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基于CDIO教育理念的基础工程课程教学改革
基于CDIO教育理念的基础工程课程教学改革
随着我国经济的不断发展，工程技术领域也日渐成为我国经济发展的重要支撑点。教育作为经济的培养与传承，也越来越被注重。对于工程技术人才培养，基础工程课程的教学改革是非常重要的一环。CDIO教育理念是现今国外工科教育中的一种新型教育模式，其强调了将工业应用与学术概念相结合，培养能够面对实际问题并能够解决的实践型人才。本文旨在通过探讨CDIO教育理念的基础工程课程教学应用来对工程技术教育进行改革，以适应当前社会与经济的发展需求。
一、CDIO教育理念的概念与研究
CDIO是“以工程实践与设计为核心的工程教育的基本构架”的缩写，它的提出源于2000年麻省理工学院和瑞典查尔姆斯理工大学的一个工程教育联合会议，它是基于企业与教育界之间的合作，而由约翰拉贝卡（Johnsson），艾德菲尔（Edstr？m）、Brodin和S？derlund四位教授在瑞典工科教育改革基础上提出来的。CDIO教育理念是一个新的工程教育模式，致力于培养具有跨学科、合作、实践等能力的优秀工程师，重点是希望学生能够学习如何为应用设计、工程解决问题和产品创新提供贡献。因此，CDIO教育理念的核心是将学生能力的培养作为教育的主要目标。
CDIO教育理念强调四个方面的核心能力，即：
1.“C”的含义是从具体问题到建模，即能够理解和识别现实生活中的问题，将问题分析为建模过程，在建模过程中运用科学原理和数学工具及技术来解决事物的问题。
2.“D”的含义是从设计到实现，即能够从需求、功能、规格入手，基于建模过程设计解决问题的方案，并且在实现方案时，可以通过编程、实验等方式使得设计变为实际产品或者系统。
3.“I”的含义是从实现到操作性指令，即能够在具体实验室或工厂中实现所设计和构想的模型或系统，并且掌握实现所需操作指令和模型的性能评估。
4.“O”的含义是从操作性指令到运营与支持，即能够通过模型的运营，评估和调试来达到性能、经济或者其他目标，能够根据实际情况对所设计和构想的模型或系统进行有效的支持。
综上所述，CDIO教育理念的主旨是通过培养学生的工程实践能力，使学生能够更好地适应实际工业发展需要，进而为社会做出实际的贡献。
二、CDIO理念在基础工程课程教学中的应用
1.课程教学设计
基于CDIO教育理念的基础工程课程教学需要注重学生的实践能力培养，因此，在教学设计中应该加强对工程实践过程和方法的介绍，并鼓励学生在课堂中进行实践操作。具体方法可以采用授予学生小组项目或大型综合项目，在小组和项目的环节中培养工程实践能力。小组项目是指一个小组的学生设计、开发、制造或虚拟制造一个小型系统，因此，小组项目的引入有助于学生的工程实践能力和组织与管理能力的提升。大型综合项目是指多个小组的学生共同合作完成的、面向实际应用的一个大型系统开发，这有助于提升学生的跨领域合作能力，并且可以让学生掌握更丰富的实践经验。此外，在教学设计中还应该加强理论与实践相结合的教学方式，将课堂内容与实际问题相匹配，如在力学课程中加入实际应用问题的解决方法。
2.培养学生跨学科能力
基于CDIO教育理念的基础工程课程教学应该注重学生跨学科能力的培养。跨学科能力是指工程技术人员的应用和需求嵌入Science、Technology、Engineering、Mathematics（STEM）领域中，并且在求解问题或创建解决方案时，能够将这些领域进行有机结合的能力。具体实现可以采用平台式新型课程设计，例如引入设计思维、制造思维等不同的跨学科思维和教育资源，以此来鼓励学生在工程实践中进行跨学科交流，开阔他们视野。
3.培养学生团队合作精神
基于CDIO教育理念的基础工程课程教学应该注重学生团队合作精神的培养。专业技能的学习和创新是一项重要的团队合作工作，因此，在课程中应该高度重视团队合作训练的开展，如给予学生成为小组协作能力、团队建设技能、包容性与尊重的技巧和框架的培训。此外，项目设计和实施应该通过小组形式进行，激发学生团队间的合作意识，鼓励学生在团队协作中体验互相合作的重要性。
4.培养学生实践创新能力
基于CDIO教育理念的基础工程课程教学应该注重学生实践创新能力的培养。通过课程平台、虚拟仿真、设计前沿等途径，让学生主动去发现问题，思考问题创新性的解决方法，掌握创新的实践能力。例如，电路课程中可以设定并仿真特定的设计问题，让学生对电子元件或电子电路的基本原理有了全新的理解，然后引发学生对该方向的主题性研究。在化学或生物课程中，教师可以通过与实际案例相结合的实验让学生掌握基本知识理论，发挥学生思维创新及问题解决能力。
三、总结
基于CDIO教育理念的基础工程课程教学改革是非常重要的，因为通过这种教育模式，可以为现代工程技术培养更为优秀的实践