参考CDIO模式下汽车构造课程的实践教学

摘 要：参考CDIO模式，从项目的构思、设计、开发和实施能力，以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力出发，本着培养学生在实践课中脚踏实地，具有逻辑思维与创新精神，对汽车构造课程实践课发动机装配实训进行了CDIO模式下的教学设计。从教学结果来看，成效显著。

关键词：CDIO模式 发动机装配实训 教学改革 教学效果

1 引言

我国高等教育的迫切任务是尽快培养具有国际高水平的中国工程师、中国技师。多年积累，在我国工科的教育实践中，工科高等教育已取得了令世人瞩目的巨大成绩，培养了越来越多高新技术领域的工程技术人才，为民族复兴国家发展，贡献自己的力量。看到可喜成绩的同时，仍然不能忽视问题的存在，如：实践课程不按操作规程执行，搞坏实训设备和仪器；不重视安全操作流程的规定，违规操作的现象依然存在；长此以往，会把坏习惯带到未来工作中去，其害无穷。纵是一些职业技术学院现行办学模式和教育教学管理模式也存在着重科研而轻职业素养教育的现实。

关于CDIO工程教育模式，对于一些老的教育工作者而言，并不陌生，其内涵即使是21世纪的今天，也有着重大的借鉴意义。其内涵就是根据产品或工程项目出发，从研发到运行服务的生命周期，即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四个阶段，应用到教学领域，形成的CDIO工程教育改革的理念，有目共睹，该模式极大的推动了中国工程教育改革和提高了中国教育质量。

根据CDIO教学大纲，汽车构造是汽车工程类各专业必备的基础学科，国内理工大学各工科中汽车工程类专业都有汽车构造课程开设，作为本专业的基础课程；尤其是各职业院校更是将汽车构造与检修课程作为基础必修课程，在教学过程中重视理实一体化，很好的解决了理实一体化教学方法问题。在汽车实践教学中，参考维修企业工作流程，构思重视逻辑思维的实践教学方法，进行设问式汽车构造与检修课的创新性教学设计，通过一系列知识结构递进，体系融会贯通的教学实践，教学效果好于预期。下面以汽车“发动机装配”实训教学为例，来分析教学效果。

2 参照CDIO模式的汽车构造与检修课的教学方法分析

在汽车构造课程检修的传统教学环节中，大部分实践教学，都是根据试验的要求，来完成实训，实训教学过程中，流程混乱，乱拆乱卸，与生产企业流程脱节或背离。学生在获得了一定动手的知识同时，学生自己并没有真正的对整个实训教学进行“构思”是欠缺的，这是其一；让学生自己思考，就要设问：为什么要拆这个汽车总成？遵守拆卸的安全流程对我有什么好处？拆卸安装的注意事项是什么？等等；其二，实训“设计”老师要严谨，要用设问式方法提出问题，如：你拆卸的零部件工作原理是什么？用的是何种材料？用什么工艺制造出来的？拆装过程中有什么特别要求？等等，过程控制不够严谨，实训环节不接地气，如何“实现”实训目标？“运作”的过程中又没有预案，过程一失控，反正设备不是我的，人多手杂，搞坏了，也没办法。可以说这是实训课头疼的问题，本校汽车构造老师采取了很多教学方法来规避，而就效果而言，收效甚微，笔者认为：教学方法没有最好的，只有更合适的。只有做到教学方法与生产实际无缝对接，才能培养出具备一定专业知识技能和较好综合素质的创新型人才。

而CDIO教育模式即：构思、设计、实现和运作四个过程，不是教条，教师一定是在已有一个完整实训构思、设计、实现途径和如何良好运作的预案前提下，实训开始前，从另一个角度受众出发，征求或设问实训学生对此次实训从构思、设计、实现和到运作该如何完成本次实训。

让实训学生把本次实训，作为独立的工程来处理，在保障企业经济利益的前提下，来思考生产工艺流程如何去做？等等。然后把实训学生中提出的那些好的建议采纳到实训教学预案中去。整个实训过程与企业生产一致：严格过程控制，生产工艺流程化、规范化，操作工艺科学化、实用化，损坏零部件要包赔，以此来规范实训学生的实训操作过程与企业生产接地气。达到应有的实训教学效果。

3 根据CDIO模式的汽车构造与检修课的教学设计

汽车检修过程或汽车维修过程与汽车构造理论知识联系是非常紧密的，把汽车检修过程或汽车维修过程作为一个项目处理，每个系统都是一个与汽车整体项目有机结合的分项目，拆分后都能各种独立。

根据项目的四个生命周期阶段：构思、设计、实现和运作，设计出一个具体实训教学目的、实训内容和实践全过程的实训教学设计，需要说明的是：这里的过程，必须是在老师指导下的，同学们全部参与的整体过程。老师事先按着实训要求，参照企业工作流程，构思一个符合实训学生特点的实训方案，此过程中与企业实际生产高度一致，在不背离标准化操作流程的基础上，设计若干个实训方案的备案，考虑到实训期间，如何通过实训学生的实际操作，达到实训预期效果，而在过程中采取的控制和手段，是十分必要的；为了实现教学效果，同学们必须通过思考、合作、遵守实训要求，完成的实训效果是不一样的。

汽车构造与检修课是专业基础课，开设在大学初期， 根据上面的分析，下面以汽车构造—检修课汽车“发动机装配”的教学实践为例展开分析。

4 参考CDIO 模式的汽车“发动机装配”实训的教学设计案例

4.1 应该满足构思、设计、实现和运作四个生命阶段

首先，构思阶段，发动机装配实训的目的是什么？教师很清楚：发动机装配不仅发生在汽车制造厂，而且也发生在汽车维修企业，是生产技术人员经常面对的日常工作，在严格的工艺流程要求下，一台台发动机下线装配在各类汽车上，满足市场的需要，这些工作中又蕴含发动机两大机构五大系统（柴油机四大系统）工作原理及金属材料及工艺学知识。因此，实训目的出来了：通过发动机装配，让实训学生，在严格的工艺流程要求下，符合安全生产规范，损坏零部件包赔的前提下，体会到实战情况下的企业生产工作，展现才华，提升技能知识。接下来，实训操作守则哪里来？毋庸置疑，教师要事前联系汽车制造或修理企业，把日常工作的生产工艺流程、安全生产规范、5S管理、规章制度等精髓求到手才行。设计的实训计划一定要参考同类优秀者的做法。

把教学实训看作工程，对于实训学生来说，教师在构思阶段，就要从学生的角度出发，启发学生思考，讨论：汽车有那几部分组成？都是什么？发动机是干什么用的？属于汽车哪个部分？具体构造是什么？什么工作原理？制造过程中采取了那些金属工艺，选用的材料都有哪些？在发动机装配完毕，为什么要进行汽车发动机气缸缸压测量？等等。学生们要弄清上述问题。

4.2 老师定性点评后，教师带领学生进入设计、运作和实现阶段

老师从汽车“发动机装配”实训的工程项目出发，邀请学生参与其中研讨：汽车发动机装配，是否先从汽车上拆下发动机，这里的拆卸步骤有多少？汽车发动机装配实训目的、零部件的认知、实训步骤、正常汽车发动机装配完毕，冷磨合和热磨合之后，发动机装配合格的标准缸压参数值、使用工具、安全注意事项以及工厂实施“5S”管理的要求等问题。

4.3 学生经过这样的讨论后，进入操作阶段

开始分组，3～4人一组，1人查资料或上网搜索数据，1人写实训步骤和安全注意事项，该步骤必须是科学与严谨的，经过小组讨论的，其可操作性强，一定是经老师点评和修改确认无误的，按该步骤开始认知汽车发动机有关零部件，讨论拆卸零部件的注意事项和使用工具等等，按照各自兴趣和擅长，开始合作做实验，分工合作，主动讨论，在实训的过程中进行实践的探索和知识发现，得出结论。经过讨论，获得新的结论，学生填写老师事先设计好的《实训成果考核表》。该表内容包括横坐标方向和纵坐标方向两块内容。

以2023款奥迪A6轿车为例，横坐标方向内容是：实训考核项目及具体内容，项目包括6个考核小项：1.问题讨论及回答，内容如：奥迪A6轿车有那几部分组成？都是什么？发动机型号是什么？属于汽车哪个部分？具体构造是什么？什么工作原理？制造过程中采取了那些金属工艺，选用的材料都有哪些？在发动机装配完毕，为什么要进行汽车发动机气缸缸压测量？等等，占总成绩20%；2.实训过程完成成果，内容如：实训目的、奥迪A6轿车结构认知、使用工具好坏、安全操作步骤的标准化程度、分工合理度、现场5S情况、实训结束后的实训总结等，占总成绩20%；3.小组内评，内容如：小组内按照1、2项目对每个组员互评打分，占总成绩15%；4.组间互评，内容如：小组间按照1、2项目互评打分，占总成绩15%；5老师点评，内容如：老师按着CDIO中的要求给与具体评价，包括知识点的掌握、具体动手解决实际问题能力、主动性，创新性等，占总成绩30%；6.综合成绩项目1、2、3......合计及问题答疑。

纵坐标方向内容是：班级小组1、2、3......表格，每个小组又细分3到4个组员子表格，横坐标和纵坐标之间的表格是每个同学的考核结果和综合成绩合计，整个表格一目了然。

特别强调的是教师的实训评价还包括以下内容：

学习过程表现占教师实训评价总成绩的20%，以学生考勤、课程任务中的参与度、合作程度等工作态度及学习能力作为素质考核点，计算到教师评价成绩中。其中，对于违纪的同学从平时成绩扣除，迟到、早退1次扣成绩（百分记）5分；看与实训学习无关的手机页面、睡觉和说话打闹等每次扣成绩（百分记）5分；旷课扣成绩（百分记）10分，上不封顶，这里不够扣，从其他加权成绩中扣除；对于实训过程中提问和抢答成功率和正确率高的酌情每次加（百分记）5分，帮助他人，“好为人师”且有效果的、积极帮助打扫教室每次酌情加（百分记）5分；违规操作一次扣5分，损坏零部件或工具除照价赔偿外，扣20分，上不封顶，这里不够扣，同样从其他加权成绩中扣除。

例如：通过对奥迪A6轿车发动机装配实训，使同学掌握以下知识：

（1）奥迪A6轿车发动机装配合格后，其气缸缸压保持在（奥迪A6，P=1.05～1.31Mpa）范围。

为了能够装配发动机合格，实训学生，要按流程先把发动机从奥迪A6轿车上拆下来，这个工作流程和安全规范要求很高，步骤很多，使用的工具也很庞杂，要求动手能力也很高，首先，要运行发动机，采取人工和仪器设备的手段，检测该车发动机工作状况，测量发动机气缸缸压，与标准对比，做到心中有数，开始发动机拆卸工作，如：车辆安全、干净的上举升机，确保安全无误后，放油、放水，按流程拆卸电源和附属装置，由于篇幅的关系，这里不再赘述，最终把发动机从车上完好无损的，人员安全的前提下，拆下来，进行发动机一系列检测，边拆边检查和检测缸体及其他零部件完好程度、缸盖上下平面度、缸筒与活塞及活塞环的配合间隙、连杆大小轴瓦间隙、曲轴轴瓦间隙、气门间隙等等。查奥迪A6轿车发动机维修手册，对比标准数据和测量数据的误差，判断上述被检测零部件的好坏，并记录在册，请教老师对测量不合格的部件，进行检测确认，无误后，经老师上报更换部件后，准备发动机修复装配工作实训。

发动机的装配工作采取发动机拆卸工作的反流程，这里不再重述，装配完的发动机要经过冷磨合和热磨合及气缸密封性的检测，方可装回汽车上启动发动机、试车。检测方法：详见王文娟[4]的描述。

（2）通过奥迪A6轿车测量发动机装配实训，增加了同学们动手实践，提高技能能力的同时，还可以更深刻掌握发动机曲柄连杆机构和配气机构的机理以及与发动机冷却、润滑系的知识联系，建立了系统化汽车知识，用思维导图（同学们手绘方式）把知识体系连接起来，大家讨论，可以举一反三。

（3）还可以展开“汽车发动机的曲柄连杆机构这一四杆机构的优缺点”的讨论，让同学们发动思维，思考：有没有更好的机械机构代替？

通过以上的实训实践，发现：实训学生应用基础知识解决实际问题的能力、交流沟通的能力和团队合作能力，有了很大提高。

5 结语

实践表明：完全可以构建基于CDIO 模式下的汽车构造课程实训一体化的教学，以汽车“发动机装配”实训的教学设计和实践为例，具体的介绍了基于CDIO 模式下的汽车构造课程实训的一体化教学过程，通过教学实践，获得了以下有益的教学经验，以供大家参考。

把一个具体的汽车构造课程中，如发动机部分每一个实践教学项目作为一个工程项目处理，全过程贯穿：构思、设计、实现和运作和完成，教师采用整个实训过程与企业生产一致：严格过程控制，生产工艺流程化、规范化，操作工艺科学化、实用化，损坏零部件要包赔，以此来规范实训学生的实验实训操作过程与企业生产接地气。

教师设计实训目的和实训内容时，实训内容要用设问式启发学生思考的空间，以便学生进行实训时发现知识；在实训实现、运作过程中督促实训学生能分工合作，主动讨论，共同完成实训，取得了比较好的实践教学效果。

参考文献：

[1]安春来，苏保国，陈钰.针对汽车运用与维修专业“1+X”证书制度试点过程中的几点探究[J].教育与职业，2020（02）.

[2]金灵，白云川，陈成法.基于CDIO工程教育理念的车辆装备保障专业实践课程改革[J].军事交通学报，2022（8）：4.

[3]刘崇进，贝承训，彭传正，等.基于CDIO模式的大学物理实验的教学改革实践.科技信息[J].2012（27）.

[4]王文娟.缸压表气缸密封性的检测与分析[J].农业装备技术，2018，44（05）.