李夢(mèng)迪+古小敏+朱輝+莊光亮

摘要：CDIO教育理念以產(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。本文遵循理論價(jià)值與實(shí)踐價(jià)值并重的原則，著重探討基于CDIO模式的能源與動(dòng)力工程專業(yè)工程熱力學(xué)課程教學(xué)改革，力求從課程編排、授課方式、課程設(shè)置、考核方式、教師能力提升等方面提出改革建議，為今后工程熱力學(xué)教學(xué)工作提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程熱力學(xué)；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）12-0108-02

CDIO教育理念是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，該理論將構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate）相結(jié)合，注重學(xué)生工程基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，以及個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和工程系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。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，注重啟發(fā)式學(xué)習(xí)，重點(diǎn)放在“做中學(xué)”，是目前被廣泛應(yīng)用的一種教育模式。工程熱力學(xué)研究熱能與其他形式能量相互轉(zhuǎn)化，是能源與動(dòng)力工程專業(yè)（以下簡(jiǎn)稱“能動(dòng)專業(yè)”）必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程之一。在長(zhǎng)期的教學(xué)過(guò)程中，師生大都有“難教難學(xué)”的感受，本文總結(jié)了在CDIO工程教育模式下開(kāi)展工程熱力學(xué)教學(xué)的實(shí)施方案。

一、工程熱力學(xué)的課程特點(diǎn)及教學(xué)現(xiàn)狀

1.課程內(nèi)容抽象、難理解。工程熱力學(xué)理論性與應(yīng)用性并重，其基本理論是從工程實(shí)際出發(fā)，經(jīng)過(guò)抽象、概括和簡(jiǎn)化的方法得出的，并用于指導(dǎo)解決工程實(shí)際問(wèn)題。該課程概念多，且具有抽象性、多義性、模糊性。有些概念比較抽象，如焓與熵的意義，孤立系統(tǒng)熵增原理等，不易理解。

2.授課形式單一、缺乏互動(dòng)環(huán)節(jié)。在授課形式上，大部分教師仍采用填鴨式教學(xué)法，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中處于被動(dòng)地位。教師多根據(jù)自身對(duì)課程的理解及以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)安排整個(gè)教學(xué)過(guò)程，學(xué)生在學(xué)習(xí)中，缺乏提出意見(jiàn)和建議的機(jī)會(huì)和主動(dòng)學(xué)習(xí)探討的興趣。

3.課程安排密集、任務(wù)重。在教學(xué)計(jì)劃安排上，我校能動(dòng)專業(yè)第1—4學(xué)期開(kāi)設(shè)通識(shí)教育課程，第5學(xué)期開(kāi)始，開(kāi)設(shè)專業(yè)基礎(chǔ)課程。工程熱力學(xué)、流體力學(xué)和傳熱學(xué)三門專業(yè)基礎(chǔ)課同時(shí)開(kāi)設(shè)在第5學(xué)期，而學(xué)生剛由通識(shí)教育轉(zhuǎn)為專業(yè)學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)方式、思維模式的轉(zhuǎn)換上還未成熟，如此繁重的學(xué)習(xí)任務(wù)勢(shì)必將影響學(xué)習(xí)效果。

4.考核形式單一、局限性大。在考核方式上，目前采取平時(shí)成績(jī)與考試成績(jī)相結(jié)合的成績(jī)?cè)u(píng)定模式，平時(shí)成績(jī)與期末成績(jī)的分值比例是3∶7。平時(shí)成績(jī)主要包括學(xué)生的出勤、作業(yè)完成情況及學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績(jī)，各占總評(píng)成績(jī)的10%。在這種考核方式下，學(xué)生往往將學(xué)習(xí)精力集中于應(yīng)對(duì)期末考試，對(duì)課程內(nèi)容不求甚解，對(duì)于分值較小的實(shí)踐操作不加重視，不益于學(xué)生綜合能力培養(yǎng)。

二、CDIO教育模式下的工程熱力學(xué)教學(xué)實(shí)施方案

我校依托航空航天領(lǐng)域，致力于建設(shè)機(jī)械類、能源類、電子信息類以及航空旅游類等專業(yè)為一體的綜合性應(yīng)用型本科院校，將培養(yǎng)應(yīng)用型人才作為育人目標(biāo)并貫徹始終，此培養(yǎng)理念與CDIO模式不謀而合。自2014年起，能動(dòng)專業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)在2014、2015級(jí)課程教學(xué)中引入CDIO教育模式，實(shí)踐證明這種以工程應(yīng)用與能力培養(yǎng)為核心，以工程項(xiàng)目全周期為主線的教育思想適應(yīng)應(yīng)用型本科教育需求。

1.基于構(gòu)思（Conceive）理念的啟發(fā)式、散點(diǎn)式教學(xué)方式。CDIO模式的專業(yè)目標(biāo)是把產(chǎn)品、過(guò)程或系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行作為工程教育的環(huán)境?；诖死砟?，教師在課程編排構(gòu)思上，應(yīng)根據(jù)課程的特點(diǎn)，盡量地將理論系統(tǒng)化、實(shí)際化，將理論知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合，列舉工程實(shí)例以幫助學(xué)生理解。將知識(shí)化整為零，分解細(xì)化，突出重點(diǎn)，讓專業(yè)基礎(chǔ)課為專業(yè)服務(wù)，同時(shí)也能適當(dāng)減輕學(xué)生的課業(yè)壓力。在教學(xué)過(guò)程中，多采用提問(wèn)式和啟發(fā)式教學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，力求做到課程設(shè)計(jì)構(gòu)思皆以學(xué)生為主體，以此為指導(dǎo)思想安排整個(gè)課程教學(xué)。

2.基于設(shè)計(jì)（Design）理念的多元化、階段化的呈現(xiàn)形式。CDIO模式的核心思想是以產(chǎn)品為導(dǎo)向、受眾為主體指導(dǎo)整個(gè)生產(chǎn)學(xué)習(xí)過(guò)程?；诖怂枷?，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)之初，應(yīng)結(jié)合本校學(xué)生的實(shí)際情況，預(yù)測(cè)學(xué)生對(duì)課程的理解掌握程度，以此為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)度及授課形式。在課程教學(xué)過(guò)程中，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)掌握的實(shí)際情況調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)，達(dá)到最佳教學(xué)效果。在課程呈現(xiàn)方式上，工程熱力學(xué)涉及大量的數(shù)學(xué)公式，且公式間聯(lián)系緊密，應(yīng)多采用多媒體與傳統(tǒng)板書相結(jié)合進(jìn)行。在教課課件的制作上，應(yīng)多結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)成果開(kāi)發(fā)交互性好的多媒體資源，充分發(fā)揮多媒體授課的優(yōu)勢(shì)，在多媒體中多使用圖表、插入音頻、視頻材料，直觀展現(xiàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

3.基于實(shí)現(xiàn)（Implement）理念的實(shí)驗(yàn)性、任務(wù)性課程結(jié)構(gòu)編排。CDIO模式倡導(dǎo)技術(shù)知識(shí)和能力的教學(xué)實(shí)踐上以產(chǎn)品、過(guò)程或系統(tǒng)的生產(chǎn)周期作為工程教育的框架或環(huán)境。具體到本課程，以實(shí)驗(yàn)服務(wù)于理論、理論指導(dǎo)實(shí)踐的教學(xué)思想為指導(dǎo)，將理論知識(shí)與實(shí)際熱力學(xué)過(guò)程的有效鏈接。過(guò)去工程熱力學(xué)的實(shí)踐課比重小，且實(shí)踐類型單一，不利于學(xué)生綜合實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在新的教學(xué)中，增加了部分探索性及半開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生提出自行提出實(shí)驗(yàn)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，取得了良好的教學(xué)效果。

4.基于運(yùn)作（Operate）理念的全方位、多指標(biāo)考核模式。傳統(tǒng)的成績(jī)?cè)u(píng)定模式偏重于理論知識(shí)的考核而忽略對(duì)學(xué)生其他方面能力培養(yǎng)的引導(dǎo)，不益于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。CDIO模式要求基本個(gè)人能力、人際能力和對(duì)產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的構(gòu)建能力在多大程度上滿足專業(yè)目標(biāo)并能夠經(jīng)過(guò)專業(yè)利益相關(guān)者的檢驗(yàn)。對(duì)學(xué)生的基本個(gè)人能力和人際能力、產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)構(gòu)建能力以及學(xué)科知識(shí)應(yīng)融入專業(yè)考核之中。為此，我們將考核重點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榭疾閷W(xué)生綜合能力，將CDIO模式的運(yùn)作理念融入到成績(jī)?cè)u(píng)定中，采用多角度的復(fù)合標(biāo)準(zhǔn)，主要考查學(xué)生理論知識(shí)、實(shí)踐能力、課程設(shè)計(jì)、作業(yè)完成、課程總結(jié)等方面，按照40%、20%、20%、10%、10%的成績(jī)比例給定。

5.以CDIO模式為指導(dǎo)，注重教師自我能力提升。教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引路人，其個(gè)人能力、專業(yè)素養(yǎng)在很大程度將都將直接影響學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。我校目前能動(dòng)專業(yè)教師大都以中青年為主，專業(yè)能力、授課經(jīng)驗(yàn)都有待提高，CDIO模式對(duì)教師基本個(gè)人能力和人際能力以及產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)構(gòu)建能力都有較高要求。在完成課業(yè)工作的同時(shí)，教師還應(yīng)努力提升在一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)、運(yùn)用主動(dòng)和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法以及學(xué)生考核等方面的能力。為此，每年我校針對(duì)每個(gè)本科專業(yè)選送1名骨干教師去德國(guó)進(jìn)修學(xué)習(xí)先進(jìn)工程教育理念。為提升教師的工程能力，每年安排1—2名青年教師去企業(yè)參與相關(guān)的工程項(xiàng)目。

三、結(jié)束語(yǔ)

本文總結(jié)近年來(lái)我校在CDIO教育模式下開(kāi)展工程熱力學(xué)教學(xué)的具體做法。從實(shí)際效果看，基于工程教育理念的課程教學(xué)成效明顯，可適應(yīng)于應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)目標(biāo)需求。然而，在實(shí)際推行CDIO工程教學(xué)過(guò)程中，仍面臨諸多方面的挑戰(zhàn)，如工程教育強(qiáng)調(diào)教學(xué)過(guò)程的互動(dòng)與協(xié)作，這要求實(shí)施小班教學(xué)，對(duì)于每屆招收120人左右的學(xué)生規(guī)模，相比傳統(tǒng)的大班授課，這無(wú)疑增加了教學(xué)成本。對(duì)于師資隊(duì)伍相對(duì)薄弱的地方應(yīng)用型本科院校，新的教學(xué)模式導(dǎo)致教師工作負(fù)荷顯著增大，如何保證教師的工作熱情和精力也是當(dāng)前面臨的主要困難。

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