基于CDIO教育模式的“汽車電器”教學(xué)設(shè)計

郭暉++李雪早

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.25.148

摘 要：CDIO是美國麻省理工學(xué)院工程類教育的一種全新的教學(xué)理念。該模式以科技為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)以實踐為出發(fā)點，將教育過程置身于實踐的具體情境中。以CDlO工程教育理念指導(dǎo)“汽車電器”課程的教學(xué)，在授課和實踐環(huán)節(jié)，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體、教師是教學(xué)的主導(dǎo)、以實踐為主線開展項目教學(xué)。本文簡要介紹了CDIO的內(nèi)涵，并以“汽車電器”課程為例，具體介紹了課程總體設(shè)計思路和實踐項目。

關(guān)鍵詞：CDIO 汽車電器 課程設(shè)計

中圖分類號：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（a）-0148-02

2001年，麻省理工學(xué)院等3所高校共同提出一種全新工程類教育理念和實施體系——構(gòu)思（Conceive）→設(shè)計（Design）→實施（Implement）→運(yùn)作（Operate）四位一體教育體系，簡稱CDIO。CDIO重視培養(yǎng)學(xué)生掌握扎實的工程基礎(chǔ)知識和具體而真實的工程技術(shù)技能，在教育的過程中營造具體情境。將構(gòu)思→設(shè)計→實施→運(yùn)作貫穿整個人才培養(yǎng)過中程中，培養(yǎng)基礎(chǔ)扎實、溝通較強(qiáng)、道德高尚的新一代高水平工程師[1]。

從中國教育的發(fā)展看，“師徒制”成為工程技術(shù)傳承的重要手段。但隨著基礎(chǔ)學(xué)科的突破引起的科技爆炸式發(fā)展，科學(xué)知識逐步被人們總結(jié)和歸納，進(jìn)而規(guī)范實踐行為。工程教育逐步從師傅帶著徒弟進(jìn)行實踐轉(zhuǎn)向老師傳授學(xué)生科學(xué)知識；教學(xué)場所從工程生產(chǎn)一線轉(zhuǎn)移到大學(xué)教室；教師群體也從技術(shù)工程師轉(zhuǎn)向工程理論研究人員。重理論輕實踐成為高校工程專業(yè)所培養(yǎng)的畢業(yè)生難以適應(yīng)現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)的需要的關(guān)鍵原因。CDIO的使命就是要將我們的教學(xué)失業(yè)重新拉回到具體實踐上，重構(gòu)高校教育與工程實踐關(guān)系。在不輕視基礎(chǔ)理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，向關(guān)注生產(chǎn)實踐回歸[2]。

1 “汽車電器”教學(xué)設(shè)計

基于CDIO的教學(xué)理念，針對一門具體的課程——“汽車電器”，作者談?wù)勛约簩υ撜n程的教學(xué)設(shè)計思路。

1.1 “汽車電器”課程總體定位

“汽車電器”課程設(shè)計要時刻體現(xiàn)“技術(shù)知識與推理”、“個人與職業(yè)”技能和“人際交往”技能的人才培養(yǎng)目標(biāo)[2]?，F(xiàn)代工程系統(tǒng)必須以多學(xué)科背景知識作支撐，這就要求學(xué)生必須掌握足夠的技術(shù)知識；同時要求學(xué)生具備嚴(yán)密的邏輯思維能力和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砟芰?。作為人，是不可能脫離社會關(guān)系而單獨存在的。而我們在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在絕大部分學(xué)生多少都會拒絕和老師交流，拒絕和同學(xué)交流。為了讓學(xué)生能夠在以團(tuán)隊合作為基礎(chǔ)的環(huán)境中工作，我們在設(shè)計“汽車電器”課程時，時刻將團(tuán)隊合作交流放在首位。在學(xué)習(xí)過程中，貫穿構(gòu)思、設(shè)計、實施和運(yùn)行的實施主線，不斷貫徹人才培養(yǎng)目標(biāo)，掌握必要的人際交往技巧，并具備良好的溝通能力，實現(xiàn)CDIO的工程教學(xué)模式。

1.2 “汽車電器”課程優(yōu)化

“汽車電器”課程是汽車專業(yè)傳統(tǒng)基礎(chǔ)課程，也是核心課程之一。在本科傳統(tǒng)課程課時壓縮情況下，基于CDIO的理念下我們將課程重新梳理，調(diào)整重點，將相似冗長的內(nèi)容進(jìn)行整合。課程以線路基礎(chǔ)展開，將學(xué)生在“電工電子”課上學(xué)到的知識提煉升華到汽車電器行業(yè)的“語言”。讓學(xué)生有工程實踐的基礎(chǔ)。在內(nèi)容理論層上以工程實踐作為唯一考慮的準(zhǔn)繩，做到“用什么，學(xué)什么”。確定該該層理論知識前，我們首先要看到的是汽車行業(yè)已經(jīng)以換件修理取代傳統(tǒng)的修理方式。就要求我們在教學(xué)中將傳統(tǒng)電器課程中的重點從結(jié)構(gòu)認(rèn)知轉(zhuǎn)移到原理功能認(rèn)知上——淡化結(jié)構(gòu)，重視原理。實踐告訴我們現(xiàn)在汽車故障排除尤其是汽車電器的故障排除更多是要求首先是故障診斷，找到故障點后換新即可。結(jié)構(gòu)修理已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后這個時代的要求。因此，我們將該課程內(nèi)容理論層重新整合成五大部分（如圖1所示）：①電源起動系、②汽車點火系、③照明信號系、④輔助電器系、⑤汽車空調(diào)系。在每一章節(jié)講解中，弱化結(jié)構(gòu)講解。教師多以一個具體車型的電路實例為課程切入點，以線路基礎(chǔ)為工具，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在電路圖的研究中，學(xué)生不知不覺就將本章節(jié)的內(nèi)容進(jìn)行了學(xué)習(xí)和梳理，深入領(lǐng)會了該章節(jié)的知識點。當(dāng)所有的內(nèi)容理論層都學(xué)習(xí)完畢后，我們發(fā)現(xiàn)內(nèi)容理論層的知識是破碎的。這時我們在工具理論層再學(xué)習(xí)一個全新的知識——總線系統(tǒng)。同時，以某個汽車的電路圖實例讓學(xué)生綜合審視前面的知識，并進(jìn)行分組討論，讓每為學(xué)生都來表達(dá)自己的觀點和認(rèn)識。加強(qiáng)交流溝通，完成人際交往層要達(dá)到的目的。總之，通過汽車電器的語言表達(dá)——電路圖，拿著電路線路基礎(chǔ)和總線系統(tǒng)的工具，自主探索和學(xué)習(xí)汽車電器知識，貫徹CDIO的教學(xué)思想。

2 “汽車電器”課程中的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

實踐環(huán)節(jié)是基于CDIO工作過程的教學(xué)法的重要組成。按照教學(xué)大綱規(guī)定的知識點逐條來學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)起來覺得抽象且難以接受。通過實踐教學(xué)，建立學(xué)生的直觀認(rèn)識并將知識點滲透其中。整個教學(xué)過程以學(xué)生為中心，學(xué)生是知識意義的主動構(gòu)建者。作為組織者、指導(dǎo)者、幫助者和促進(jìn)者的教師，主要作用是規(guī)定實踐項目，全程化跟蹤、督促學(xué)生認(rèn)真執(zhí)行[1]。在CDIO工程實踐過程中，以日常4S店、修理廠對整車故障診斷為背景，先給出宏觀、整體的工程概念，當(dāng)學(xué)習(xí)了線路基礎(chǔ)的工具手段后由宏觀到微觀，由整體到局部，將課程分解設(shè)計成25個實踐項目。完成后，通過學(xué)習(xí)總線系統(tǒng)工具完成綜合實踐系統(tǒng)，完成從局部到整體的認(rèn)知過程。讓學(xué)生對課程理解程度到達(dá)新的高度。

（1）構(gòu)思階段

每個實踐環(huán)節(jié)實施時，教師先介紹工程實際背景，講解一些本項目涉及的關(guān)鍵知識點。設(shè)計的實踐項目具有驗證性和自主探索性，課后做好預(yù)習(xí)，深入分析電路圖。每個電路圖提出相應(yīng)的應(yīng)該解決的問題，給每個學(xué)生一個發(fā)散思維的“奇點”，也給學(xué)生一定程度上的挑戰(zhàn)。

（2）設(shè)計階段

學(xué)生查找維修手冊等資料，自主學(xué)習(xí)，自主發(fā)現(xiàn)問題，期間教師起“咨詢師”的作用，對個別有困難的學(xué)生進(jìn)行重點指導(dǎo)。

（3）實施階段

用萬用表等專用工具，查找驗證問題。在這一過程中深入學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)、原理等，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生“發(fā)現(xiàn)問題，解決問題”的能力。學(xué)生在此階段，互相交流，共同完成測試、拆裝、分析等工作。根據(jù)實踐結(jié)果編寫項目報告。教師對學(xué)生的項目完成情況進(jìn)行考核評定。

（4）運(yùn)行階段

由學(xué)生在班上演示自己的實踐結(jié)果，交流自己的心得體會。教師總結(jié)項目設(shè)計過程中的普遍性問題，講授實施過程一般性規(guī)則和問題，并對做得好的學(xué)生進(jìn)行鼓勵和激勵。結(jié)束后，教師再布置一次課后作業(yè)，針對性地鞏固學(xué)習(xí)成果并提出預(yù)習(xí)計劃。

3 結(jié)語

應(yīng)用CDIO的教學(xué)理念，摒棄傳統(tǒng)“汽車電器”課程教學(xué)對教師的思維束縛，極力壓縮結(jié)構(gòu)認(rèn)知教學(xué)內(nèi)容，將“分析汽車電路圖”作為各個知識學(xué)習(xí)手段，將“構(gòu)思→設(shè)計→實施→運(yùn)作”貫穿于課程實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，注重學(xué)生相互交流、相互幫助的團(tuán)隊合作精神。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱向慶，胡均萬，曾輝，等.CDIO工程教育模式的微型項目驅(qū)動教學(xué)法研究[J].實驗技術(shù)與管理，2012，29（11）：159-162.

[2] 王碩旺，洪成文.CDIO美國麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式基于對CDIO課程大綱的解讀[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

[3] 曹淼孫，梁志星.基于CDIO理念的工程專業(yè)教師角色轉(zhuǎn)型[J].高等工程教育研究，2012（1）：88-91.endprint