CDIO理念下项目化教学模式在汽车设计课程中的应用研究

柴瑞谦 王波 倪受春 谢有浩 夏秋

关键词：CDIO 汽车设计 项目化教学 教学效果

汽车设计是车辆工程专业的核心课程，其重点讲解汽车整体及各大总成的设计过程，其应用性、实践性、综合性较强，旨在培养学生的动手能力、分析和解决问题的能力[1]，为以后的工作和学习奠定基础。

此外，培养高素质工程技术人才是我国高等教育的长期战略，应用型本科高校以培养应用型人才为目标，以体现工程技术应用导向[2]。然而，汽车设计作为应用性极强的专业课程，当前的教学模式较为传统，并未真正体现上述战略、目标和导向。因此，为了培养高质量人才，其教学改革势在必行。

鉴于此，本文引入CDIO 教育理念，建立项目化教学课程体系、教学评价体系、保障体系，将该教育理念融入到课程教学的各个环节，以项目化教学模式对汽车设计课程进行改革，以提高学生课程参与度，改善教学效果，并培养学生实践能力[3]，真正为国家、为社会培养高素质、高质量人才。

1 汽车设计课程现状及存在问题分析

汽车设计课程主要包括总体和底盘设计，重在讲解设计流程，内容抽象，且缺少实操环节，与实际生产脱节[4]，导致理论与实践分离。其次，在“满堂灌”的教学模式下，学生对课程不感兴趣，基本处于游离状态，出现“教者难，学者更难”的不利局面，教学效果较差，难以培养學生解决实际工程问题的素质和能力。

此外，该课程由平时、实验和卷面成绩三部分组成，其在各环节均存在较大问题。其中平时和实验考查学生的出勤、作业和试验报告。然而学生出勤率虽高，但作业和试验报告抄袭现象严重，因此平时和试验考核成绩基本一致，没有区分度。对于卷面考核，其缺乏对学生动手能力、分析解决问题、设计能力的考核，因此知识与能力失衡，考核结果缺少公正性。

2 CDIO 教育理念

CDIO 是近年来教育改革新提出的一种教学理念， 其代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement） 和运作（Operate），是一个产品从研发到运行的整个生命周期[5]。CDIO 核心是将知识和能力培养一体化，每个具体的教学环节都能为整体培养目标作贡献，让知识、能力和素质的培养成为一个有机的整体。CDIO 理念关注的是学生积极从事“做”的活动，而不是被动的“接受”知识，即“做中学”，而项目化教学是实现 CDIO“做中学”基本理念的有效方法。在项目化教学中，活动可以为学生提供丰富的学习经历，通过发现问题、分析问题、解决问题的过程，实现知识体系的构建，从而有力地促进学生综合能力的发展与提高。

3 项目化教学模式建设

3.1 项目化教学课程体系建设

3.1.1 项目构思与设计

首先，将课程分为总体布置、传动系统、行驶系统、转向系统以及制动系统五大模块。然后，依据CDIO 教育理念，将各模块内容项目化，即在各模块中设置由易到难的三级项目[6]，其中，一级项目较为简单，如零件设计;二级项目难度适中，如总成设计;三级项目较难，如系统设计。各模块项目内容如图1 所示。

其次，可依据学生先修课程汽车构造的成绩及综合表现，将学生分为3 个层次。其中，成绩在80-100 之间的15 人设置为良好层次;成绩在70-79 之间的34 人设置为中等层次;成绩在69分及以下的21人设置为及格层次，如图2所示。

最后，根据学生层次和项目等级，进行项目与学生的匹配，即，一般层次学生匹配一级项目，中等层次学生匹配二级项目良好层次学生匹配三级项目，从而以建立完善的项目化课程体系，实现因材施教。项目化课程体系结构如图3 所示。

3.1.2 项目实施与运作

对于项目化教学，在建立项目体课程体系的同时，仍需制定一套具体的可实施和运作方案，其内容包括项目具体内容、时间节点、师生角色定位、组织引导与实施等问题。此外，依据CDIO 理念，要求学生在项目的构思、设计、实现和运作四个环节全程参与，在提高学生的参与度的同时，对学生进行过程考核。在整个项目周期内，教师负责大纲制定、项目设计、过程监控和组织引导工作，学生负责项目的设计和具体实施，师生协作，共同完成，以保障教学的顺利开展。其结构框架如图4 所示。

3.2 项目化教学评价体系建设

项目化教学为开放式教学模式，应该从过程考核和结果考核两个方面同时入手，并且应重点强调过程考核，弱化结果考核，以建立完善的评价体系。其中，过程考核可从构思设计和实施运作两方面入手，在构思设计方面，依据学生设计方案、文献综述，重点考察学生查阅资料、获取知识、创新思维和创新设计能力;在实施运作方面，依据学生阶段汇报和阶段作品展，重点考察学生分析问题、解决问题、动手能力以及团队协作能力。

项目实施结束后，可通过自评、互评、答辩等方式对项目进行结果评价，并结合过程考核和结果考核，对学生成绩进行最终评定。

此外，学生成绩评定结束以后，需开展项目交流会，总结项目经验及实施过程中存在的问题，促进学生之间的沟通交流和共同进步，并为后续项目改进提供依据。项目化教学评价体系如表1 所示。

3.3 项目化教学保障体系建设

项目化教学模式是复杂，且难以开展的教学模式改革，需要学校、教师、学生三个层面共同努力，以建设完善的保障体系。在保障体系中，学校层面除提供政策扶持以外，还需要为课程教学实施提供必备的硬件保障和软件支撑;教师层面，需要成立教改团队，研讨制定人才培养方案、教学大纲等相关教学文件，同时负责教改过程的组织实施和过程监控;学生层面，为保证教学改革的顺利，学生需要积极主动的参与进来，配合教师完成教学内容。三个层面的工作具体内容如图5 所示。

4 项目化教学实例分析

项目化教学具体实施过程以汽车差速器总成设计为例进行介绍。