陳顯明

（肇慶學(xué)院 電子信息與機(jī)電工程學(xué)院,廣東 肇慶 526061）

1 概述

目前，中外企業(yè)對(duì)于我國(guó)工程教育質(zhì)量的共同反映是∶畢業(yè)生普遍缺乏對(duì)現(xiàn)代企業(yè)工作流程和文化的了解，上崗適應(yīng)慢，缺乏團(tuán)隊(duì)工作經(jīng)驗(yàn)，溝通能力、動(dòng)手能力較差，缺乏創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，職業(yè)道德、敬業(yè)精神等人文素質(zhì)薄弱.凡此種種，皆難以適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)的需要.出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是多方面的，其中最大的問(wèn)題是我國(guó)高等工程教育在教育理念、培養(yǎng)目標(biāo)、辦學(xué)機(jī)制、師資力量、課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容和方法、評(píng)價(jià)體系等方面都不同程度的存在著問(wèn)題，其中，理論脫離實(shí)際、實(shí)踐環(huán)節(jié)薄弱、產(chǎn)學(xué)脫節(jié)的問(wèn)題尤為嚴(yán)重.企業(yè)界認(rèn)為“未來(lái)工程師”應(yīng)具備以下8個(gè)方面的能力∶1）扎實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ);2）分析、解決問(wèn)題的能力;3）創(chuàng)新能力;4）實(shí)踐能力;5）多學(xué)科交叉的工程綜合能力;6）交流與協(xié)作能力;7）正確的價(jià)值觀;8）終身學(xué)習(xí)的能力[1].為應(yīng)對(duì)未來(lái)發(fā)展的需要，培養(yǎng)未來(lái)工程界的領(lǐng)軍人物，需要一種跟得上時(shí)代要求和工程技術(shù)發(fā)展要求的培養(yǎng)理念和課程計(jì)劃.

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，由麻省理工學(xué)院、瑞典皇家工學(xué)院等大學(xué)最先提出.CDIO代表構(gòu)思（conceive）、設(shè)計(jì)（design）、實(shí)現(xiàn)（implement）和運(yùn)作（operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程.它是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”(Project based education and learning)的集中概括和抽象表達(dá)[2].迄今為止，已有幾十所世界著名大學(xué)加入了CDIO國(guó)際組織，這些學(xué)校的機(jī)械系和航空航天系已全面采用了CDIO工程教育模式，取得了非常好的效果.2008年5月，經(jīng)教育部高教司批準(zhǔn)，“中國(guó)CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐”課題組成立.課題組的任務(wù)是通過(guò)搭建交流合作平臺(tái)、整合各校資源、采取聯(lián)合攻關(guān)等措施，探索并最終形成中國(guó)特色的工程教育模式.2010年3月，教育部公布了“CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐課題組”試點(diǎn)工作組13所高校成員名單，設(shè)電氣、機(jī)械、土木、化工4個(gè)專業(yè)組.試點(diǎn)工作組不僅開(kāi)通了中國(guó)CDIO網(wǎng)站，舉辦了CDIO工程教育模式試點(diǎn)高校骨干教師培訓(xùn)班，各專業(yè)組還按計(jì)劃相繼開(kāi)展了試點(diǎn)工作，并形成系列具體成果.2010年工作組將繼續(xù)加強(qiáng)課程大綱、專業(yè)教學(xué)大綱、專業(yè)課程計(jì)劃等CDIO教學(xué)文件標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，形成科學(xué)的CDIO范式，用以指導(dǎo)具體教學(xué)工作，形成適用于國(guó)內(nèi)工科高校改革的教學(xué)組織運(yùn)行參考標(biāo)準(zhǔn).

2 CDIO模式在“機(jī)械工程材料”教學(xué)中的重要性

機(jī)械工程材料課程是為機(jī)械類本科生開(kāi)設(shè)的必修課，開(kāi)設(shè)本課程的主要目的是使學(xué)生掌握金屬材料、非金屬材料、材料熱處理以及材料選用等方面的技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí).本課程的任務(wù)是結(jié)合校內(nèi)金屬工業(yè)教學(xué)實(shí)習(xí)，使學(xué)生通過(guò)工程材料基礎(chǔ)知識(shí)、材料熱處理及材料選用基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，獲得常用機(jī)械工程材料方面的實(shí)踐應(yīng)用能力，也為進(jìn)一步學(xué)習(xí)毛坯成型和零件加工知識(shí)及課程設(shè)計(jì)、制造工藝奠定必要的基礎(chǔ).在教學(xué)實(shí)踐中，很多學(xué)生對(duì)該門課程的掌握情況并不理想.目前的教學(xué)模式，多是以教師為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式，教師對(duì)教學(xué)過(guò)程有著絕對(duì)的權(quán)威和決定權(quán)，學(xué)生是在教師的指導(dǎo)和要求下進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn).這樣不僅不能激發(fā)學(xué)生的求知欲和參與教學(xué)活動(dòng)的熱情，反而使學(xué)生的創(chuàng)造性難以發(fā)揮，其自主學(xué)習(xí)能力也難以養(yǎng)成，還易造成大學(xué)生對(duì)教師和課堂的過(guò)分依賴.CDIO理念系統(tǒng)提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實(shí)施以及檢驗(yàn)測(cè)評(píng)的12條標(biāo)準(zhǔn).這些標(biāo)準(zhǔn)包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、一體化教學(xué)計(jì)劃、綜合性學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、主動(dòng)學(xué)習(xí)、教師教學(xué)能力的提高、專業(yè)評(píng)估等要求.教師在“機(jī)械工程材料”教學(xué)中按照CDIO的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行教與學(xué)，將會(huì)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力、學(xué)術(shù)知識(shí)和運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力，乃至終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)工作能力方面起到極其重要的作用.

3 CDIO模式下“機(jī)械工程材料”的教學(xué)目標(biāo)和大綱

“機(jī)械工程材料”舊的教學(xué)大綱只包含表1的第1級(jí)，它突出理論知識(shí)的理解與掌握.由于沒(méi)有強(qiáng)調(diào)工程能力的培養(yǎng)，在教學(xué)過(guò)程中教師往往偏重理論知識(shí)的講解，開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)課也是驗(yàn)證性的，這勢(shì)必造成學(xué)生畢業(yè)后要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間才能溶入工程實(shí)踐中.CDIO模式一開(kāi)始就以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力、學(xué)術(shù)知識(shí)水平和運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力作為自己的目標(biāo)，因此CDIO模式的教學(xué)大綱中包含了第2,3,4級(jí)的內(nèi)容.在大綱中對(duì)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神以及工程系統(tǒng)的構(gòu)建都提出了較高要求.

表1 CDIO模式下《機(jī)械工程材料》教學(xué)大綱[3]

4 教學(xué)方法設(shè)計(jì)

CDIO模式重在培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，因此我們?cè)诮虒W(xué)中增加了許多學(xué)生項(xiàng)目執(zhí)行和運(yùn)作時(shí)間，而總的教學(xué)課時(shí)不變，則授課時(shí)間必然要進(jìn)行壓縮.這樣就要求教師對(duì)授課內(nèi)容做到精挑細(xì)選，時(shí)間安排要合理緊湊，教學(xué)方法要靈活多樣.

整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為2個(gè)模塊：一為“教”模塊;二為“學(xué)”模塊，如圖1所示.在以往的教學(xué)模式下，“教”模塊基本上都是任課教師的講授活動(dòng)；而在CDIO模式下，“教”模塊除了課堂上任課教師的講授活動(dòng)外，還要將講授活動(dòng)溶入到學(xué)校、企業(yè)和社會(huì)的大環(huán)境中，讓其與實(shí)際緊密相連.具體做法如下：

1）授課形式更加多樣，增加了大量自學(xué)知識(shí)和討論課程.教師讓學(xué)生就某一主題搜集資料、發(fā)言討論，之后同學(xué)和老師一起進(jìn)行點(diǎn)評(píng).這些討論題有些是關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，有些是綜合性的知識(shí)，能達(dá)到擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面、調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性、培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問(wèn)題和激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作激情的目的.注重師生交流，活躍課堂氣氛，促進(jìn)學(xué)生自主思考提出問(wèn)題、解答問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生潛能.

2）多做一些案例分析和討論.我們充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源給學(xué)生提供大量的圖表、圖片及專題背景資料，這樣既可以增加課堂信息量，又有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有助于調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效率.

3）多搞一些講座，請(qǐng)企業(yè)工程師或具有工程背景的專家學(xué)者給學(xué)生做工程分析.例如：我們請(qǐng)一位教授來(lái)講失效分析時(shí)，他介紹了廣河輪主機(jī)曲軸斷裂事故的前因后果，使得學(xué)生對(duì)工程選材有了較深的感性認(rèn)識(shí).

4）充分發(fā)揮校企合作優(yōu)勢(shì)，讓學(xué)生有更多機(jī)會(huì)接觸并加入到工程項(xiàng)目中.肇慶的鴻泰、鴻圖等企業(yè)都和我們有良好的合作關(guān)系，它們主要生產(chǎn)鋁合金壓鑄件.在講授“機(jī)械工程材料”時(shí)可以讓學(xué)生到這些企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，參與到一些項(xiàng)目中去.

“學(xué)”模塊指的是學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng).由于CDIO模式重在培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，因此要積極發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性.這種主觀能動(dòng)性主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1）要更加注重培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力.由于授課時(shí)間壓縮，為達(dá)到較高的學(xué)習(xí)質(zhì)量，勢(shì)必要求學(xué)生增加自學(xué)時(shí)間，提高自學(xué)效率.

2）學(xué)生在課堂上要積級(jí)主動(dòng)學(xué)習(xí)，與教師形成互動(dòng).要求學(xué)生要更善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和剖析問(wèn)題.

3）要求學(xué)生閱讀一定量的文獻(xiàn)資料,并定期開(kāi)展讀書(shū)交流活動(dòng).目的是促進(jìn)學(xué)生讀書(shū),培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力，并使學(xué)生能互相學(xué)習(xí)、取長(zhǎng)補(bǔ)短.

4）要求學(xué)生在接觸或參與項(xiàng)目的過(guò)程中要發(fā)揚(yáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，遇到問(wèn)題時(shí)要群策群力、互相幫助解決問(wèn)題.

5）引導(dǎo)學(xué)生要善于從互聯(lián)網(wǎng)上獲取資料和尋求幫助，甚至是獲得問(wèn)題的解決方法.

圖1 CDIO模式下的教學(xué)活動(dòng)

5 評(píng)價(jià)方法設(shè)計(jì)

CDIO模式下的教學(xué)必須轉(zhuǎn)變?cè)u(píng)價(jià)體系，將過(guò)去的知識(shí)本位評(píng)價(jià)方式轉(zhuǎn)變?yōu)橐阅芰楸疚坏脑u(píng)價(jià)方式.在“機(jī)械工程材料”的授課過(guò)程中，項(xiàng)目實(shí)踐應(yīng)放在突出位置.在課程實(shí)踐項(xiàng)目中，我們要求學(xué)生自己挑選一種配方試制一種常規(guī)鋁合金，內(nèi)容包括配方設(shè)計(jì)、鋁合金熔鑄、組織分析、性能測(cè)試、熱處理等.教師從中只起引導(dǎo)作用，通過(guò)專題講座、技術(shù)研討、案例研究等形式啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維.

對(duì)項(xiàng)目執(zhí)行過(guò)程的評(píng)價(jià)原則是以知識(shí)運(yùn)用的“合理性”為主.學(xué)生對(duì)材料制備的每個(gè)環(huán)節(jié)都應(yīng)能拿出充足的理由說(shuō)明其設(shè)計(jì)與執(zhí)行的合理性，并有適當(dāng)?shù)姆治雠c思辨.成績(jī)?cè)u(píng)定以學(xué)生的實(shí)際表現(xiàn)和工作成果為依據(jù)，具體分值分配如下：項(xiàng)目執(zhí)行成果占40%；課堂表現(xiàn)(包括主動(dòng)學(xué)習(xí)、主動(dòng)思考和提問(wèn)交流)占20%；理論學(xué)習(xí)占40%.

CDIO標(biāo)準(zhǔn)中還有對(duì)教學(xué)質(zhì)量的評(píng)價(jià).CDIO的目標(biāo)就是培養(yǎng)應(yīng)用型工程人才，因此能否滿足企業(yè)的需求是其評(píng)價(jià)的最終標(biāo)準(zhǔn).在授課過(guò)程中企業(yè)的評(píng)價(jià)往往存在滯后性，因此院系領(lǐng)導(dǎo)、同行教師及教學(xué)督導(dǎo)員的聽(tīng)課評(píng)價(jià)、教學(xué)質(zhì)量學(xué)生聯(lián)系小組的評(píng)價(jià)、授課學(xué)生的評(píng)教活動(dòng)等仍是有效的評(píng)價(jià)機(jī)制.

6 結(jié)束語(yǔ)

“機(jī)械工程材料”課程系統(tǒng)性和實(shí)踐性都很強(qiáng)，比較適合新型的授課方式.教師應(yīng)通過(guò)豐富多彩的授課形式，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，使之在實(shí)踐中學(xué)習(xí)和提高.

[1] 畢睿華,劉海濤,李軍.基于CDIO模式下電力系統(tǒng)分析課程教學(xué)的探討[J].南京工程學(xué)院學(xué)報(bào):社會(huì)科學(xué)版,2009,9(3): 65-68.

[2] 鞠晨鳴,徐建,李濤.“未來(lái)工程師”能力的集中培養(yǎng)大平臺(tái)建設(shè)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2010,29(4):158-161.

[3] 李庚英,趙曉華,熊光晶.“土木工程材料”CDIO模式的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].高等工程教育,2009(5):41-43.