CDIO模式交通运输专业CAD技术的实践教学研究

摘要：为提高交通运输专业本科生CAD技术的实践教学效果与就业竞争力，以浙江师范大学交通运输专业CAD技术的实践教学为例，分析了CAD技术实践教学现状、改革目标与关键问题、教学效果等影响因素，提出了CDIO模式改革方案，探讨了有效教学策略。通过改革试点与经验总结，提高了CAD技术的实践教学效果，优化了交通运输专业的人才培养方案，为CAD技术的实践教学体系建设提供了理论与实践依据。

关键词：CDIO模式；CAD实践教学；专业化教育

作者简介：杨青（1981-），女，浙江金华人，浙江师范大学工学院，讲师；

邱欣（1978-），男，辽宁鞍山人，浙江师范大学工学院，副教授。

基金项目：本文系浙江师范大学第五期青年教师教学改革项目（项目编号：JGQN2012068）的研究成果。

中图分类号：G642.0 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）14-0143-02

在交通运输专业本科培养计划中，“CAD技术基础”是一门实用性强、应用广泛的专业基础课程。通过学习CAD（Computer Aided Design，计算机辅助设计）应用软件的使用方法和基本技巧，既可以提高工科生利用计算机及图形设备进行专业绘图设计的水平，还可以培养学生解决工科实际问题的能力。如何在有限的实践课时内提高学生学习CAD绘图软件的效果，并为今后专业课学习做好必要的铺垫，是值得深思的一个问题和教学研究方向。

CDIO工程教育改革模式是近年来工程教育改革中最受认同的研究成果之一，其中C代表构思（Conceive），D代表设计（Design），I代表实施（Implement），O代表运行（Operate）。[1，2]学生通过经历构思—设计—实施—运行等步骤，体验和感悟工程产品从研发到完成的整个实践过程，使实践课程学习和专业工作交叉综合，通过循序渐进的专业项目训练，逐渐提高学生在专业实际生产实践中解决问题的能力。[3，4]CDIO教学理念符合交通运输专业CAD技术的实践教学改革需求。本文结合CDIO模式，以浙江师范大学交通运输专业CAD技术的实践教学为例，分析了CAD技术实践教学现状、改革目标与关键问题、教学效果等影响因素，提出了CDIO模式改革方案，探讨了有效教学策略，提高了CAD技术的实践教学效果。

一、交通运输专业CAD实践教学的现状分析

在最近一次的专业培养计划调整中，已经开设多年的“CAD技术基础”课程由专业选修课调整为学科平台课，成为学生的专业必修课程。课时安排也在原先的理论课基础上增加了实践教学环节。课程考核由平时成绩（占30%）与期末上机考试成绩（占70%）两部分组成。如何合理利用实践教学课时，提高工科生CAD技术水平与为专业服务的应用能力，是修订培养计划和课程安排后应重点研究的问题与教学实践方向。如此安排改善了传统理论课时较短的问题，配套了实践教学课时，基本能满足学生学习掌握CAD基础操作知识，完成以机械零配件为主的绘图对象设计。结合多年课程教学体会与经验，笔者认为其还存在以下两个问题：

1.缺少专业CAD技术实践训练素材

交通运输专业本科生的主要练习素材仍以机械零件为主，如综合类机械零件图、三视图、三维图等，缺乏本专业特色，不利于学生专业素养与专业敏感度的培养。专业CAD绘图素材库的建设是制约学生专业CAD学习更进一层的瓶颈，需要教学团队花费精力收集、积累、整理相关材料，但这项工作确实对专业建设具有很大的意义和价值。

2.缺少学生独立完成完整专业设计的演练过程

学生以被动式练习为主，很少主动尝试专业化对象设计，也不甚了解CAD技术在培养专业人才中的定位。在学生学习了CAD基本操作后，可通过练习作业、随堂练习、课堂测试等方式帮助学生发现问题、消化难点、解决疑问，但却缺少学生独立自主完成自选或规定专业议题的设计—绘制—修改—汇报的全过程。

因此，为切实提高交通运输专业本科生的实践能力与自主研发能力，增强学生的就业竞争力，有必要对专业化实践教学模式进行改革。

二、专业CAD实践教学的改革目标与关键问题

1.改革目标

交通运输专业的CAD实践教学，应以现代教育理论、科学发展观为指导，以岗位需求和职业标准为依据，结合CDIO工科教学模式，即以应用为主线、服务为宗旨、就业为导向，符合高等教育专业化发展趋势，满通运输专业学生的从业规划和可持续发展的需要。据此确定了专业CAD实践教学的具体改革目的为：一是明确当前交通运输专业人才培养需求，人才培养CAD技术实践教学的现状与存在问题；二是明确交通运输专业CAD技术的实践教学现状及其影响因素；三是结合CDIO教学模式，提出适合专业发展的CAD技术实践教学改革的思路与方法，确定有利于CAD应用与设计能力培养的教学策略；四是实施拟定的实践教学改革与策略，有步骤地促进CAD实践教学的专业化发展和提高教学效果。

2.关键问题

在交通运输专业CAD技术的实践教学改革中，应重点解决如下问题：

（1）合理定位交通运输专业人才培养的CAD技术实践教学改革目标，剖析专业人才培养核心技术问题，为教学模式与策略研究奠定基础。

（2）对专业CAD技术实践教学的影响因素进行分析，改革教学环节设计与考核方式。

（3）构建专业CAD技术实践教学的CDIO模式与研究实践教学策略。

三、专业CAD实践教学的探索

1.专业人才需求

交通运输专业本科生应掌握运筹学、管理学、交通运输组织学等基本理论、基本知识，一般最优化方法和计算机专业应用的基本技术，熟悉国家关于交通运输方面的方针、政策和法规，了解交通工程设备及交通运输组织管理的发展动态，具有参与交通运输组织指挥、交通运输企业生产与经营的基本能力，以及初步的科学研究和实际操作技能。以专业人才输出与毕业生就业为导向，CAD技术教学应在提高学生的实际操作能力与专业素养的基础上，深入推进人才专业化建设。

2.教学效果的主要影响因素

学生知识技能的掌握量和熟练程度是CAD技术实践教学效果的显性衡量指标。教学过程以二维绘图、三维绘图对象为载体，通过课堂一对一指导与学生间形成小组相互讨论，大部分学生掌握了CAD实际操作技能，具备了独立绘图能力，可以完成具体图形的绘制、修改、编辑等。同时，学生体验了绘图的乐趣，学习热情较高。

影响“CAD技术基础”课程有效教学的因素有教学目的、教学环节设计、教学方法、学习兴趣、教学环境、练习监督、指导与答疑及时性、学习小组营造、进度肯定机制、师生关系、学生绘图基础等。教学目的要求得越明确、越具体，可操作性越强，学生的学习热情越高。教学环节设计注重培养学生的学习兴趣，习题与练习的选择要尽量兼顾趣味性与专业性、难度适中，且要具有一定挑战性。针对较难描述的教学内容实施模型演示，例如三维绘图，自制立方体、三维坐标轴等相关教具，形象化说明空间结构关系，并指导学生自制相关模型加深概念。教师应将练习监督与指导答疑相结合，及时为学生排忧解难，并集中点评出现的典型问题。同时不可否认，学生之间也存在一定差异的能力，例如空间感、工程制图知识水平、绘图美感等，教师应激励学生，使各人发挥其最大能力，完成课程学习要求，达到个人最佳水平，并体验完成任务的成就感，积累绘图经验。

3.专业CAD实践教学的CDIO模式探索

（1）专业引导性切入。在原先CAD实践教学中，从学习初期到结束都仅仅只是针对机械零件等图形进行绘图训练、讲解与点评。在CAD实践教学中，增加了介绍最新交通运输专业的发展动态等内容，渗透了专业科技信息，启发了学生主动思考专业对象的CAD设计与绘制，为专业化技术应用做了引导性切入。

（2）自选专业对象的初步CAD设计。根据CDIO教学模式，布置学生在本学期内完成一项CAD专业设计，绘图任务完成效果记入平时成绩（占总成绩的10%）。专业设计选题要尊重学生的意愿，学生自主选择对象进行原型设计或创新改进设计。要求学生通过收集设计对象相关资料，完善设计数据与方案，应用CAD技术完成专业设计大作业，这样可使学生参与学以致用的全过程。

（3）设计方案课前宣讲与讨论完善。为督促学生尽早定题、开展设计，以每次课堂前3分钟宣讲的形式，由学生轮流介绍个人专业设计主题的基本概况，以及如何应用CAD技术完成设计目标的初步设想与实施计划。主讲学生通过课上与教师、其他同学间的交流沟通，进一步完善设计思路与方案。学生们在讨论—实践—思考的过程中，提高了CAD技术应用技能，增强了专业认同感，并且也丰富了课堂形式，激发了学生参与思考、自动创新的热情，锻炼了个人的组织能力、表达能力。

（4）测试强化CDIO模式的CAD技术专业化改革效果。通过课堂练习、课后作业、随堂测试等多种形式的训练，学生具备了一定CAD技术能力、专业意识。为了巩固CDIO模式实践教学改革效果，在正式考试前安排模拟考试，让学生在同等题量、时间、环境内完成考核内容，有力地督促了学生针对个体弱项进行查漏补缺。此外，课程改革也对考试题进行了调整，增设了交叉口等交通运输专业设计等试题，以考试的形式检验了学生设计大作业的实际完成质量。

通过CDIO模式专业化CAD技术实践教学改革，笔者积累了一定教学经验，为今后教学大纲专业化修订奠定了基础。为巩固教学效果，今后还应加大力度建设专业CAD练习素材库，编写相关教程，及时反思与总结有效教学策略。

4.专业CAD实践教学策略

（1）CAD技术的实践教学以就业与专业发展为导向，通过考察交通运输企事业单位，调研同类院校课程建设，进一步修订、完善了实践教学大纲。借鉴CDIO教育模式理念，结合专业办学条件，以交通运输专业发展为立足点，构建了适用于专业应用型人才培养的CAD课程实践教学体系，制定了切合实际的教学模式改革实施计划、教学效果评价标准和考核方法。

（2）在开展基本技能强化训练的基础上，注重教学环节设计、专业化知识的过程渗透。在教学过程中介绍专业设计知识，激发学生的专业学习热情，例如展示专业最新科技进展的图片、视频等资料。开展教学改革试点，加强试点管理和专业经验总结，提高学生的实践能力、应用能力和二次开发能力。

（3）加强实践教学素材与练习题库建设，完善专业化CAD课程体系建设，及时更新应用信息反馈体系，更好地满足专业特色施教的实践教学要求。同时，积极联系争取校企合作机会，形成运输专业CAD应用人才培养途径。

（4）以专业设计大作业为载体，启发学生主动参与CDIO模式下专业化CAD实践运用，以激励性评价鼓励学生大胆创新，并通过模拟考试、期末模式再次加强学习效果。在CDIO模式全过程中，通过教学互动与教学反思，不断完善了实践教学体系与优化人才培养方案，强化了CDIO模式交通运输专业CAD技术的实践教学效果。

四、结束语

CDIO模式交通运输专业CAD技术的实践教学改革，使学生在学会了CAD技术与知识的同时，培养了专业认同感，培养了学生自主运用课程知识来解决专业问题的能力。实践表明，以具体专业背景任务为载体的实践教学设计能增强学生的专业认同感，较好地激发学生参与思考、自动创新的学习兴趣与积极性。研究总结的实践教学环节设计与实施经验，将在今后交通运输专业本科生CAD技术实践教学中继续推进，为增强毕业生专业实力与就业竞争力不断努力。

参考文献：

[1]张婧.CDIO模式工程教育实践教学体系与传统实践教学体系对比[J].中国科教创新导刊，2012，（5）.

[2]毋小省，孙君顶.基于CDIO教育理念的软件人才培养模式研究[J].中国电力教育，2012，（1）.

[3]田海梅，张燕，田祥宏.基于CDIO模式的认知实习项目研究与实践[J].实验技术与管理，2012，（1）.

[4]刘保军，彭芳，黎萍，等.科技竞赛和CDIO模式大学生创新能力培养实践[J].中国教育技术装备，2012，（6）.