CDIO理念下的電工技術(shù)課程改革方案
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1cdio工程教學(xué)模式
美國麻省理工學(xué)院、瑞典查爾莫斯工業(yè)大學(xué)、瑞典林雪基于CDIO理念的“電工技術(shù)”行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)探索與實(shí)踐熊鳳譚建川何小麗（重慶化工職業(yè)學(xué)院機(jī)械與自動(dòng)化工程系重慶400020）平大學(xué)、瑞典皇家理工學(xué)院四所大學(xué)共同創(chuàng)立了CDIO工程教學(xué)模式，它屬于工程教育模式,CDIO代表了構(gòu)思（Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)、運(yùn)作(Operate),體現(xiàn)了約翰μ杜威的“做中學(xué)，教學(xué)合一”的思想和基于項(xiàng)目的教育與學(xué)習(xí)(Problem-BasedLearning)理念。CDIO全球工程教育改革組織提倡學(xué)生能力培養(yǎng)目標(biāo)在CDIO四個(gè)階段完成,清華大學(xué)工業(yè)工程系最先采納工程教育理念,用層次化的架構(gòu)來組織師生的教學(xué)活動(dòng)。目前我國已經(jīng)有100多所高校開展工程教育模式。CDIO工程教育理念重視實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)使用學(xué)到的知識(shí)，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的理論知識(shí)、實(shí)踐能力、綜合素質(zhì)全面協(xié)調(diào)發(fā)展。在CDIO課堂中教師的角色發(fā)生了極大的轉(zhuǎn)變，由傳統(tǒng)的課堂中的教學(xué)內(nèi)容的傳授者、知識(shí)點(diǎn)的解釋者、疑難問題的終結(jié)者轉(zhuǎn)變成了課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的啟發(fā)者與引導(dǎo)者、課堂任務(wù)的布置者和情景互動(dòng)的參與者。學(xué)生由被動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變成主動(dòng)要學(xué)，思想上也發(fā)生了較大的轉(zhuǎn)變。
2.1課程內(nèi)容的構(gòu)建
傳統(tǒng)理念下“電工技術(shù)”教學(xué)存在以下的不足之處：課程內(nèi)容與工程實(shí)踐相背離。講授的內(nèi)容重理論輕實(shí)踐，無法培養(yǎng)學(xué)生解決工程應(yīng)用問題的能力和素養(yǎng)；教學(xué)與考核方法相當(dāng)單一。教學(xué)過程對(duì)動(dòng)手能力、解決實(shí)際問題的能力沒有進(jìn)行考核，導(dǎo)致知識(shí)與能力不協(xié)調(diào)；學(xué)生對(duì)課程的學(xué)習(xí)沒興趣。教學(xué)過程中學(xué)生只做大量計(jì)算，無法與應(yīng)用場景相結(jié)合；教學(xué)過程中突出個(gè)人意識(shí)，缺乏對(duì)溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、職業(yè)精神等進(jìn)行培養(yǎng)。針對(duì)此現(xiàn)象，課題將重新構(gòu)建電工技術(shù)課程內(nèi)容，根據(jù)電工技術(shù)課程的典型工作任務(wù)，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，建立起職業(yè)教育中的工程價(jià)值觀。工作任務(wù)是以電路典型單元作為載體，以典型電路設(shè)計(jì)和搭建的工作任務(wù)為中心，切入點(diǎn)是相關(guān)功能模塊應(yīng)用，以項(xiàng)目形式帶動(dòng)電工技術(shù)教學(xué)任務(wù)進(jìn)行。學(xué)生在教學(xué)中以CDIO理念下的綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目作為載體，做中學(xué)，學(xué)中做，將理論知識(shí)融入在項(xiàng)目中。突出崗位訓(xùn)練和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)的特色，把崗位能力標(biāo)準(zhǔn)融入課程教學(xué)中，讓學(xué)生在具體電路的設(shè)計(jì)和搭建過程中進(jìn)行創(chuàng)新思維培養(yǎng)，逐漸培養(yǎng)從事電工方面的分析、設(shè)計(jì)、搭建與維修等相關(guān)崗位的職業(yè)能力。選取項(xiàng)目時(shí)盡量選擇與日常生活、實(shí)際生產(chǎn)密切相關(guān)的，讓學(xué)生感到電工技術(shù)并不陌生，與生活息息相關(guān)。根據(jù)我院的實(shí)際條件，設(shè)計(jì)了直流電路的測試分析、廣告燈箱的設(shè)計(jì)與安裝、家居用電的綜合設(shè)計(jì)、變壓器的使用與維護(hù)、電風(fēng)扇控制電路、電動(dòng)機(jī)的認(rèn)識(shí)、安全用電等七個(gè)項(xiàng)目，并用Multisim進(jìn)行輔助教學(xué)，學(xué)生課下可以上機(jī)驗(yàn)證所學(xué)知識(shí)。
2.2CDIO理念下的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)通常是在理論課講授完以后到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，主要考察學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，學(xué)生只需按電路圖接線，記錄數(shù)據(jù)，觀測波形，交實(shí)驗(yàn)報(bào)告就結(jié)束了，綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)比較少，學(xué)生的創(chuàng)新能力和工程實(shí)踐能力得不到進(jìn)一步的培養(yǎng)。鑒于此原因，本課題將重新構(gòu)建CDIO理念下的實(shí)踐教學(xué)體系，重新平衡理論和實(shí)踐的時(shí)間和內(nèi)容配比，在教學(xué)過程中教師角色逐漸“退隱”，只在關(guān)鍵時(shí)刻或者學(xué)生需要幫助的時(shí)候起點(diǎn)撥和指導(dǎo)的作用。項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生2～3人組成一個(gè)學(xué)習(xí)小組，針對(duì)項(xiàng)目共同討論解決問題的方法，項(xiàng)目要求學(xué)生自己構(gòu)想，把想法轉(zhuǎn)換為實(shí)物，自己動(dòng)手實(shí)施，每個(gè)學(xué)生都有各自的任務(wù)，小組成員都要被考核，教師進(jìn)行成績?cè)u(píng)定時(shí)更加側(cè)重過程考核，解決了部分學(xué)生不學(xué)習(xí)的問題。每個(gè)項(xiàng)目采用課前下達(dá)任務(wù)、學(xué)生收集資料、課堂講解知識(shí)點(diǎn)、實(shí)訓(xùn)室實(shí)施項(xiàng)目、學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、教師進(jìn)行點(diǎn)撥、學(xué)生完成項(xiàng)目、優(yōu)化項(xiàng)目的教學(xué)步驟進(jìn)行。這樣的教學(xué)方式讓小組每個(gè)學(xué)生都主動(dòng)學(xué)習(xí)，否則將要拖團(tuán)隊(duì)的后腿，而且小組與小組直接互相競爭，大大的提高了學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生普遍反映這種教學(xué)模式更容易接受，全班能夠形成濃厚的學(xué)習(xí)氛圍。學(xué)生在平時(shí)學(xué)習(xí)過程中奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)，學(xué)生均積極參加社會(huì)與勞動(dòng)保障部頒發(fā)的“維修電工”或“化工檢修電工”職業(yè)資格考試，通過率均達(dá)到97%以上。在CDIO中C（Conceive)階段中啟動(dòng)項(xiàng)目，學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目構(gòu)思，明確項(xiàng)目的目的，利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)查找資料，這是項(xiàng)目能順利完成的條件和關(guān)鍵；在D(Design)階段中，找到解決問題的合適路徑，制定可行性方案，確定最佳方法。這一階段是學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)的重心，在這一過程中，學(xué)生通過對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，將理論知識(shí)和實(shí)踐進(jìn)行有機(jī)的融合，寫項(xiàng)目計(jì)劃書，進(jìn)一步梳理思路，鍛煉了自己的寫作功底，為畢業(yè)論文的寫作奠定基礎(chǔ)。老師檢查通過后進(jìn)入I(Implement)階段，學(xué)生利用校內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和制作，把項(xiàng)目設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)物，學(xué)生在這一階段培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。在O(Operate)階段，作品成形后學(xué)生進(jìn)一步優(yōu)化，排除故障，確保產(chǎn)品或系統(tǒng)運(yùn)行，學(xué)生撰寫項(xiàng)目報(bào)告，包括項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)到實(shí)施和運(yùn)行階段的工作，對(duì)項(xiàng)目的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)和展望，把項(xiàng)目成果匯報(bào)清楚，師生之間和小組之間采用互動(dòng)形式對(duì)過程進(jìn)行分析和評(píng)估，每個(gè)小組推薦一名同學(xué)演示設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)的方法等。將有創(chuàng)意的作品陳列展示，供其他同學(xué)和低年級(jí)同學(xué)學(xué)習(xí)觀摩。
2.3學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)
工程項(xiàng)目的完成需要整個(gè)團(tuán)隊(duì)的通力合作，個(gè)人的價(jià)值體現(xiàn)在整個(gè)團(tuán)隊(duì)合作和交流之中，能力在團(tuán)隊(duì)合作中得到提高。在CDIO模式下的電工技術(shù)項(xiàng)目由傳統(tǒng)的以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)為中心，在一定程度上就是CDIO教育理念所提倡的在工程基礎(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)層面上進(jìn)行綜合培養(yǎng)的教學(xué)模式。CDIO教育理念在要求學(xué)生掌握書本專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，對(duì)學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力和團(tuán)隊(duì)的合作方面也做了要求。電工技術(shù)項(xiàng)目的實(shí)踐考核以團(tuán)體成績?yōu)樵u(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，要求生生互動(dòng)，小組成員之間必須互通信息，團(tuán)隊(duì)精神體現(xiàn)在每個(gè)成員的責(zé)任心和主動(dòng)性，強(qiáng)調(diào)團(tuán)結(jié)和協(xié)作精神。以“項(xiàng)目為載體，實(shí)踐為工具，教師為引導(dǎo)，學(xué)生為主體，以CDIO工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)”的新型教學(xué)模式能轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)，改善職業(yè)素養(yǎng)，提高電工技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量，軟能力得到極大的訓(xùn)練。對(duì)今后學(xué)生步入工作崗位和社會(huì)都有極大的好處。
3結(jié)論
在電工技術(shù)中采用CDIO工程教學(xué)理念的模式進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生自己通過對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì)、團(tuán)隊(duì)合作實(shí)施和運(yùn)作，該模式由傳統(tǒng)的以老師為中心到以學(xué)生為中心，由填鴨式滿堂灌到學(xué)生自主學(xué)習(xí)，扭轉(zhuǎn)了“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的局面，由生搬硬套到創(chuàng)新實(shí)踐，實(shí)現(xiàn)具有現(xiàn)代工程素質(zhì)的創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。通過CDIO的教學(xué)模式，學(xué)生的表達(dá)能力、交流能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神都能得到極大的提高。
作者：熊鳳 譚建川 何小麗 單位：重慶化工職業(yè)學(xué)院機(jī)械與自動(dòng)化工程系