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關(guān)于基于CDIO的工程流體力學(xué)課程設計的論文
CDIO工程教育模式是一個(gè)以“問(wèn)題為基礎、項目為主線(xiàn)、教師為引導、學(xué)生為主體、CDIO能力培養”為基本特征的新型教學(xué)方法。由美國麻省理工學(xué)院等四所工程學(xué)院在2000年共同發(fā)起的構思、設計、實(shí)現、運作為一體的工程教育模式，是基于知識整體化、結構化和體系化而提出的0。2006年，中國的汕頭大學(xué)率先引入CDIO工程教育模式，取得了顯著(zhù)的成效。到目前為止，全國共有39所高校的機械類(lèi)、電氣類(lèi)、化工類(lèi)和土木類(lèi)等專(zhuān)業(yè)紛紛開(kāi)展CDIO試點(diǎn)工作。2016年1月，汕頭大學(xué)主辦的“全國CDIO工程教育聯(lián)盟”成立大會(huì )開(kāi)幕，國內130多所高校的500余專(zhuān)家和教師參與了會(huì )議，探討新形勢下如何開(kāi)展CDIO，推進(jìn)創(chuàng )業(yè)創(chuàng )新教育、工程認證和卓越計劃實(shí)施等。
作為建筑環(huán)境與設備工程專(zhuān)業(yè)的核心專(zhuān)業(yè)基礎課之一的工程流體力學(xué)，具有理論性強、概念抽象、應用廣泛的特點(diǎn)。在推動(dòng)CDIO改革進(jìn)程中，我們完全可以將CDIO工程教育模式及理念滲透融合，實(shí)現CDIO的愿景：培養有專(zhuān)業(yè)技能、有社會(huì )意識和有企業(yè)家敏銳性的工程師。
一、CDIO理念的教學(xué)目標
根據《國家中長(cháng)期教育改革和發(fā)展規劃綱要(2010-2020年)》的要求，本專(zhuān)業(yè)的培養目標：重視培養學(xué)生具有參與施工、調試、運行和維護管理的能力，具有進(jìn)行產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、設計、技術(shù)改造的初步能力，培養出來(lái)的工程師不僅要掌握各種基本技能，也要成為具有實(shí)踐能力的高水平創(chuàng )新型科技人才。其中，流體力學(xué)的教學(xué)目標是要讓學(xué)生深刻理解流體力學(xué)模型的內涵，并促進(jìn)其建立模型的能力，培養學(xué)生依據錯綜復雜的實(shí)際工程，突出主要因素忽略次要因素，提煉問(wèn)題及解決問(wèn)題的能力。
二、CDIO理念的教學(xué)內容
現今大部分院校對工程流體力學(xué)主要還是重視理論知識的理解和掌握，開(kāi)設的實(shí)驗課程也是固定的幾個(gè)演示性和驗證性實(shí)驗，教學(xué)內容與培養目標的不契合，使得我們有必要調整工程流體力學(xué)的教學(xué)內容。CDIO是以項目設計為導向來(lái)組織課程，依據情境、項目、任務(wù)對理論“知識點(diǎn)”進(jìn)行重新排列、組合、重構，形成新的知識體系。這樣課程就由一個(gè)維度轉變?yōu)槎嗑S架構，課程內容由割裂的章節轉變?yōu)榛ハ酀B透、交叉和融合的集成。
在選取項目時(shí)應該注重遵循合理匹配的原則：一是項目難度與學(xué)生能力匹配，合適的項目難度能保證完成制定的教學(xué)目標，激起學(xué)生的興趣，讓學(xué)生經(jīng)過(guò)一定的努力能用理論知識解決工程實(shí)際問(wèn)題，提高專(zhuān)業(yè)實(shí)踐能力。二是項目時(shí)間與課程課時(shí)匹配，由于高等教育教學(xué)體系改革的浪潮，課時(shí)不斷被壓縮，授課內容需要精心安排，所以時(shí)間跨度也需要著(zhù)重考慮。結合CDIO的大工程理念以及工程流體力學(xué)的培養目標，將本課程的教學(xué)內容集成并結合工程實(shí)際，規劃設計工程項目任務(wù)。集成的知識點(diǎn)：學(xué)習氣體射流的平面射流、溫差射流、旋轉射流、有限空間射流等知識點(diǎn)。
三、CDIO理念的教學(xué)方法設計
(一)項目設計多樣化
每3至5人可為一組，精選集成相同“知識點(diǎn)”的不同設計項目，以滿(mǎn)足學(xué)生多樣化的學(xué)習需求，有效改善學(xué)生互相依賴(lài)、惰性的被動(dòng)學(xué)習方式，提高學(xué)生的課堂任務(wù)參與度，有利于學(xué)生舉一反三、觸類(lèi)旁通。
(二)課程考核立體化
評價(jià)方式多元化，專(zhuān)業(yè)知識采用筆試或口頭測試;與CDIO相關(guān)的能力采用“過(guò)程性考核”的方式，教師可設計出一個(gè)過(guò)程性考核細目表，對每個(gè)階段進(jìn)行考核。從主觀(guān)和客觀(guān)維度定量的評價(jià)學(xué)生的學(xué)習成果。評價(jià)主體多元化，由教師、組內互評以及學(xué)生自評相結合，評價(jià)結果更加能客觀(guān)、全面，更能激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與意識，達到提高教學(xué)質(zhì)量效果的目的。
(三)課堂模式多元化
以學(xué)生為主體，需要增加大量的自學(xué)、討論時(shí)間，結合目前新媒體時(shí)代的教育模式，提倡學(xué)生通過(guò)慕課、微課、網(wǎng)絡(luò )視頻公開(kāi)課等平臺利用“碎片時(shí)間”自學(xué)，并可結合翻轉課堂形式，課外真正深入學(xué)習，課堂上真正的深層次的思想碰撞。
四、CDIO教學(xué)全過(guò)程
在整個(gè)設計過(guò)程中，以問(wèn)題為中心，教師主導引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)探索和實(shí)踐的教學(xué)模式，在探索中逐漸構建自己的知識體系，完成構思—設計—實(shí)施—運作的全過(guò)程。具體的教學(xué)全過(guò)程設計如下：
第一階段是項目構思(C)。教師根據CDIO教學(xué)目標以及教學(xué)內容，規劃設計工程項目，將流體力學(xué)相關(guān)的知識點(diǎn)融入到課程的教學(xué)項目中，在課前下達任務(wù)，引導學(xué)生思考分析，將項目分解為具體的小任務(wù)，再進(jìn)行總體構思、重組，確定每組的項目?jì)热莺途唧w任務(wù)。
第二階段是項目設計(D)。學(xué)生進(jìn)行課前學(xué)習準備，查詢(xún)資料，組內進(jìn)行討論，形成項目設計的初步概念和思路。教師提出問(wèn)題，提供資料，督促學(xué)生學(xué)習進(jìn)度。知識講解環(huán)是以學(xué)生為中心，分組匯報對學(xué)習內容的理解以及項目設計方案，教師進(jìn)行講解釋疑。項目設計環(huán)節目的是引導學(xué)生將學(xué)習的知識運用在實(shí)際工程中，提高解決問(wèn)題的能力，鍛煉學(xué)生合作交流的能力。
第三階段是項目實(shí)施(I)。改變傳統的例如流線(xiàn)、跡線(xiàn)、靜水壓強等演示性以及驗證性性質(zhì)的實(shí)驗，針對本小組的項目任務(wù)，糅合必須掌握的實(shí)驗項目，設計相關(guān)的實(shí)驗項目。突出體現CDIO的集成思想。第四階段是項目運作(O)。學(xué)生進(jìn)行項目分析和成果展示，進(jìn)入課程考核。鑒于CDIO模式下的工程流體力學(xué)課程對學(xué)生的培養目標，采用不同的能力用不同的方式進(jìn)行考核。根據考核結果以及整個(gè)項目過(guò)程中的反饋，教師要調整改進(jìn)項目工程的內容、進(jìn)度、教學(xué)方式等。
五、結束語(yǔ)
流體力學(xué)課程是工科主要基礎課之一，本文探索了基于CDIO模式的項目教學(xué)在流體力學(xué)課程中的應用，教學(xué)目標調整為基于CDIO教育理念;教學(xué)內容集成并遵循合理匹配原則;教學(xué)過(guò)程遵循項目設計多樣化、課程考核立體化、課堂模式多元化的原則。有效培養學(xué)生的自主學(xué)習能力、分析解決問(wèn)題的能力、溝通協(xié)調能力、動(dòng)手能力、創(chuàng )新能力等等，在項目實(shí)施過(guò)程中提高了教師教學(xué)水平、工程應用水平以及自身的綜合素質(zhì)。
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