基于CDIO模式的理论课教学实践探索

    赵健 张西龙

    

    

    

    【摘要】简要分析高校传统教学法存在的不足，引入CDIO工程教育理念解决理论教学工作存在的问题;以“液压与气压传动”课程为例，通过教学、讨论、座谈、实践、总结等多种途径进行教学实践，通过考核反馈检验学生对理论教学工作的实际成效，达到自主学习、学以创新、学以致用的目的。

    【关键词】液压与气压传动 CDIO模式 教学模型 讨论课 理论教学

    一、引言

    随着时代的进步和科技的飞速发展，各行各业竞争不断激烈，单位对人才质量的要求也不断提高，知识性、实用性、高素质性人才需求也成为社会的普遍共识，为社会和企业输送高质量的实用性人才就成了高校教育教学的第一大任务，知识单一化、理论教条化的人才已不适用于当今时代的要求，改变陈旧培养模式已势在必行。美国麻省理工学院、瑞典皇家工学院等世界知名高校创立的CDIO教育模式能够解决这方面问题，这是一种全新的教学应用模式，其基本理念就是在教育教学过程中，将学生放在重要位置，想他们之所想，走进他们的心理深处，用不同的教学方式方法快速调动他们的学习积极性，使其变被动为主动，变懒惰为勤奋，从“强迫学”到“我要学”的心理转变，以积极主动的心态获取知识，将获取知识的过程变得轻松自然，使学生自身有一种“获得感”和“荣誉感”，为素质教育提供了有力的教学模版。CDIO教学模式是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）等环节的综合，涵盖各个环节，內容涉及面广、理论深奥，本文只从课程理论教学的角度来运用此模式，分析教学中存在的问题，解剖00后大学生的学习心态，解决他们求知过程中想获得什么又如何获得等问题，从而达到预定的教学目标。

    二、理论课教学引入CDIO模式的必要性

    当今社会正处在经济飞速超越式发展的阶段，网络化、信息化、智能化已成为当今社会的一大特点，高校毕业生应顺应时代的潮流，符合时代的要求，转变观念，迎难而上，树立正确的人生观价值观。这就要求我们在教学工作中从点滴做起，分析每一个教学环节中存在的问题，分析新时代大学生的心理，走进他们的内心世界，因势利导，有的放矢，改进有碍于他们自身发展的不利因素，使他们在学知识的过程中拥有获得感、成就感，以CDIO模式要求的使学生以积极主动地方式去获取知识，以积极向上的心态去迎接各种挑战。

    学然后知不足，教然后知困，知不足，然后能自反也;知困，然后能自强也。在长期理论课的教学过程中发现很多问题，这些问题日积月累，最终形成“我讲你听，我做你看”“预习—听课—复习—考试”公式化的教学方法，既不利于调动教师的教学积极性，削弱了学生自身获取知识的欲望，学生完全靠死记硬背的方法通过检验，这有悖于时代对人才的需求标准，不利于他们今后的发展。造成这种现象的原因是多方面的，既有学生自身的原因，也有教师本身教学理念陈旧的因素。当代大学生特别是“00后”大学生，他们在一个温馨的社会氛围中长大，生活优越，衣食无忧，过着“手机不离手，行路低头走”的优雅学校生活。有的学生不喜欢自己所学专业，一直持有排斥思想。在传统的教学模式中很容易造成学生“被动学、强迫学”的现象，因为学生的内心已经形成了一种“你不说我不学，你不教我不进”的逻辑思维。有些学生整日遨游于手机游戏中，在游戏中获取自信和喜悦，课堂上人在教室心在外，早就把学习给遗忘掉了，造成最后重修、留级的结局。作为教师在教学实践中应该及时发现身边学生存在的种种问题，面对新时代大学生的行为举止，改变教学思路，探索一种新的教学模式去改变现状。CDIO教学模式适应现代教学的需要，循序渐进地开发学生的学习兴趣，让他们轻松学习、快乐学习，自己主动去发现问题解决问题，在接纳、学习知识的同时养成一个爱钻研爱挑战的好习惯，开创一个崭新的教育教学模式。

    三、CDIO框架下的课堂教学模型

    有效的课堂教学方案的制定是由多因素多环节决定的，在CDIO教学模式的框架下，应处理好各环节的有机结合，其根本内涵是从固定式、公式化的教学方式中走出来，利用开放式的教学手段，采用适合学生乐意接受的具体教学方法，如启发式教学、引导式教学、讨论式教学及实践式教学等，来激发学生的想象力，开发他们潜在的求知原动力。如图1所示，是在CDIO开放教学模型框架下的课堂教学模型的建立。教学组织过程中，教师起到决定性作用。合理安排教学内容，对每章的内容都要进行梳理，将重点、难点内容讲清楚讲透彻，提示学生为什么要掌握、掌握什么、用什么方法去掌握，交代清楚这部分内容在后继课学习及今后毕业工作中的重要性，其目的就是要强化他们对知识内容的重视程度。其他内容可采用提示法教学、抽查的方法检验其学习效果。

    图1所示为课堂教学模型，在教学过程的实施中，为提高教学成效，提高学生的自主学习能力，应努力处理好教师与学生之间的关系，将学生放在重要位置，善于观察每位学生的学习动向，多采用启发式、引导式的方法，多鼓励表扬表现好的学生，从而带动整个班级学生向好的方向发展。在对知识稳固和知识的扩展方面，开展讨论课实践课的方式，检验知识的实用性。利用这种方式可以培养学生分析问题、解决问题的能力，学生在学到课外知识的同时，加深了对知识的理解和应用;通过同学之间的沟通与交流，加深了团队精神，提高了学生的综合素质，为实用性人才的培养及素质教育奠定基础。

    四、《液压与气压传动》课程应用CDIO模式的教学实施

    《液压与气压传动》是工科相关专业领域中必修的一门专业基础课程，课程知识有一定的专业性，既有理论知识讲解也有应用事例验证。根据课程的知识结构和内容，科学合理地将CDIO教学模式运用于理论教学中，探索一种教学改革新途径，来调动学生的学习积极性，将学生融入到课程教学的各环节，因势利导，想学生之所想，调动学生的兴趣感和参与感，调动他们的主动能动性，消除其被动性懒散性，使其迅速进入状态，提高理论教学的成效性，达到事半功倍的目的。

    1.基于CDIO模式实施的单元内容

    基于CDIO教学模式理念，《液压与气压传动》课程内容的设置项目应符合课程本身的知识体系，还应兼顾学生对核心内容的关注度，因人而异，因材施教，协作共进，其目标是达到学生综合运用能力的加强和创造性思维能力的提升，从中增强学生自主学习的兴趣性和获得感。基础内容包括液压流体力学、液压泵、液压马达、液压缸、液压辅件、基本回路、典型液压系统、气压传动等，其基础内容是各个元件的结构原理部分，它们是了解掌握系统回路的基础点，对分析设计系统起到关键作用。由于零件多、结构图复杂，容易引起学生的乏味感和排斥感，影响他们对进一步学习的兴趣。例如，泄压回路中安装带泄压小阀芯的压力控制阀，如果不明白此阀的原理，知其然不知其所以然，学生就会死记硬背、应付到底。为了达到知识的融会贯通，应合理设计单元内容，科学安排知识结构，避免照本宣科和知识的机械罗列，应进行课本内容的规划整理，注重知识的前后衔接，为学生学习能力的提升创造条件。图2所示，列出了对理论教学的规划方案，采用不同途径，从不同角度增强学生的学习自信心和创造力。

    2.建立在理论教学平台上的讨论课实施过程

    理论课的教学过程中，在梳理整理好课程内容基础上，有重点地引导学生如何理解消化基本概念、基本理论。例如，压力、流量、功率和效率等概念贯穿于《液压与气压传动》课程的始终，在分析系统原理及性能特性时都离不开它们，在理论教学中应积极引导、重点强调，將它们烙印在学生的大脑意识中，使他们的学习具有针对性和目标性。在知识的消化吸收和创新方面，附加讨论课的环节，如图3所示，让学生主动上讲台进行自做PPT课件演示、分组讨论核心内容、写分析讨论报告等形式来增强学生的自主学习能力，增强团队精神，启动学生的学习原动力，挖掘他们的学习潜力。在这些环节实施过程中，应根据不同的专业方向，有针对性地设计讨论课的题目，让学生意识到该课程在他们今后学习工作中的重要性，同时也培养了他们查阅与专业方向有关的书籍和资料的能力，增强他们获取知识的欲望，培养分析问题解决问题的能力。

    在讨论课实践中，为便于顺利实施各环节内容，应科学合理地制定出具体实施方案;为强化管理，引入考核机制。根据课程学时数，安排课内2～3学时及课外2～4学时的讨论课，将学生分成几个讨论组，每组5～7人为宜。选出小组组长，负责本组的协调和组织工作，归纳整理小组成员遇到的问题，制定解决问题的方案。成员经过小组讨论、查阅有关书籍资料，每个人要求按标准格式写出一份三千字左右的讨论报告，将自己的讨论内容及结论体现在报告中。在小组每位成员的共同努力下，要求每个小组成员共同完成制作一份PPT课件，派代表走上讲台向全班同学进行演示。演示过程中，为凝聚学生摄取知识的向心力，本着“一个都不能少”的思想，赋予每位学生发言权，鼓励他们去发现问题，大胆发表自己的意见和见解，促成“共同学习、共同进步”的良好学风。在讨论课的考核过程中，重点考查学生的综合运用能力，将学过的知识如何运用到与专业有关的领域中，怎么去解决实际中的问题。鼓励学生大胆思考、勇于创新，通过不同途径主动查阅相关资料，获取最新知识信息，扩展知识面，加深对课本内容的理解和掌握。根据每位学生讨论报告的内容、解决问题的能力、平时的表现等环节进行定量化考核，将量化结果按比例列入课程总评中。

    3.成效反馈

    在理论教学新模式的实施过程中，通过每位同学的大力配合，初见成效。通过《课程讲授效果反馈座谈记录》和《课程学习过程问题反馈》来看，有近95%的学生选择“非常满意”选项，有5%的学生选择“满意”选项。他们在课堂学习过程中有一种“新鲜”的味道，感觉自己在扩展知识面的同时，同学之间增多了交流，强化了协作，对自己所学的专业充满了信心。

    最终的考核要考虑多方面因素，卷面、实验、讨论课、作业、创新、出勤等各环节按适当比例并入总成绩的评定中，综合考察学生对课程的掌握程度。在试卷的内容上应显示出知识的全面性和针对性，加入一些与专业有关的实践类题目，来激发学生学习课程的主动性、目标性，减少被动性、盲从性。例如，车辆工程、汽车服务等专业，在试卷中“系统分析”的考察中，加入了车辆上常用的液压气压系统部分，将课程学习与专业方向有机结合起来，增进他们对所学专业的认知感。图4所示的成绩分布，考试课程是《液压与气压传动》，考察对象是汽车服务工程专业不同年级各53位学生，两个年级分别采用不同教学模式。在CDIO教学理论指导下，利用在理论课教学中加入讨论课的手段，加深了学生对理论知识的理解和消化，提升了学生自我学习的能力，优良率有所提高，不及格率相对下降。在学生上交的各种材料（如讨论报告、PPT讲稿、作业、实验报告等）中，也可看出学生的努力程度，反映出改善理论教学模式的必要性、可行性、成效性。

    五、结束语

    通过教学模式的改变，对学生的影响是多方面的，学生学习过程中存在的不足通过教学方式和手段的改善是可以克服的。板书式教学、强制性学习对当代大学生效果微乎其微，对挖掘他们的潜能、开发他们的智力帮助不大。随着经济的飞速发展，综合素质人才的培养迫在眉睫，要求在教学工作中转变思路、克服不足，向有利于学生综合发展的方向努力。在理论教学中探索新的教学方法、采取新的教学手段，有利于学生全方位发展。通过不同形式的教学模式尝试来培养他们的个人能力，激发他们学习自信、克服其懒惰思想、增强其团队意识，达到综合素质全面提高。

    参考文献：

    [1]刘银水，许福玲.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2016.

    [2]李西兵，陈学永.《机械制造工艺学》课程CDIO教育教学模式探索[J].中国校外教育，2018，（4）：128.

    [3]李善寿.“CDIO”工程教育模式在实践教学中的实施方法研究[J].重庆科技学院学报，2010，（20）：164.