基于CDIO模式的理論課教學實踐探索

趙健 張西龍

【摘要】簡要分析高校傳統(tǒng)教學法存在的不足，引入CDIO工程教育理念解決理論教學工作存在的問題;以“液壓與氣壓傳動”課程為例，通過教學、討論、座談、實踐、總結等多種途徑進行教學實踐，通過考核反饋檢驗學生對理論教學工作的實際成效，達到自主學習、學以創(chuàng)新、學以致用的目的。

【關鍵詞】液壓與氣壓傳動 CDIO模式 教學模型 討論課 理論教學

一、引言

隨著時代的進步和科技的飛速發(fā)展，各行各業(yè)競爭不斷激烈，單位對人才質量的要求也不斷提高，知識性、實用性、高素質性人才需求也成為社會的普遍共識，為社會和企業(yè)輸送高質量的實用性人才就成了高校教育教學的第一大任務，知識單一化、理論教條化的人才已不適用于當今時代的要求，改變陳舊培養(yǎng)模式已勢在必行。美國麻省理工學院、瑞典皇家工學院等世界知名高校創(chuàng)立的CDIO教育模式能夠解決這方面問題，這是一種全新的教學應用模式，其基本理念就是在教育教學過程中，將學生放在重要位置，想他們之所想，走進他們的心理深處，用不同的教學方式方法快速調動他們的學習積極性，使其變被動為主動，變懶惰為勤奮，從“強迫學”到“我要學”的心理轉變，以積極主動的心態(tài)獲取知識，將獲取知識的過程變得輕松自然，使學生自身有一種“獲得感”和“榮譽感”，為素質教育提供了有力的教學模版。CDIO教學模式是構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）等環(huán)節(jié)的綜合，涵蓋各個環(huán)節(jié)，內容涉及面廣、理論深奧，本文只從課程理論教學的角度來運用此模式，分析教學中存在的問題，解剖00后大學生的學習心態(tài)，解決他們求知過程中想獲得什么又如何獲得等問題，從而達到預定的教學目標。

二、理論課教學引入CDIO模式的必要性

當今社會正處在經濟飛速超越式發(fā)展的階段，網絡化、信息化、智能化已成為當今社會的一大特點，高校畢業(yè)生應順應時代的潮流，符合時代的要求，轉變觀念，迎難而上，樹立正確的人生觀價值觀。這就要求我們在教學工作中從點滴做起，分析每一個教學環(huán)節(jié)中存在的問題，分析新時代大學生的心理，走進他們的內心世界，因勢利導，有的放矢，改進有礙于他們自身發(fā)展的不利因素，使他們在學知識的過程中擁有獲得感、成就感，以CDIO模式要求的使學生以積極主動地方式去獲取知識，以積極向上的心態(tài)去迎接各種挑戰(zhàn)。

學然后知不足，教然后知困，知不足，然后能自反也;知困，然后能自強也。在長期理論課的教學過程中發(fā)現很多問題，這些問題日積月累，最終形成“我講你聽，我做你看”“預習—聽課—復習—考試”公式化的教學方法，既不利于調動教師的教學積極性，削弱了學生自身獲取知識的欲望，學生完全靠死記硬背的方法通過檢驗，這有悖于時代對人才的需求標準，不利于他們今后的發(fā)展。造成這種現象的原因是多方面的，既有學生自身的原因，也有教師本身教學理念陳舊的因素。當代大學生特別是“00后”大學生，他們在一個溫馨的社會氛圍中長大，生活優(yōu)越，衣食無憂，過著“手機不離手，行路低頭走”的優(yōu)雅學校生活。有的學生不喜歡自己所學專業(yè)，一直持有排斥思想。在傳統(tǒng)的教學模式中很容易造成學生“被動學、強迫學”的現象，因為學生的內心已經形成了一種“你不說我不學，你不教我不進”的邏輯思維。有些學生整日遨游于手機游戲中，在游戲中獲取自信和喜悅，課堂上人在教室心在外，早就把學習給遺忘掉了，造成最后重修、留級的結局。作為教師在教學實踐中應該及時發(fā)現身邊學生存在的種種問題，面對新時代大學生的行為舉止，改變教學思路，探索一種新的教學模式去改變現狀。CDIO教學模式適應現代教學的需要，循序漸進地開發(fā)學生的學習興趣，讓他們輕松學習、快樂學習，自己主動去發(fā)現問題解決問題，在接納、學習知識的同時養(yǎng)成一個愛鉆研愛挑戰(zhàn)的好習慣，開創(chuàng)一個嶄新的教育教學模式。

三、CDIO框架下的課堂教學模型

有效的課堂教學方案的制定是由多因素多環(huán)節(jié)決定的，在CDIO教學模式的框架下，應處理好各環(huán)節(jié)的有機結合，其根本內涵是從固定式、公式化的教學方式中走出來，利用開放式的教學手段，采用適合學生樂意接受的具體教學方法，如啟發(fā)式教學、引導式教學、討論式教學及實踐式教學等，來激發(fā)學生的想象力，開發(fā)他們潛在的求知原動力。如圖1所示，是在CDIO開放教學模型框架下的課堂教學模型的建立。教學組織過程中，教師起到決定性作用。合理安排教學內容，對每章的內容都要進行梳理，將重點、難點內容講清楚講透徹，提示學生為什么要掌握、掌握什么、用什么方法去掌握，交代清楚這部分內容在后繼課學習及今后畢業(yè)工作中的重要性，其目的就是要強化他們對知識內容的重視程度。其他內容可采用提示法教學、抽查的方法檢驗其學習效果。

圖1所示為課堂教學模型，在教學過程的實施中，為提高教學成效，提高學生的自主學習能力，應努力處理好教師與學生之間的關系，將學生放在重要位置，善于觀察每位學生的學習動向，多采用啟發(fā)式、引導式的方法，多鼓勵表揚表現好的學生，從而帶動整個班級學生向好的方向發(fā)展。在對知識穩(wěn)固和知識的擴展方面，開展討論課實踐課的方式，檢驗知識的實用性。利用這種方式可以培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，學生在學到課外知識的同時，加深了對知識的理解和應用;通過同學之間的溝通與交流，加深了團隊精神，提高了學生的綜合素質，為實用性人才的培養(yǎng)及素質教育奠定基礎。

四、《液壓與氣壓傳動》課程應用CDIO模式的教學實施

《液壓與氣壓傳動》是工科相關專業(yè)領域中必修的一門專業(yè)基礎課程，課程知識有一定的專業(yè)性，既有理論知識講解也有應用事例驗證。根據課程的知識結構和內容，科學合理地將CDIO教學模式運用于理論教學中，探索一種教學改革新途徑，來調動學生的學習積極性，將學生融入到課程教學的各環(huán)節(jié)，因勢利導，想學生之所想，調動學生的興趣感和參與感，調動他們的主動能動性，消除其被動性懶散性，使其迅速進入狀態(tài)，提高理論教學的成效性，達到事半功倍的目的。

1.基于CDIO模式實施的單元內容

基于CDIO教學模式理念，《液壓與氣壓傳動》課程內容的設置項目應符合課程本身的知識體系，還應兼顧學生對核心內容的關注度，因人而異，因材施教，協作共進，其目標是達到學生綜合運用能力的加強和創(chuàng)造性思維能力的提升，從中增強學生自主學習的興趣性和獲得感?；A內容包括液壓流體力學、液壓泵、液壓馬達、液壓缸、液壓輔件、基本回路、典型液壓系統(tǒng)、氣壓傳動等，其基礎內容是各個元件的結構原理部分，它們是了解掌握系統(tǒng)回路的基礎點，對分析設計系統(tǒng)起到關鍵作用。由于零件多、結構圖復雜，容易引起學生的乏味感和排斥感，影響他們對進一步學習的興趣。例如，泄壓回路中安裝帶泄壓小閥芯的壓力控制閥，如果不明白此閥的原理，知其然不知其所以然，學生就會死記硬背、應付到底。為了達到知識的融會貫通，應合理設計單元內容，科學安排知識結構，避免照本宣科和知識的機械羅列，應進行課本內容的規(guī)劃整理，注重知識的前后銜接，為學生學習能力的提升創(chuàng)造條件。圖2所示，列出了對理論教學的規(guī)劃方案，采用不同途徑，從不同角度增強學生的學習自信心和創(chuàng)造力。

2.建立在理論教學平臺上的討論課實施過程

理論課的教學過程中，在梳理整理好課程內容基礎上，有重點地引導學生如何理解消化基本概念、基本理論。例如，壓力、流量、功率和效率等概念貫穿于《液壓與氣壓傳動》課程的始終，在分析系統(tǒng)原理及性能特性時都離不開它們，在理論教學中應積極引導、重點強調，將它們烙印在學生的大腦意識中，使他們的學習具有針對性和目標性。在知識的消化吸收和創(chuàng)新方面，附加討論課的環(huán)節(jié)，如圖3所示，讓學生主動上講臺進行自做PPT課件演示、分組討論核心內容、寫分析討論報告等形式來增強學生的自主學習能力，增強團隊精神，啟動學生的學習原動力，挖掘他們的學習潛力。在這些環(huán)節(jié)實施過程中，應根據不同的專業(yè)方向，有針對性地設計討論課的題目，讓學生意識到該課程在他們今后學習工作中的重要性，同時也培養(yǎng)了他們查閱與專業(yè)方向有關的書籍和資料的能力，增強他們獲取知識的欲望，培養(yǎng)分析問題解決問題的能力。

在討論課實踐中，為便于順利實施各環(huán)節(jié)內容，應科學合理地制定出具體實施方案;為強化管理，引入考核機制。根據課程學時數，安排課內2～3學時及課外2～4學時的討論課，將學生分成幾個討論組，每組5～7人為宜。選出小組組長，負責本組的協調和組織工作，歸納整理小組成員遇到的問題，制定解決問題的方案。成員經過小組討論、查閱有關書籍資料，每個人要求按標準格式寫出一份三千字左右的討論報告，將自己的討論內容及結論體現在報告中。在小組每位成員的共同努力下，要求每個小組成員共同完成制作一份PPT課件，派代表走上講臺向全班同學進行演示。演示過程中，為凝聚學生攝取知識的向心力，本著“一個都不能少”的思想，賦予每位學生發(fā)言權，鼓勵他們去發(fā)現問題，大膽發(fā)表自己的意見和見解，促成“共同學習、共同進步”的良好學風。在討論課的考核過程中，重點考查學生的綜合運用能力，將學過的知識如何運用到與專業(yè)有關的領域中，怎么去解決實際中的問題。鼓勵學生大膽思考、勇于創(chuàng)新，通過不同途徑主動查閱相關資料，獲取最新知識信息，擴展知識面，加深對課本內容的理解和掌握。根據每位學生討論報告的內容、解決問題的能力、平時的表現等環(huán)節(jié)進行定量化考核，將量化結果按比例列入課程總評中。

3.成效反饋

在理論教學新模式的實施過程中，通過每位同學的大力配合，初見成效。通過《課程講授效果反饋座談記錄》和《課程學習過程問題反饋》來看，有近95%的學生選擇“非常滿意”選項，有5%的學生選擇“滿意”選項。他們在課堂學習過程中有一種“新鮮”的味道，感覺自己在擴展知識面的同時，同學之間增多了交流，強化了協作，對自己所學的專業(yè)充滿了信心。

最終的考核要考慮多方面因素，卷面、實驗、討論課、作業(yè)、創(chuàng)新、出勤等各環(huán)節(jié)按適當比例并入總成績的評定中，綜合考察學生對課程的掌握程度。在試卷的內容上應顯示出知識的全面性和針對性，加入一些與專業(yè)有關的實踐類題目，來激發(fā)學生學習課程的主動性、目標性，減少被動性、盲從性。例如，車輛工程、汽車服務等專業(yè)，在試卷中“系統(tǒng)分析”的考察中，加入了車輛上常用的液壓氣壓系統(tǒng)部分，將課程學習與專業(yè)方向有機結合起來，增進他們對所學專業(yè)的認知感。圖4所示的成績分布，考試課程是《液壓與氣壓傳動》，考察對象是汽車服務工程專業(yè)不同年級各53位學生，兩個年級分別采用不同教學模式。在CDIO教學理論指導下，利用在理論課教學中加入討論課的手段，加深了學生對理論知識的理解和消化，提升了學生自我學習的能力，優(yōu)良率有所提高，不及格率相對下降。在學生上交的各種材料（如討論報告、PPT講稿、作業(yè)、實驗報告等）中，也可看出學生的努力程度，反映出改善理論教學模式的必要性、可行性、成效性。

五、結束語

通過教學模式的改變，對學生的影響是多方面的，學生學習過程中存在的不足通過教學方式和手段的改善是可以克服的。板書式教學、強制性學習對當代大學生效果微乎其微，對挖掘他們的潛能、開發(fā)他們的智力幫助不大。隨著經濟的飛速發(fā)展，綜合素質人才的培養(yǎng)迫在眉睫，要求在教學工作中轉變思路、克服不足，向有利于學生綜合發(fā)展的方向努力。在理論教學中探索新的教學方法、采取新的教學手段，有利于學生全方位發(fā)展。通過不同形式的教學模式嘗試來培養(yǎng)他們的個人能力，激發(fā)他們學習自信、克服其懶惰思想、增強其團隊意識，達到綜合素質全面提高。

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