張挺 何永玲

摘要：CDIO理念是當(dāng)今工程教育改革的一種參考模式。將CDIO理念與課程教學(xué)有機(jī)融合，對(duì)《工程制圖》課程教學(xué)大綱在課程目標(biāo)、能力分析、教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)、教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)評(píng)價(jià)五個(gè)方面進(jìn)行改革。并以改革后的教學(xué)大綱指導(dǎo)教學(xué)實(shí)踐，取得了良好的效果。為進(jìn)一步制定、完善符合CDIO理念的標(biāo)準(zhǔn)化的課程教學(xué)核心文件提供了參考。

關(guān)鍵詞：CDIO;工程制圖;教學(xué)大綱

中圖分類號(hào)：G642??? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：CN61-1487-（2019）20-0104-03

前言

CDIO工程教育是在Knut and Alice Wallenberg基金會(huì)資助下，MIT、林雪平大學(xué)、瑞典查爾摩斯工業(yè)大學(xué)、瑞典皇家工學(xué)院通過共同探索研究創(chuàng)立的教育模式。2004年國際合作組織成立，并以CDIO命名。2005年逐步引進(jìn)中國，在之后的短短幾年中產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響，汕頭大學(xué)在2005開始進(jìn)行CDIO工程教育的創(chuàng)新改革，并構(gòu)建了EIP-CDIO工程教育模式，進(jìn)行項(xiàng)目管理設(shè)計(jì)。2016年初，“全國CDIO工程教育聯(lián)盟”成立大會(huì)在廣東汕頭舉行開幕儀式?，F(xiàn)階段，全國在開展CDIO試點(diǎn)工作的高校共有40所，規(guī)模仍在持續(xù)擴(kuò)大。CDIO是英語“理念”（Conceive）、“設(shè)計(jì)”（Design）、“實(shí)現(xiàn)”（Implement）及“運(yùn)作”（Operate）的縮寫，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品的運(yùn)行、維護(hù)和廢棄的全生命周期為載體，建立相互支撐一體化和課程體系之間的有機(jī)聯(lián)系，希望學(xué)生能夠主動(dòng)地實(shí)踐課程內(nèi)容，并將課程之間有機(jī)聯(lián)系的方法融會(huì)貫通。CDIO的培養(yǎng)大綱從工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面來劃分工程畢業(yè)生的能力，大綱要求從綜合素質(zhì)方面使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)進(jìn)而完成培養(yǎng)計(jì)劃。相比其他工程教育改革，CDIO是一個(gè)具有國際性、廣泛性及全面性和系統(tǒng)性的工程教育改革。

《工程制圖》是機(jī)械工程、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等專業(yè)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課，是一門理論性與實(shí)踐性結(jié)合的基礎(chǔ)課程。主要研究制圖方法及閱讀工程的實(shí)踐，通過學(xué)習(xí)這門課程，學(xué)生應(yīng)掌握應(yīng)用正投影法的空間幾何問題的圖示及圖解辦法以及理論知識(shí)：具備空間想象能力和空間構(gòu)思能力;學(xué)會(huì)用正投影法繪制和閱讀機(jī)械圖樣;同時(shí)還為學(xué)生學(xué)習(xí)后續(xù)課程以及完成課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。

北部灣大學(xué)機(jī)械與船舶海洋工程學(xué)院對(duì)于CDIO理念在機(jī)械工程本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)方面進(jìn)行過一定的研究與實(shí)踐，并取得了一定成果。本項(xiàng)目則致力于制定出標(biāo)準(zhǔn)化的課程教學(xué)核心文件，因此對(duì)《工程制圖》課程的教學(xué)大綱進(jìn)行了改革探索。

一、CDIO理念與《工程制圖》課程的融合

將CDIO理念與課程教學(xué)有機(jī)融合，是本次教學(xué)大綱改革的核心指導(dǎo)思想。以船舶制造行業(yè)為背景，選擇船舶修造中使用的起重機(jī)械為工程制圖課程實(shí)踐環(huán)節(jié)的主要對(duì)象并設(shè)計(jì)項(xiàng)目，將工程制圖課程需培養(yǎng)的能力目標(biāo)分配到各項(xiàng)目中。參考CDIO理念將產(chǎn)品研發(fā)的生命周期抽象為構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、和運(yùn)作四個(gè)階段，我們將工程制圖課程大綱視為一個(gè)產(chǎn)品，制定課程目標(biāo)、進(jìn)行能力分析即為產(chǎn)品研發(fā)的構(gòu)思階段，教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)階段，教學(xué)設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)階段，教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)、反饋完善為運(yùn)作階段，在企業(yè)與社會(huì)環(huán)境下就這四個(gè)方面進(jìn)行教學(xué)大綱改革研究。

二、CDIO理念中《工程制圖》的教學(xué)大綱改革

（一）課程改革目標(biāo)

在CDIO理念中，《工程制圖》課程除了需要學(xué)生掌握專業(yè)基本知識(shí)與技能，還需要對(duì)學(xué)生個(gè)人職業(yè)能力與品質(zhì)進(jìn)行培養(yǎng)。包括解決問題的能力、素質(zhì)拓展及能力拓展與責(zé)任意識(shí)。其確定依據(jù)為畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)。改革后的《工程制圖》課程目標(biāo)具體內(nèi)容如下：

讓學(xué)生對(duì)工程的基礎(chǔ)知識(shí)以及基礎(chǔ)手段及辦法充分掌握，并具備徒手繪圖、儀器繪圖以及計(jì)算機(jī)繪圖的能力基礎(chǔ);將工程問題轉(zhuǎn)變?yōu)閹缀螁栴}的思考能力，圖解及圖示空間幾何問題的能力，具有空間形體構(gòu)造能力，培養(yǎng)學(xué)生繪圖制圖能力;從制圖課的角度培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)，提升工程素質(zhì);將制圖課程作為載體，拓展學(xué)生思維形象能力以及空間想象能力，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真工作的態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶幨嘛L(fēng)格。

（二）能力分析

在基于CDIO理念確定了課程目標(biāo)后，通過《工程制圖》課程需要培養(yǎng)學(xué)生具備的能力已經(jīng)明晰。由于建立了CDIO培養(yǎng)目標(biāo)下的能力培養(yǎng)計(jì)劃，見表1。表中細(xì)化了學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)及職業(yè)道德兩個(gè)方面。專業(yè)素養(yǎng)在表中主要以技術(shù)知識(shí)和推理能力層面體現(xiàn)，主要包括：（1）制圖國家標(biāo)準(zhǔn);（2）正投影法與圖樣表示法;（3）零件圖與裝配圖;（4）儀器繪圖和計(jì)算機(jī)繪圖。職業(yè)素養(yǎng)方面在表中以個(gè)人職業(yè)技能和職業(yè)道德等三個(gè)層面體現(xiàn)，具體內(nèi)容見下表。

（三）教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)的時(shí)候，參照能力培養(yǎng)目標(biāo)矩陣，依托工程實(shí)踐中的實(shí)際產(chǎn)品進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，項(xiàng)目的安排由簡入繁，由易入難，且涵蓋能力培養(yǎng)目標(biāo)。項(xiàng)目應(yīng)體現(xiàn)實(shí)用性、典型性、趣味性、連貫性、層次性、綜合性。實(shí)用性指的是項(xiàng)目實(shí)例是被應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐的，或者是在生活中使用的產(chǎn)品;典型性指的是這一項(xiàng)目實(shí)例是眾多相似產(chǎn)品中具備代表性，且有利于知識(shí)靈活運(yùn)用;趣味性指的是項(xiàng)目實(shí)例容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，例如該產(chǎn)品可用于娛樂，或生活中常常用到，或新潮時(shí)尚;連貫性是指各實(shí)例所涵蓋的知識(shí)之間存在內(nèi)在聯(lián)系，具有承接性;層次性是指實(shí)例的難易程度應(yīng)有區(qū)分，尤其對(duì)相同知識(shí)內(nèi)容應(yīng)有難易不同的項(xiàng)目實(shí)例提供給學(xué)生實(shí)施完成，以便于對(duì)知識(shí)掌握程度較快的學(xué)生進(jìn)行拓展學(xué)習(xí);綜合性指的是項(xiàng)目實(shí)例應(yīng)當(dāng)包括多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的綜合應(yīng)用。據(jù)此，設(shè)計(jì)的項(xiàng)目有：（1）項(xiàng)目一：圖框、標(biāo)題欄繪制及線型練習(xí);（2）項(xiàng)目二：起重勾的繪制;（3）項(xiàng)目三：箱體圖樣表示;（4）項(xiàng)目四：零件圖繪制;（5）項(xiàng)目五：裝配圖繪制;（6）項(xiàng)目六：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。

（四）教學(xué)設(shè)計(jì)

堅(jiān)持以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)理論與實(shí)踐的結(jié)合。指導(dǎo)學(xué)生形成團(tuán)隊(duì)，并確定角色及角色任務(wù)。以企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)引入項(xiàng)目，教師下發(fā)任務(wù)后，對(duì)任務(wù)目標(biāo)及要點(diǎn)作相關(guān)介紹。學(xué)生對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行分析，了解完成任務(wù)需要具備的知識(shí)及能力，通過查閱資料及交流解決存在問題，準(zhǔn)備需要的工具，并分工協(xié)作完成任務(wù)。教師在學(xué)生完成任務(wù)的過程中，適當(dāng)輔導(dǎo)學(xué)生拓展思維并記錄過程中所發(fā)現(xiàn)的問題，學(xué)生完成任務(wù)后，教師對(duì)完成過程及結(jié)果進(jìn)行針對(duì)性點(diǎn)評(píng)。在這個(gè)過程當(dāng)中，學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，協(xié)作學(xué)習(xí)，將學(xué)習(xí)的過程由模仿變成探索。教師雖然成了配角，但對(duì)于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)依然重要。教師必須明確學(xué)生是否理解了任務(wù)要求，是否清楚自己的角色擔(dān)當(dāng)。當(dāng)學(xué)生遇到學(xué)習(xí)困難的時(shí)候，教師必須具備足夠的學(xué)識(shí)素養(yǎng)，才能應(yīng)對(duì)各種不期而遇的問題。教師對(duì)于任務(wù)進(jìn)度的把控也很重要，要及時(shí)提醒、激勵(lì)。對(duì)于快速完成任務(wù)的團(tuán)隊(duì)，應(yīng)予以表揚(yáng)激勵(lì)并提供拓展思考。

（五）教學(xué)評(píng)價(jià)

教學(xué)評(píng)價(jià)不再以期末考試為主，而應(yīng)注重過程評(píng)價(jià)。對(duì)學(xué)生在完成每個(gè)項(xiàng)目時(shí)在團(tuán)隊(duì)中的表現(xiàn)進(jìn)行監(jiān)控，包括參與程度、合作能力、完成速度、貢獻(xiàn)大小、項(xiàng)目完成質(zhì)量等方面，其中參與程度指的是學(xué)生是否能夠按照自己的角色分配，合理有效地完成相應(yīng)角色任務(wù)，以及在任務(wù)完成過程當(dāng)中的工作態(tài)度，參與熱情等;合作能力包括溝通能力、組織能力、協(xié)調(diào)能力、適應(yīng)能力、糾錯(cuò)能力等;完成速度指的是完成項(xiàng)目任務(wù)所需要的時(shí)間;貢獻(xiàn)大小基本上由角色決定，建議在完成不同的項(xiàng)目時(shí)，學(xué)生團(tuán)隊(duì)的角色應(yīng)進(jìn)行輪換。除有教師評(píng)價(jià)外，還應(yīng)該有自評(píng)，小組成員互評(píng)等評(píng)價(jià)構(gòu)成。不過這一評(píng)價(jià)機(jī)制也有明顯缺陷，就是主觀評(píng)價(jià)過多，容易影響評(píng)價(jià)的公正性，準(zhǔn)確性。因此，最終的考核結(jié)果將綜合平時(shí)成績（出勤情況及課堂問答表現(xiàn)等）、期末考試（閉卷，考題均為作圖題）、項(xiàng)目完成情況考核等進(jìn)行評(píng)定。如表3所示。其中項(xiàng)目完成環(huán)節(jié)的評(píng)價(jià)將綜合教師評(píng)價(jià)、組內(nèi)評(píng)價(jià)與自我評(píng)價(jià)，教師評(píng)價(jià)部分的評(píng)分依據(jù)如表4所示。

三、結(jié)語

過去，工程制圖課程更多強(qiáng)調(diào)圖樣的表達(dá)與制圖的技能，對(duì)于學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)、創(chuàng)新能力方面的培養(yǎng)較為欠缺。教學(xué)方式以理論授課為主，評(píng)價(jià)主要根據(jù)期末考試成績?；贑DIO理念對(duì)工程制圖課程的教學(xué)大綱進(jìn)行改革重構(gòu)后，將更好地指導(dǎo)教師開展以學(xué)生為主體，以實(shí)踐引導(dǎo)理論的教學(xué)活動(dòng)，并通過更為全面的評(píng)價(jià)機(jī)制對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行有效評(píng)估。

通過此次基于CDIO理念改革工程制圖課程大綱，實(shí)踐課程內(nèi)容，總結(jié)CDIO理念中進(jìn)行機(jī)械專業(yè)本科應(yīng)用型人才培養(yǎng)過程中所需要的標(biāo)準(zhǔn)化的課程教學(xué)核心文件的經(jīng)驗(yàn)。

以基于CDIO理念改革后的工程制圖教學(xué)大綱為指導(dǎo)，在該課程的教學(xué)實(shí)踐中取得了良好了效果，提高了學(xué)生的工程認(rèn)知能力和實(shí)踐能力，為學(xué)生盡快適應(yīng)崗位需求打下了良好的基礎(chǔ)。

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作者簡介：張挺（1977—），男，瑤族，廣西南寧人，北部灣大學(xué)高級(jí)講師，主要從事機(jī)械工程專業(yè)的教學(xué)與科研工作。

何永玲（1967—），女，漢族，廣西欽州人，北部灣大學(xué)教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造。

（責(zé)任編輯：御夫）