体系组织与实施

基于CDIO工程教育理念的汽车诊断与检测技术实践环节教学模式的改革应有与之相适应的教学方法与手段来实施，这就要求教师按照CDIO工程教育模式的基本要求来组织教学内容和选择教学方法。如汽车构造、汽车理论、发动机原理、自动变速器结构与原理等先修课程侧重于理论，而本课程对学生而言是一门全新课程，强调对前面所学的综合应用，因此在第一阶段采用“四步教学法+个人独立完成为主”与“团队合作为辅+完全独立”的方式进行，第二阶段采用“四步教学法+团队独立完成”的方式进行，并采用随堂提问、随堂考核、限时考核和形成性考核等方式进行考核。具体教学组织与安排见表1所示。

四、结语

本文基于CDIO理念，以故障现象为载体，并针对课程特点与存在的问题构建了实践教学体系，同时在教学过程中融合相应的教学方法及考核方式，保证其可实施性。教学实践表明，CDIO工程教育模式是培养大学生的创新精神与实践能力，提升学生工程能力的一条有效途径。

【参考文献】

[1]胡占军，张欣，董建荣，等.基于CDIO模式的项目教学实施方案[J].中国职业技术教育，2009（24）：55-58.