张新建 牛莉 段贤勇
【摘 要】过分析传统理念下材料分析与检验课程教学存在的不足，阐述基于CDIO理念的课程教学改革思路，对教学内容、教学方法、教学实践环节进行了重新设计。改革实践显示，基于CDIO理念的教学模式优势明显，学生普遍反映教学效果较以往有很大提高。
【关键词】CDIO；材料分析与检验；教学改革；教学效果
Curriculum reform and research of material analysis and inspection based on CDIO concept
Zhang Xinjian Niu Li Duan Xianyong
（Department of Mechanical Engineering， Anhui Technical College of Mechanical and Electrical Engineering， Wuhu 241002）
【Abstract】By analyzing the shortcomings of material analysis and test course under the concept of traditional teaching， ideas on teaching reform of CDIO course based on the practice of teaching， teaching content， teaching methods， redesign. Reform practice shows that the teaching mode based on CDIO concept has obvious advantages， students generally reflect the teaching effect than ever before.
【Key words】CDIO； Material analysis and inspection； Teaching reform； Teaching effect
0 引言
CDIO工程教育模式是近年來国际工程教育改革的最新成果，该模式以产品的构思、设计、实施及运行全过程为载体，强调主动的、实践的、课程之间有机联系的工程学习方式，注重培养学生专业知识运用、主动学习、团队交流及工程系统应用等方面的工程能力[1-2]。材料分析与检验课程是我国理工科院校中焊接技术及自动化、材料成形及控制工程、模具设计与制造等专业一门综合性的专业课，其内容主要包括化学成分检验、显微组织分析、宏观检验与断口分析、力学分析、无损检测等五部分内容，将CDIO理念引入到材料分析与检验课程教学中，对培养学生的学习兴趣、实践能力、系统观念、工程意识和创新能力，更好地适应市场需求，对后续专业的建设及相关学科的教育教学改革，具有重要的现实意义和参考价值。
1 传统理念下材料分析与检验课程教学中存在的不足
1.1 教学内容
由于材料分析与检验课程理论教学内容学生前期普遍缺乏工程背景，实践教学内容同时缺乏系统性的工程实践性项目，工程教育中融入的素质教育内容更少，造成了学生学习目的不明确，遇到工程问题不知从何分析、如何解决，缺乏团队精神及责任感等，不利于学生素质教育的培养。
1.2 教学方法
灌输式单向传输教育造成学生缺乏独立思考、创新探索及解决工程实践问题的能力，无法培养出信息时代具备创新精神与合作意识的学生。
1.3 实践教学
材料分析与检验课程实践性较强，社会对该方面人才的需求偏重于实践能力，然而现在多数高校中在实验教学方面还存在着实验仪器设备相对落后、仪器设备数量及利用效率相对不足、所开设实验内容涉及的知识面较窄、综合性创新性实验较少等问题，这些问题抑制了学生主动参与实验学习和创新实践的积极性，制约了应用型创新型工程技术人才实践能力的培养提高[3]。
2 基于CDIO理念的材料分析与检验课程教学改革
2.1 教学内容
2.1.1 教学内容新颖化
在教学内容中增加反映本专业的最新技术和成果，授课过程中教师将本学科相关的最近学术发展动态教授给学生，并提出当前存在的主要问题，提出参考的思路或可供选择的方案，学生根据自己的想法重新设计，不仅可以提高学生学习的积极性，又能培养他们独立思考问题的能力[4]。
2.1.2 教学内容实际化
按照CDIO工程教育理念，采用经典案例引入式教学方式，激发学生学习兴趣，采用结合工程实际及知识要点提出问题、组织学生进行分组讨论，通过问题解答的方式进行互动教学，提高学生发现问题、分析问题及解决问题的能力[5]。
2.1.3 教学内容综合化
在传授知识的基础上，通过加强综合工程设计教学和培训，提高学生综合素质和综合能力，增强学生的综合运用知识的能力。
2.2 教学方法
课程在维持总的课时基本维持不变的基础上，增加了学生的实验时间，因此必须压缩授课学时，采取了灵活多样的教学方法，提高了学生学习效率。
2.2.1 开展研究型教学
通过大量的自学知识和讨论课程，学生就某一主题进行资料收集、发言讨论、相互交流、互相点评，达到扩大学生知识面、调动学生积极性、培养学生的独立思考问题的目的。
2.2.2 增加工程案例教学
通过工程讲座和案例分析，组织学生到工厂参观、进行工程实例讲解、工程事故分析，指导学生综合应用知识，启发创新思维，学会现场调查，加强学生对材料失效问题分析及判断能力的训练。
2.2.3 开展学术报告讲座
通过邀请材料检验相关单位的高级工程师、研究技术人员、高校教师，开展学术讲座，使学生加深对原理和概念的认识、加强学术交流、获得最新前沿知识、了解新材料发展过程中存在问题及解决方法。
2.3 优化课程实践体系
采用基于现代化教学方法、基于CDIO工程项目理念的创新性的教学方式指导学生学习实践。比如传统教学的金相显微实验只是验证性实验，学生对實验在将来生产实践中的作用理解不深。在基于CDIO理念下的工程实验中，学生通过金相显微镜对断裂零件进行各方面的分析，进而确定材料种类及断裂的原因，并形成书面报告。这就需要学生综合设计实验流程，进行断口分析、金相打磨、金相观察，这样的实验不仅能让学生通过主动学习把零散的知识有机结合起来，而且能够综合运用，有效地提升了学生解决问题、分析问题的能力。
2.3.1 改革实验教学方式
任课教师在授课前首先明确提出实验目标和实验内容，学生针对实验目标及内容进行分组，由学生项目小组查阅资料，确定实验原理（Conceive），收集实验资料，制定实验方案（Design），落实实验耗材，设计实验过程，安排实验操作（Implement），对实验结果做出预测和评价，经过进一步修改后进行重新设计和执行（Operate）。让学生有目的性的去做实验，实验效果将明显改善，使学生对整个实验流程有充分的理解，实验的方法和步骤能够在学生头脑中的留下深刻印象。
2.3.2 构建开放式材料分析CDIO创新实验室
以CDIO创新项目为载体，努力构建开放式材料分析CDIO创新实验室，增加综合性和设计性实验平台，学生进行一些验证、工程模拟和探索创新试验，同时在教师引导下，开展科研训练，鼓励学生结合工程实际进行探索性研究，自主设计创新性试验。学生项目小组通过调研，自行搜集资料，自行构思设计内容（Conceive），设计实验方案（Design），在操作过程符合规范的前提下进行实验（Implement）和验证（Operate），培养学生的创新能力和实验能力，加强学生的动手能力，提高理论联系实际的水平[6]。
2.3.3 推行课程设计改革
针对材料分析及检验课程模块，以项目小组为单位进行课程设计，为学生进行工程模拟、理论探索和实践创新提供良好的条件，提高学生理论联系实际及解决实际问题的能力。
3 结语
将CDIO理念运用到材料分析与检验课程教学中，以实践性和探索性项目为设计载体，将CDIO理念始终贯穿于理论教学和实践教学，促进深入掌握各门核心课程知识、有利于学生将知识融会贯通应用于工程实践领域，并且符合高素质应用型人才培养目标，对促进学生学习积极性和主动性、探索先进教育教学模式、提高教育教学质量和办学水平、增强教师教学科研意识、培养高技能型创新性人才、实现特色办学，具有重要的现实意义和创新意义。
【参考文献】
[1]唐纯翼，阳艳. CDIO模式在土木工程材料教学中的实践构思[J]. 科技信息，2013，02：4.
[2]赵竹，CDIO模式下交通安全与智能控制专业课程教学与改革实践[J].科学与财富，2015，05：32.
[3]龙诺春，余丽红，于伟.基于CDIO理念的大学生课外实践项目体系构建研究[J].电脑与电信，2013，Z1：65-66+68.
[4]周宇，王文仲.土木工程专业课程教学方法与教学手段的改革研究[J].科学咨询（决策管理），2009，02：83.
[5]何建民，高职类院校学生综合能力培养方法研究[M].合肥工业大学，2010.
[6]王爱国，孙道胜，吴修胜.基于CDIO理念的无机非金属材料工程课程体系优化与内容设计[J].科技信息，2013，03：18-19.
[责任编辑：张涛]
