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1、 基于 CDIO 理念的“工程材料与加工”课程教学模式改革摘要：简要介绍了在当前工程教育的一个新目标 cdio 模式下的“工程材料与加工”课程在教学理念、教学目标、教学方法和评价体系上的改革和思考，探讨课程 cdio 培养模式，为 cdio 教育模式在本课程的实践及应用型人才培养提供参考。关键词：cdio；工程材料与加工；教学改革工科历来是人们青睐和报考最热门的学科之一。工程教育是最受重视的高等教育组成之一，工程教育的改革和发展也是工程界和教育界非常关注的问题。cdio 工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从 2000 年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究，在
2、 1600 万美元资金资助下经过四年的探索研究，创立 cdio 工程教育理念并成立 cdio 国际合作组织。cdio 代表构思（conceive） 、设计（design） 、实现（implement）和运作（operate） ，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。随着 cdio 的引入，我国已经超过 30 所高校引入 cdio 模式，部分高校正在进行 cdio 的试点工作，广东白云学院（以下简称“我校” ）2010 年引入 cdio 模式，作为我校首批进入 cdio 试点的课程“工程材料与加工” ，在以下方面进行了一些探索，取得了一定
3、的成绩。 一、cdio 模式下“工程材料与加工”课程教学模式改革1.教学理念“工程材料与加工”是高校工科机械类必修的一门技术基础课，也是大学阶段接触较早的一项工程实践训练，该课程工艺性和实践性较强，内容有广度而无深度，涉及设备繁多，但历年来课时较少。结合本课程的特点，按照 cdio 的工程教育理念，有针对性地加大实践教学的力度，将“做中学”的教学理念引入课堂教学，从而激发学生学习的积极性和主动性，加强学生的能力培养。2.教学目标结合本专业的教学特点，将教学大纲的内容设计为两大部分：理论知识掌握和能力培养。比如在“铸造”这一篇，理论知识包括：了解液态合金的充型；了解铸件的凝固与收缩；了解铸造内应
4、力、变形和裂纹以及质量控制；掌握铸铁件的生产；熟悉铸钢件的生产；了解特种铸造；了解先进铸造技术；重点掌握合理地控制铸件的凝固、铸造内应力及铸造的工艺，掌握灰铸铁的生产包括牌号、组织、性能及其应用，熟悉球墨铸铁、可锻铸铁的生产和应用。能力培养包括：具备查阅工艺手册及合理选择铸造工艺参数的能力；具备阅读并分析铸造工艺图的能力；能根据零件特点合理选择铸造方法及工艺；初步具备分析和解决铸造生产过程的相关技术问题的能力。cdio 的教学目标包括：基础知识理论，与本技术领域有关的自然科学知识，工程专业性知识，本专业前 沿知识理论；个人专业技能和态度，问题解决能力，动手实验能力，系统思考能力及专业态度；人际
5、交往能力，即团队协作和交流能力；构思-设计-实现-运作能力；在充分理解社会、商业背景下进行系统工程实施的能力。这些教学内容的设计显然和 cdio 的教学目标是一致的。3.教学内容和教学方法（1）综合利用多种教学模式。 “工程材料与加工”是一门技术基础课，内容有广度而无深度，叙述性的内容多，琐碎、易懂，但难以形成深刻而具体的认识。学生在学习时，感到概念多，头绪多，内容枯燥无味。而传统的教学多是采用板书，辅以挂图、投影的教学模式。这种教学模式的特点是效率低、课程信息量小，难以解决信息的快速更新，更难以引起学生对此门课的较大兴趣。随着计算机的普及及互联网的发展，各种各样的信息资源不断涌入，也给教学注
6、入了新的生机和活力。教师可充分利用网络资源，做成多媒体课件，辅以动画，生产现场视频，让学生更生动直观地学习到更多的信息和内容，而且极大地调动学生的学习积极性。同时教师还可以利用网络资源，收集尽可能新的课程相关资源，及时更新课程内容，正如 cdio 要求的一样提供该课程前沿知识理论。根据经验人们一般能记住自己阅读内容的 10，自己听到内容的 20，自己看到内容的 30，自己同时听到和看到内容的50，而自己交流内容的 70。随着 cdio 教学方法的引入，学生 普遍反映极大地强化了他们对知识的理解及掌握，而且学习积极性大大提高。（2）课堂教学与课外自学相结合。随着我校“3+1”教学改革的全面展开，
7、课程教学时间相对更加有限。如何在有限的课时内将重点内容讲解透彻又能顾及到基本信息面，这成了每一位教师面临的难题。笔者结合课程特点，进行课内讲解与课外自学相结合，课内时间解决学生需要重点掌握的知识点，对于易于理解的部分略讲，难点的部分教师进行详细讲解，引导学生自学和教师讲解相结合；重点难点突出，详略得当。同时把学生分成不同小组，指定部分内容，由各组推选学生代表进行内容的设计、讲解，教师再进行详细地内容解析和点评，让学生体会教师的感觉，学会换位思考，尊重教师的劳动成果，同时起到教学相长的目的。（3）增加工程实践的内容。学科知识是按照知识体系的逻辑进行分类的，工程实践是综合的。大学生综合资质的提高和
8、创新能力的培养依赖于各个教学环节的支撑，其中实践性教学是工科院校教学中相当重要的一环。因此在课程中能采用实例讲解的尽量不用文字说明；能够创造条件进行动手操作的尽量不采用理论讲解；没有条件实际动手、操作性又很强的尽量采用生产现场操作视频。由于“工程材料与加工”课程的特点是在总结长期实践的基础上形成的，各种技术的操作性强，根据此特点设计工程实践基地，尽可能让学生能动手体验技术特点及要领。比如金相显微 镜的使用及材料的组织观察中，传统教学中这个实验是验证性实验，学生很难了解这项实验在将来生产实际中有何用处。在课外实验中，让学生借助金相显微镜对断裂的零件进行各方面分析，进而确定材料及断裂原因，并形成书
9、面报告。这就要求学生综合设计流程，进行断口分析，磨金相，观察金相，这样的实验不仅让学生通过主动学习把零散的知识有机结合起来，综合利用，而且有效地提升了学生解决问题、分析问题的能力。（4）评价体系设计。传统的单一试卷考核方式，命题多采用填空、选择、简答等题型，这种考核方式虽然能考核学生的理论知识掌握，但很难考核学生动手能力和创新能力，而且部分学生通过考前突击记忆的方式也能拿到高分，很难考查学生的综合能力。我校初步将考核成绩分为三部分，一部分是平时作业部分和考勤，第二部分是设计性实验部分成绩，第三部分是试卷成绩。试卷命题改变传统记忆性的内容，增加应用性内容和客观题部分，比如工艺分析和计算等，实际生
10、产的材料选择及热处理工艺路线设计等。这样三部分结合不仅考核出学生的知识掌握，而且客观题及设计部分又可以反映出学生解决实际问题的能力，这种考核方式符合 cdio 标准中关于学生考核中能力考核的标准。二、结束语我校在 cdio 教学模式的指导下，进行了“工程材料与加工”课程在教学理念、教学目标、教学方法和评价体系上的改革和探索， 探讨了该课程 cdio 培养模式。然而 cdio 是一个系统工程，教师将深入此模式，在实践中不断完善教学模式，优化教学方法，为cdio 教育模式在本课程的实践及应用型人才培养提供参考。参考文献：1教育部.中国教育事业发展统计简况z.2001.2汕头大学工学院.cdio 标
11、准及考察的关键问题j.高等工程教育研究,2008,(3).3张有声.关于我国工程教育培养目标的思考j.清华大学教育研究,2003,(4).4李曼丽.用历史解读 cdio 及其应用前景j.清华大学教育研究,2008,(5).5吕知清,傅万堂,等.“锻压工艺及模具设计”实践性教学改革j.中国冶金教育,2010,(5).6姜英,陈宗民.金属工艺学课程教学研究j.铸造设备与工艺,2009,(2).7查建中.面向经济全球化的工程教育改革战略兼谈 cdio工程教育模式实施j.计算机教育,2010,(11).8查建中.论“做中学”战略下的 cdio 模式j.高等工程教育 研究,2008,(3).9顾学雍.联结理论与实践的 cdio清华大学创新性工程教育的探索j.高等工程教育研究,2009,(1).
