基于CDIO理念的工程材料及热处理课程教学改革与实践

【摘要】CDIO工程教育模式是近年来广泛应用的工程教育模式，该教育模式主要包括构思、设计、实现与运作等内容，将CDIO工程教育模式引入工程教育中，符合工程认识的认识规律，对于培养工程人才具有重要的意义。本文对于CDIO教育模式与工程材料及热处理课程进行分析，探讨基于CDIO理念的工程材料及热处理课程教学模式，促进工程材料及热处理课程教学的教学改革，期望为相关研究提供参考。

【关键词】CDIO 工程材料及热处理 教学改革

一、前言

工程材料及热处理课程就是机械工程的必修课程，对于培养机械人才具有重要的意义。但是工程材料及热处理课程具有课程教学量大、课程内容复杂等缺点，教学效果无法满足教学目标的要求。CDIO模式是现在工程教学领域教学的代表性方法之一，对于培养学生的学习能力与创新能力具有重要的意义。我国职业教学的主要目标是以就业为导向，将CDIO教学模式引入工程材料及热处理课程教学中，能够将课程的理论教学与实践教学相结合，按照工程教学的认知进行教学培养，建立符合学生认知习惯的工程材料及热处理课程教学方式，提升教学效果。

二、CDIO教学模式

CDIO工程教学模式是麻省理工大学等四大世界顶尖工程院校提出的一种工程教育模式，包括构思、设计、实现与运行四个部分。在教学过程中，CDIO教学模式是针对某项产品设计的构思、研发、运行等全过程，从而让学生能够直观的了解工程的相关内容，获得构建产品、系统学习的能力。

（一）CDIO大纲

CDIO的大纲主要包括技术知识和推理、能力和素质、个人能力、职业能力与态度、人际交往能力等现代工程人才必须的能力，并且从构思、设计、实现与运行四个方面探讨工程建设的系统内容，为培养工程人才提供指导，对于人才培养具有重要的意义。

（二）CDIO标准

CDIO的标准主要有12条，通过对教学环境、人才培养与教师师质三个方面进行研究，确定工程人才培养的方式方法，CDIO标准具体如下：（1）背景环境指标，主要包括材料教学的环境，以课程目标为基础，探讨教育背景；（2）教学目标指标，主要是以课程大纲而形成的目标，包括个人能力、人际能力和对产品等方面的构建能力等进行检验，分析学生的能力和技术相关的水平；（3）一体化课程计划，主要包括个人能力、人际交往能力和对系统的构建能力的了解程度，以及相关能力与系统的构建的课程方法；（4）设计实现经验指标，主要包括课内外活动中学生参与与学习的机会；（5）工程实践场所指标，主要对工程环境中的时间场所以及企业学习环境进行学习，包括课外的研究所、实验室相关的时间场所，为了提升教学质量，需要构建以学生为中心的教学实践场所；（6）一体化学习经验指标，包括产品设计一体化等相关的学科知识与相关的能力；（7）主动学习，包括学生主动学习的积极性与能力，包括学生独立思考与解决问题的能力；（8）教师工程实践能力，主要是对学生相关的教学进行分析，包括教师的教学态度、工程技能等方面的能力；（9）教师教学能力提高指标，主要是对教师对新知识的能力进行评价；（10）学习考核指标，包括学生的个人能力、人际交往能力以及理论基础知识的学习等多方面的学习能力；（11）学习考核，主要对学生的学习能力与学习技能进行考核；（12）专业评估，对学生的专业能力进行评估。

三、基于CDIO理念的工程材料及热处理课程教学模式

基于CDIO理念的工程材料及热处理课程教学模式是以CDIO的大纲与标准构建课程体系，对于课程中的基础知识、教学实践进行有效分析，从而建立一体化学科课程体系。

（一）完善课程教学体系，构建新型教学模式评价体系

在教学中，做好理论教学，采用多媒体动画、视频、现场演示等方式进行启发引导。多媒体教学具有直观的优点，在教学过程中，运用多种教学手段，采用多媒体对于工程材料及热处理的相关知识进行研究，激发学生的学习积极性，确保学生能够有效的把握工程材料及热处理课程相关理论知识。将多媒体教学与其他教学方式相结合，使学生能够全面的掌握课程知识，比如在讲授“热加工与冷加工”的教学过程中，将实际生活中冷热加工产品的生产过程情景作为教学导入，向学生提出问题，促进学生的思考。

（二）搭建实践教学模式平台，成立CDIO工程教学模式培训基地

构建基于CDIO工程实践教学模式对于机械人才的培养具有重要的意义，通过搭建实践教学模式平台，能够让学生了解工程实践的内容，将理论与实践相结合，从而使学生了解工程的内容。在实践教学模式平台应该具备多种机械工程内容，同时按照CDIO的要求及时调整，比如在普通热处理与表面热处理的实践教学环节中，先提出某些机械零件的具体性能要求，引导学生根据理论知识选择合理的热处理方式，然后对这些机械零件进行相应的热处理后，增加热处理制件的硬度与强度等检测内容，让学生能够将相关的知识与具体的零件构建过程相结合，从而提升学生的实际工作能力。

四、结语

将CDIO引入工程材料及热处理课程教学中，符合学生学习的习惯，对于培养机械人才具有重要的意义。基于CDIO的工程材料及热处理课程体系，以CDIO的课程标准开展教学管理，将社会对机械人才的需求与课程教学相结合，让学生具有亲身实践的机会，培养学生的综合能力，培养适应社会需求的机械人才。

基金项目：湖南涉外经济学院教学改革研究项目“基于CDI0理念的工程材料及热处理课程教学改革研究”（湘外经院教字[2014]61号）

参考文献：

[1]康全礼，陆小华，熊光晶.CDIO大纲与工程创新型人才培养[J].高等教育研究学报，2008，31（4）.

[2]顾佩华等.cDIO大纲与标准[M].汕头：汕头大学出版社，2008.

[3]高力英.基于cDIO理念的土木工程材料教学模式探索与实践[J].长沙铁道学院学报（社会科学版），2012，11（3）.

作者简介：刘红华（1974―），男，湖南桃江人，湖南涉外经济学院机械工程学院教师，硕士，讲师，高级技师，主要从事机械专业教学工作。