基于CDIO的车辆工程专业课程的理实一体化教学模式创新探索

徐平平 孙士阳 金华明 曹亚楠 朱文艳

内蒙古科技大学 内蒙古包头 014010

随着我国汽车工业的迅速发展，汽车的需求量越来越大，目前我国汽车的产销量已跃居世界第一。但是我国汽车制造业总体水平还不高，创新能力较弱。在这种背景下，要实现我国汽车拥有大国向汽车制造强国的跨越，关键在人才。庞大的汽车市场，亟需一批具备汽车工程设计、制造、实验、运用、研究与汽车营销等汽车专业知识的人才，特别是高级汽车、新型汽车设计开发人才。因此，汽车人才的培养对我国汽车业的发展具有至关重要的作用。

CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)的工程教育模式，是近年来国际工程教育改革的最新成果。它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[1]。培养出具有工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力4个层面的毕业生。鉴于此，基于CDIO的思想构建课程体系，培养出适合社会需求和具有创新能力的人才是非常有必要的。

1 车辆工程专业学生培养现状分析

根据多年的教学经验和对学生学习现状的观察[2,3]，意识到内蒙古科技大学车辆工程专业教学中存在如下的问题。

(1)专业课程设置和教学过于侧重于知识体系的逻辑性和完整性，专业实验也同样侧重原理性说明，这些虽然在对本科生理论认识体系建立上具有重要作用，然而对其动手能力的培养和独立自主解决问题能力的培养不足，而这正是用人单位和工科人才所紧迫需要的素质。

(2)我校车辆工程专业已初步建立了各类实验平台，但实践教学的作用发挥还不足，理论与实践教学存在脱节。为了加大实践教学在专业课程中的比例，切实实现理论和实验结合，帮助学生充分地完成理论在实践过程中的应用，是当前车辆工程专业教学过程中需要思考的问题。

(3)由于近年持续的高校扩招，我校学生基础水平和知识学习的积极性已出现下降趋势，传统教学方式有待改进以适应新形势的变化。面对这一现象如何调整具体教学方式，使学生尽快建立理论与应用的联系，是适应当前形势下培养学生的要求，同时也是车辆工程专业学科发展的要求。

结合车辆工程专业培养现状和课程体系特点[4]，采用理实一体化教学实现对学生实践和理论并重的教学模式[5,6]，在加强学生实践能力的同时，提高学生的理论学习能力，同时也可实现对学生创新能力的培养。

2 理实一体化教学模式

理实一体化教学模式即理论实践一体化教学法。突破以往教学过程中理论与实践相脱节的现象，教学环节相对集中。其强调充分发挥教师的主导作用，通过设定教学任务和教学目标，让师生双方边教、边学、边做，全程构建素质和技能培养框架，丰富课堂教学和实践教学环节，提高教学质量。在整个教学环节中，理论和实践交替进行，直观和抽象交错出现，没有固定的先实后理或先理后实，而理中有实，实中有理。突出学生动手能力和专业技能的培养，充分调动和激发学生学习兴趣。目前理实一体化教学已在很多的职业院校进行，如济南电子机械工程学校，同时也得到了较好的教学效果：学生的学习主动性增加、实践动手能力增强、团队意识增强、创新能力得到了提高等。但是本科院校的理实一体化教学的例子鲜为人知。本科院校与职业院校有着不同的培养目标和课程体系，职业院校培养的学生以实践为主，而本科院校更侧重理论知识，但大家往往忽视了较差的实践能力制约了学生理论知识的学习，从而导致本科生的综合能力得不到好的发挥。我校车辆工程专业已具有了固定的实验室，并且配备了足够的实训台，如何将实验设备充分利用，发挥其较好的作用，可通过理实一体化改革来实现。

3 基于CDIO的理实一体化教学的改革内容

3.1 协调整个学科课程体系的关系 建立合理的理实一体化教学平台

理实一体化教学平台是建立在整个车辆工程学科课程体系基础上的平台，该平台即能实现课程交叉，同时也能实现理论与实践并重结合，既能激发学生的学习兴趣，又能提高学生的综合水平。该平台应包括教学实训台和相应的教学软件如图1所示，其中教学软件应包括的内容如图2、图3所示为模拟的发动机理实一体化教室。

图1 汽车理实一体化教学体系

图2 理实一体化教学软件内容

图3 理实一体化教室

3.2 针对建立在理实一体化教学平台上的课程合理规划教学内容 融入CDIO教学理念

车辆工程专业的每门专业课程都有着各自不同的教学内容，并存在部分内容交叉，不经过适当地调整，课程会显得冗余。但是建立在理实一体化基础上的课程，部分需要课程交叉的内容就显得比较简单、容易了。随着教学平台的不断完善和改进，与之相适应的教学内容和教学手段也要随之更新，才能有助于激发学生的专业兴趣，增加专业信心。

教学过程中突破传统的以教师讲课为主体、学生被动接受授课内容的授课方式。而将每堂课进行合理的构思设计，将构思、设计、实现和运作的教育理念运用其中，激发学生思考和学习的积极性。例如汽车构造课程中对学生讲解发动机结构时，可以先让学生构思发动机的功用是什么？(汽车的心脏，动力源)发动机的动力来自什么？它是一种什么能源？(燃油？内能转换为机械能)如何将内能转换为机械能？进行机构设计？(曲柄连杆机构)那么燃油如何进行内能的释放的？(工作行程)如何完成4个工作行程？(配气机构和点火系统)如何实现起动?(起动系统)发动机各构件运转过程中，会不会摩擦？会不会生热？怎么解决？(润滑系和冷却系)这就将发动机各个系统设计完毕，接下来将发动机的工作过程进行分析，实现发动机的功用，通过理实一体化平台中的实际发动机的运作与以上的设计构思过程加深学生对发动机结构的了解。这样的过程不但激发学生的主动思考能力，同时加深了其对相关知识的理解，也有利于学生创新能力的培养。

3.3 确定建立在理实一体化教学平台上的可行的考核方式

理实一体化教学平台具有课程交叉和理实并重的特点，那么考核方式仍然以传统的理论笔试考试为主就显得不合时宜了。理论考核和实践考核并重，同时包含课程交叉内容。

根据理实一体化教学的特点：理实并重和课程交叉，理论考试和实践考试分别进行，对于实践要求较高的课程，可以实践比重较高占60%，如汽车构造、汽车电子与电器；而理论要求较高的课程，可以理论比重较高占70%，如汽车理论、发动机原理等。同时，各科目考试中，可以有10%或以上的课程交叉内容。同时，也可以建立专业基础档案的方式督促学生持续健康学习，在结果和过程中细化对学生的考核。

4 结语

车辆工程本科教学过程中，传统的以理论教学为重、实践教学为辅的本科教学模式已无法满足国家对汽车应用型和创新型人才培养的需求。本文通过对内蒙古科技大学车辆工程专业人才培养现状的分析，提出了基于CDIO的理实一体化教学模式的创新探索，建立理实一体化教学平台，采用理实并重的教学手段和考核方式，并融入CDIO的教育理念，提高学生的实践和创新能力，从而提高学生的职业技能，这将为我国汽车工业人才的培养提高有力的支撑。