基于CDIO 理念“汽车构造”课程教学模式的探究

桂林航天工业学院汽车与交通工程学院 郭华礼 王曙道 龙云泽 莫德赟

广西壮族自治区发展和改革委员会和广西壮族自治区教育厅等六部委联合下发《广西壮族自治区现代职业教育体系建设规划（2015—2020 年）》指出，各高校要大力推进工学结合、校企合作为主的新型人才培养模式、教学模式建设，促进我区高等职业教育的持续健康发展。结合我们自己学校发展定位及学生来源情况等综合考虑，为了更好服务区域建设和发展，满足行业需求，着重培养学生应用能力，融入CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate，即构思—设计—实现—操作），通过项目驱动教学、模块架构内容、实践提升能力、过程考评多样等措施加强学生对基础理论知识的认识和掌握，激发学生学习自主性，提升设计思维、创新理念、实践能力和综合能力，为今后从事汽车行业工作奠定良好基础。

一、CDIO 理念及传统课程教学存在的问题

（一）CDIO 理念

CDIO 代表构思（Conceive）—设计（Design）—实现（Implement）—操作（Operate）。麻省理工学院最早提出“工程整合教育”理念，该理念是以产品研发和运行为载体，让学生主动通过实践将课程知识有机联系起来的教育体系。CDIO 侧重于以工程产品的生命周期为载体，从策划到运行的全周期，让学生在第一、第二课堂都能主动学习工程产品的相关理论，并积极主动参与工程实践活动，使学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面达到预定培养目标，进而提升个人综合素质。CDIO 理念将大学工程类毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面。采用一体化设计的培养目标—培养理念—课程体系，实现知识—能力—素质培养的一体化，形成人才培养目标、教学大纲、课程体系、教学方法、考核方式、学习渠道及持续改进的一体化设计的培养模式。

（二）传统课程教学存在的问题

“汽车构造”课程是汽车类专业一门专业核心基础课程，是“汽车设计”“汽车理论”等后续课程的先导课，课程教学以“学习认知—熟悉结构—掌握原理—运用实践”为主线，是一门实践和理论紧密结合的课程。但受传统教学模式的影响，存在以下问题。

1.理论学时占比重，课程教学以教师教授为主，学生学习结构及原理主要通过书本及教学课件视频图片等，学生对教学内容缺少基本感知，兴趣度不高，自主学习热情更低。

2.汽车构造教材更新相对缓慢，教学内容不仅与后续课程衔接不够，而且部分淘汰的技术仍占有篇章，加之部分教材在新技术等前沿技术知识部分介绍浅显，不能符合行业对新时代人才的需求。

3.实践环节与理论教学联系不够紧密，实践环节虽然安排在教学内容完成之后，但实验设备主要是市场淘汰的零部件，实践操作内容只针对部分关键零部件拆装，对学生缺乏吸引力，没有形成整体系统认知。

4.汽车构造课程考核方式仍采取期末闭卷答题来完成，形式单一，不能全面反映学生设计思维、创新理念及实践能力的考核评比，与应用型人才培养的目标要求相脱离。

5.学生线上学习意识薄弱，学习方式和渠道单一，与学生“德—知—能”认知发展相符的教学过程衔接度不够，学生预习复习等积极性不高。

二、基于CDIO 理念的“汽车构造”课程教学模式改革

依据CDIO 大纲结合“汽车构造”课程特点，课程采用项目化教学，模块化内容、多样化考评、工单化操作等措施，以培养学生“构想（C）—设计（D）—实现（I）—运行（O）”的能力主线，将教育教学设置于工程教育背景，在教与学过程中锻炼学生自主学习能力及意识，主动运用知识解决实际遇到的问题，同时提升团队协作能力，使学生成为具备CDIO 素质和能力的工程师。

（一）协同制订培养方案，完善教学大纲，权衡理论学时和实践学时配比

“汽车构造”课程虽然具有知识点繁多、工程性强、逻辑紧密的特点，但内容围绕“学习认知—熟悉结构—掌握原理—运用实践”，与CDIO 理念高度契合。根据现行人才培养方案中存在的不足之处，构建以CDIO 理念为主的应用型人才培养方案，整合课程内容，优化课时分配，着重提升实践课时配比。在此基础上，让产业、行业和企业等多方参与制订人才培养方案，共同构建符合社会需求和行业需要的理论课和实践课的课程体系。

（二）改革传统教学模式，优化教学手段，构建汽车构造新型的教学框架

“汽车构造”教学内容围绕“学习认知—熟悉结构—掌握原理—运用实践”展开，构建以项目驱动形式的教学模式，将课程分为发动机（汽/柴油机）、传动系统、行驶系统、制动系统、转向系统、车身及电气六个项目，教学过程中采用“情景导入—实物演示—多媒体教学—实践强化—课后巩固”五大环节开展，再结合小班理实一体化教室，利用虚拟仿真和实物展示相结合，将知识由感性认识上升为理性认知。

（三）线上线下混合联动，拓宽学习渠道，提升学生掌握基础知识的牢固度

“汽车构造”采用微助教与课程网站进行线上线下混合式教学，通过网上平台将章节知识及教学资源进行课前发布；教学实施过程中以学生为主体、以教师为主导，采取“任务驱动+小组讨论法”交互式学习，同时，根据教学进度增加如投票、讨论、抢答等环节，增强课堂趣味性，提高学生的参与度；教学结束后，教师将课堂作业及项目内容通过线上平台发布，并要求学生通过翻转课堂形式进行展示讲解，最终达成与CDIO 即“构想—设计—实现—运行”相一致的工程教育理念。

（四）改革课程考评方式，拓展过程考试，全面反馈学生在学知能的真实度

为了全面综合考评学生的课程掌握和理解水平，将传统的期末闭卷答题考试的单一考核方式改革为在线学习、过程性考核和期末考核相结合的多样化考核手段，其考核各项比例如下表所示。而在线学习及过程考核的途径与CDIO 的产品生命全周期的理念相对应，突出学生自主学习和团队协作能力的培养。

“汽车构造”课程考核各项分配比重表

（五）优化课程教学内容，突出前沿技术，课程育人与科学技术的多方融入

针对教材更新慢、知识陈旧等不足，优化重构课程内容，融入汽车产业前沿技术。如在介绍柴油机燃油喷射技术时，通过与广西玉柴企业合作，由企业工程师介绍公司目前最前沿的柴油机高压共轨知识，不仅可以激发学生对理论知识的学习兴趣，更能突出理论指导实践的工程应用性。同时教学过程中突出立德树人、课程育人的思想，加强学生工程伦理教育，培养学生精益求精的大国工匠精神和航天品质，激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

（六）制定实践考核工单，着重实践训练，创新理念与实践能力的实战呈现

为了全面检测学生对实践项目的认知及熟悉，实践技能的考核首先借鉴企业生产模式，采用理论和技能相结合的考核方式，针对不同项目制定汽车拆装考核工单，注重对学生的综合能力和知识素质的考核，提高了实践教学的质量和学生应用水平。CDIO 理念突出工程教育，学科竞赛及大学生创新项目为学生创新设计及实践能力锻炼提供平台。为了充分发挥学生掌握的“汽车构造”课程知识，完成“构想—设计—实现—运行”的CDIO 理念，我院搭建“四支车队”为格局的创新设计平台，分别是大学生方程式油车队、大学生方程式电车队、大学生节能车队、大学生智能车队。学生将课程内容及工程实践以设计并制造赛车的实战形式完美呈现，进一步提升学生应用水平。

结合“汽车构造”课程特点，通过校企双方参与人才培养目标制定，改革传统教学模式，优化教学手段，拓宽学习渠道，拓展考试方式，搭建实践平台，着重围绕“学习认知—熟悉结构—掌握原理—运用实践”的教学内容和“构想—设计—实现—运行”相一致的工程教育理念，全面提升学生在设计思维、创新理念、实践能力和团队协作等综合素质方面的能力，培养符合行业需求的应用型人才，同时为学生从事职业奠定基础。