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CDIO工程教育模式的能源動(dòng)力課程分析論文
摘要：針對目前工程類(lèi)相關(guān)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生缺乏工程設計能力，不能滿(mǎn)足現代企業(yè)需求的現狀，我校按照CDIO工程教育理念，對能源動(dòng)力類(lèi)課程從課程設置、教學(xué)內容、實(shí)驗教學(xué)、課程設計以及畢業(yè)設計等方面進(jìn)行了改革，構建了以項目設計為主線(xiàn)，符合CDIO理念的能源動(dòng)力類(lèi)課程體系，解決了以往課程體系中理論知識和工程設計相脫節，實(shí)踐環(huán)節各自獨立，不連續的問(wèn)題，充分調動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習的積極性，提高了學(xué)生的工程設計能力，通過(guò)對2014屆、2015屆、2016屆3屆畢業(yè)生的實(shí)踐取得了良好的效果。
關(guān)鍵詞：CDIO；項目；課程體系
1將CDIO引入能源動(dòng)力類(lèi)課程體系的必要性
CDIO工程教育模式以構思(Conceive)、設計(Design)、實(shí)施(Implement)、運行(Operate)全過(guò)程為載體培養學(xué)生的工程能力—包括個(gè)人的學(xué)科知識和推理能力、個(gè)人能力、人際團隊能力、工程系統能力與現代企業(yè)對工程人才的需求相適應。以往大學(xué)課程體系的設置過(guò)分注重單學(xué)科課程的理論性和知識的系統性，課堂教學(xué)以教師講授教材知識為主，學(xué)生學(xué)習興趣不濃，目標性不強，往往被動(dòng)接受，學(xué)生的主動(dòng)性難以調動(dòng)，不適合培養學(xué)生獨立思考的能力、自學(xué)的能力、解決問(wèn)題的能力以及工程應用的能力。理論學(xué)習和工程應用相脫節，學(xué)生感覺(jué)學(xué)習理論空洞，不知如何應用，畢業(yè)生缺乏工程實(shí)踐設計能力，不能滿(mǎn)足現代企業(yè)需求，面臨巨大的就業(yè)壓力。針對這種現狀，將CDIO工程教育模式引入能源動(dòng)力類(lèi)課程體系，注重培養學(xué)生工程設計能力，將理論課程與實(shí)踐環(huán)節相互關(guān)聯(lián)，全面培養學(xué)生的工程能力勢在必行。
2基于CDIO工程教育模式的能源動(dòng)力類(lèi)課程體系的構建
沈陽(yáng)理工大學(xué)能源動(dòng)力類(lèi)課程體系以項目設計為主線(xiàn)，項目分為3個(gè)層次，一級項目貫穿于整個(gè)本科教育階段，使學(xué)生完整的得到構思、設計、實(shí)現、運作等方面的系統訓練，一級項目所包含的知識、能力由二級、三級項目和課程組成。一級項目設初級和高級兩個(gè)階段，初級階段是工程導論項目，這個(gè)項目讓一年級的新生了解能源動(dòng)力類(lèi)產(chǎn)品的構思、設計、實(shí)施、運行4個(gè)過(guò)程的生命周期，高級階段即畢業(yè)設計，學(xué)生獨立完成一個(gè)能源動(dòng)力類(lèi)產(chǎn)品的構思、設計、實(shí)施和運作的完整過(guò)程，一級項目包含本專(zhuān)業(yè)主要核心課程，體現本專(zhuān)業(yè)主要能力。二級項目是一組課程的知識的綜合應用，引導一組相關(guān)課程的學(xué)習，重點(diǎn)突出某項能力要求。三級項目則是針對單門(mén)課程的綜合實(shí)驗和課程設計，增強學(xué)生對該門(mén)課程內容的理解。沈陽(yáng)理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)以應用大型工程軟件進(jìn)行車(chē)用內燃機及其零部件產(chǎn)品設計、開(kāi)發(fā)和制造的能力培養為特色，以熱工、力學(xué)和機械理論為基礎，以計算機和控制技術(shù)為工具，培養既具有動(dòng)力機械工程基本理論知識和基本技能，又具有扎實(shí)的內燃機方向的理論知識和基本技能，能從事汽車(chē)發(fā)動(dòng)機研究、設計、制造、試驗以及生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理等方面工作，具有較強工程實(shí)踐能力，德、智、體全面發(fā)展的高級應用型人才。為實(shí)現上述培養目標和專(zhuān)業(yè)特色，沈陽(yáng)理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程專(zhuān)業(yè)基于CDIO理念的二級項目課程體系如圖2所示，三級項目課程體系見(jiàn)表1。另外，在此基礎上，還開(kāi)設了工程崗位實(shí)踐和生產(chǎn)實(shí)習等實(shí)踐課程，讓學(xué)生深入到企業(yè)，了解相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程與現代企業(yè)的運轉過(guò)程及企業(yè)對人才的要求和標準。
3案例解析基于CDIO能源動(dòng)力類(lèi)課程體系改革的實(shí)施方案
3.1項目的實(shí)施方案
為保證基于CDIO課程體系的運行，課程的安排以階段項目為中心組成課程模塊，使學(xué)生通過(guò)課程模塊的學(xué)習能夠順利完成階段項目。一級項目第一階段：在學(xué)習工程設計導論的基礎上，將學(xué)生分為若干個(gè)小組，由指導教師引導學(xué)生通過(guò)查閱資料制定一個(gè)典型零部件或機構的初步設計計劃書(shū)，并由指導教師向學(xué)生講解CDIO的內涵與思想，使學(xué)生了解CDIO理念及工科學(xué)生應具備的學(xué)科知識和推理能力、個(gè)人能力、人際團隊能力和工程系統能力，以及完成這一項目需要哪些知識模塊和能力，使學(xué)生對將要學(xué)習的專(zhuān)業(yè)課程及將要參與的CDIO實(shí)踐活動(dòng)具備初步的認識，從而有目的的學(xué)習，通過(guò)具體的實(shí)踐過(guò)程將理論與實(shí)踐有機地結合起來(lái)，調動(dòng)主動(dòng)學(xué)習的積極性解決問(wèn)題。一級項目第二階段：進(jìn)行概念模型設計—零部件三維實(shí)體造型和虛擬裝配結合二級項目1完成，初步了解產(chǎn)品結構，學(xué)會(huì )應用建模工具描述產(chǎn)品，掌握基本的工程基礎知識。一級項目第三階段：進(jìn)行零部件的細致設計、系統及零部件的理論分析、虛擬試驗及制造工藝設計結合二級項目2完成，學(xué)會(huì )運用數學(xué)、自然科學(xué)、基礎性以及專(zhuān)門(mén)性工程知識綜合應用于解決復雜工程問(wèn)題，并得出實(shí)證性結論，為復雜工程問(wèn)題設計解決方案，創(chuàng )造、選擇適當的現代工程及信息技術(shù)工具(包括仿真和建模工具)將其應用于復雜的工程活動(dòng)中。一級項目的第四階段：高級階段即畢業(yè)設計—學(xué)生獨立完成一個(gè)能源動(dòng)力類(lèi)產(chǎn)品的構思、設計、實(shí)施和運作的完整過(guò)程，進(jìn)一步體驗設計與創(chuàng )新。在項目的實(shí)施過(guò)程中，除了使學(xué)生掌握了相關(guān)的工程知識、學(xué)科知識，產(chǎn)品、過(guò)程、系統的建造能力外，還可以通過(guò)企業(yè)調研、工作任務(wù)分析會(huì )、小組合作、項目階段總結項目技術(shù)文檔的編制、項目匯報使學(xué)生的個(gè)人能力、團隊協(xié)作能力、溝通能力(包括語(yǔ)言交流、書(shū)面交流、圖表交流、電子及多媒體交流)、終身學(xué)習能力得到全面提升。
3.2學(xué)習效果考核
為保證學(xué)習質(zhì)量，每一階段的項目都要有項目成果，編寫(xiě)相應的技術(shù)文檔和項目總結報告，項目取得了預期效果方可進(jìn)行下一階段�？己俗⒅貙W(xué)生在個(gè)人人際交往能力，產(chǎn)品、過(guò)程、系統建造能力以及學(xué)科知識等方面的學(xué)習。
3.3工程實(shí)踐場(chǎng)所保障
支持和鼓勵學(xué)生通過(guò)動(dòng)手學(xué)習產(chǎn)品、過(guò)程、系統的建造能力，學(xué)習學(xué)科知識。汽車(chē)實(shí)驗中心包括熱工基礎實(shí)驗室、汽車(chē)構造實(shí)驗室、汽車(chē)電子實(shí)驗室、汽車(chē)振動(dòng)實(shí)驗室、發(fā)動(dòng)機綜合性能實(shí)驗室、車(chē)輛故障診斷、檢測及維護實(shí)驗室、汽車(chē)及其典型零部件制造工藝實(shí)驗室面向學(xué)生全面開(kāi)放，學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗室只需進(jìn)行登記，就可在實(shí)驗室開(kāi)展實(shí)踐、實(shí)驗活動(dòng)，為學(xué)生提供了良好的工程實(shí)踐、實(shí)驗場(chǎng)所。
3.4教師教學(xué)能力保障
要求教師均有企業(yè)實(shí)踐經(jīng)歷，參與企業(yè)的生產(chǎn)過(guò)程，教師通過(guò)企業(yè)鍛煉提高個(gè)人人際交往能力以及產(chǎn)品、過(guò)程、系統建造能力。另外教師也組成指導團隊，由經(jīng)驗豐富、責任心強的教師擔任組長(cháng)，定期開(kāi)展教學(xué)研討，通過(guò)相互交流和相互學(xué)習，不斷提高教師對學(xué)生的指導能力。
4課程體系改革所取得的成效
(1)教學(xué)改革實(shí)踐得到了學(xué)生的肯定，學(xué)生的工程實(shí)踐能力得到明顯提高，已畢業(yè)學(xué)生受到用人單位的好評。(2)學(xué)生學(xué)習方式及學(xué)習興趣發(fā)生了轉變，從傳統的接受式學(xué)習向主動(dòng)、探討、合作、有目的的學(xué)習轉變，激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng )造力，在校期間，很多學(xué)生設計、制造出多項創(chuàng )新設計成果。(3)教學(xué)質(zhì)量有明顯提高，改革成果得到學(xué)校的認可。如內燃機原理課程被評為校優(yōu)秀課，內燃機原理課程改革獲校教學(xué)成果三等獎。
5結束語(yǔ)
基于CDIO工程教育模式的能源動(dòng)力類(lèi)課程體系改革，構建了以項目設計為主線(xiàn)，符合CDIO理念的能源動(dòng)力類(lèi)課程體系，解決了以往課程體系中理論知識和工程設計相脫節，實(shí)踐環(huán)節各自獨立、不連續的問(wèn)題，以及學(xué)生學(xué)習課程目標不明確的問(wèn)題，充分調動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習的積極性，提高了學(xué)生的工程設計能力，通過(guò)對2014屆、2015屆、2016屆3屆畢業(yè)生的實(shí)踐取得了良好的效果。
參考文獻
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[3]崔艷雨,解本銘.基于CDIO工程理念的項目化課程體系構建[J].課程教育研究,2012(19):11-12.
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