基于CDIO的机械专业课程教学研究与探索.doc
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1、基于CDIO的机械专业课程教学研究与探索 在“以CDIO工程教育理论为指导,以培养卓越工程师为目标”的先进工程教育理念指导下,依托课程设计和课程考核方式,将CDIO的构思、设计、实现和运作成功地应用于机械优化设计教学实践中,增强了学生的职业技能和职业道德。 CDIO人才培养模式;机械优化设计;教学改革 G642 A 目前在专业基础课和专业课的教学中,存在重理论轻实践、强调学生个人能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而忽视开拓创新能力培养等问题,与创新型人才的培养目标不相吻合。具体表现在专业课程比较枯燥,课程公式多、数学推导烦琐,难以激发学生学习的积极性;理论教学学时较长,学生动手实践的愿望得不
2、到满足;教学内容与工程实际问题结合不紧密,学生能力与社会需求有较大差距;传统的学生实验主要以演示性、验证性实验为主,而综合设计类试验较少等。而企业对于高校工科毕业生的评价是毕业生缺乏对企业文化的了解,岗位适应时间长,团队工作意识匮乏,沟通和动手能力较差,缺乏创新能力,职业道德、敬业精神有待提高。 CDIO是在2018年由4所前沿工程大学(瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、美国麻省理工学院、瑞典皇家技术学院)合作开发的一种新型工程教育模型。CDIO是构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运行(Operate)四个英文单词的缩写,它以工程项目从研发到运行的
3、生命周期为载体,把职场环境引入到学校作为教育的环境,让学生以主动实践的方式学习工程。CDIO以项目为载体,通过“做中学”和“学中做”一体化教学组织原则实施教学,强调在学中做,在学中规范,在学中提升,在做中学,在做中反思,在做中提炼。CDIO培养模式包含工程基础知识培养、个人能力培养、人际团队能力培养和工程系统能力培养四个模块。 机械专业学生毕业后主要担任工程师和技术人员,要求有很强的动手能力、团队合作意识以及人际交往能力。机械优化设计课程是机械工程及自动化专业的专业选修课,优化设计是指将最优化技术与计算机技术应用到机械设计领域,为工程设计提供了一种基于定量分析选择最优的设计方法。随着学校教育改
4、革的深入,机械优化设计课程进行了以CDIO人才培养模式的教学改革。 一、基于CDIO模式的教学目标与教学大纲 CDIO培养大纲对工程教育应达到的能力目标做出了全面、系统、具体的表述,将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定的目标。改革课程教学大纲,将传统的只包含知识要求的教学大纲转变为集知识、能力和素质要求为一体的教学大纲。机械优化设计这门课程既要求学生专业知识过关,又要求学生实践能力过硬。因此,设计如表1所示的教学大纲。在大纲中要求了学生的基础知识,学生的个人技能和职业道德,学生的团队合作意识。通过改革大
5、纲,可以看出机械优化设计这门课程已经由传统的要求基础知识的传统课程转变成了基础知识和实践能力两手抓的新课程。学生在学习和实践过程中,会提高学生的学习兴趣,减少了学习的枯燥。 二、建立CDIO模式下的教学方法 积极采用并探寻符合教学规律、符合人才成长规律的教与学的方法,比如基于项目的学习、基于问题的学习、探究式学习等,以实现专业培养标准所要求的培养目标。在项目实施中,树立以学生为中心的观念,引导学生主动学习。 (一)教学方式的多样化 1.教学中重视基础知识、基本概念和基本规律。鉴于往届同学在学习过程中的重难点,在新学期在授课过程中着重讲解,使学生能够抓住重点,吃透基础知识。理解规律和掌握方法比记
6、住知识更加重要,所以在教学过程中围绕优化设计的基础知识、优化原理和规律展开,避免过多地对知识的罗列。在介绍理论概念及原理前,先介绍一些该理论或技术产生与发展的历史背景知识,使学生看到理论背后的工程背景,在课程讲授中设定相关命题论文,激发其学习的动力。 2.采用基于任务的、基于问题的或案例式的教学方法,课堂上教师只讲授基本定理和概念,主要是引导学生按照给定的主题(包括命题论文、案例分析、工程项目实施等)来查找资料、整理、归纳、实际项目分析及计算、总结、演讲并展开课堂讨论。 3.教学过程中应用归纳总结比较方法。机械优化设计这门课程理论性比较强,如不能及时地归纳总结所学知识点,那么学生在应用和选取优
7、化方法的时候会遇到很大的问题,通过归纳总结比较优化方法的优缺点和适用情况,可以为学生以后遇到优化方法选取时能够更加准确地找到适用的优化方法。 4.学中注重学习的实践。在课程教学结束时,给学生布置一个课程设计。通过课程设计,培养学生在实践中探索优化方法的选取和应用的思路以及主动搜索文献、探寻方法的能力。教师要求学生选择与本专业方向相关的实际课题,对实际课题做具体分析,确定完成课题的方式、小组分工、课题成果的评价标准以及课程学习的评价标准。然后学生自愿结组,边学边做,搜集课题相关的资料,将小组成员思想融入完成课题的过程中。同时,讲解课本中典型应用问题的实际操作过程,对于实际应用的优化设计问题,因有
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