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1 引 言实践教学是培养学生创新能力的重要方面,机械设计实践教学更是传授创新设计思维的重要阵地,一直是机械专业教学人员关注的重点,国内各高校相续开展了机械设计实践教学方面的改革,例如蒋学华等设计了一套以创新为主题的机械设计实验教学模式[1]。江帆等将TRIZ理论引入到机械实验中,构建创新实验教学体系等等。随着CDIO(CDIO代表构思Conceive—设计Design—实现Implement—运作Operate)工程教育模式的引入,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程知识成为为了工程教育发展方向,为了适应CDIO工程教育模式,实践教学面临着深层次的变革。本文将研究性学习融入到CDIO教育模式中,探讨研究性学习与CDIO的关系及融合模式,并将这一思路应用到机械设计实践教学中,以提高机械设计实践教学效果。
2 研究性学习与CDIO融合2. 1 CDIO与研究性学习CDIO教育模式是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所高校在Knut and AliceWallenberg基金会资助下,经过4年的研究而创立的,这种教育模式以产品从研发到运行的生命周期为载体,为学生提供实践、理论课程之间有机知识关联的教学情景、鼓励学生以主动的方式学习工程学。该改革计划的主旨是在真实工程情境中,向学生一边传授工程专业的基础理论知识,一边通过构思,设计、实施和运作促其动手实践能力的发展。目前已经有包括丹麦、芬兰、法国、南非、新加坡、中国等国在内的50多所大学加入到CDIO合作计划中,共同继续开发和完善CDIO教学模式。
研究性学习是学生在教师的指导下,从自然、社会 实 验 室 研 究 与 探 索第29卷和生活中选择和确定专题进行研究,并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。同时是学生通过亲身实践活动获得直接经验,有时也在一定程度上参与知识的创造,并在获得直接经验或参与知识的创造的过程中养成科学精神和科学态度,掌握一定的科学方法,提高综合运用所学知识发现问题、提出问题,判断问题和解决问题的能力,增强社会交往能力和团队精神的一种学习活动。
2. 2 CDIO与研究性学习融合思路CDIO工程教育模式作为近年来国际工程教育改革的最新成果,以强调学生的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力为核心,使学生能够很快地胜任实际工作。而研究性学习也要求学生在参与直接实践的基础进行深入研究,并发现问题、分析问题、解决问题,并在这个过程锻炼学生的独立工作能力和团队工作能力。从这两者的比较中发现CDIO教育模式与研究性学习模式有许多相似的内容,能够融为一体,具体思路如下。
(1) CDIO过程也强调研究性学习。学生对每一学习内容进行CDIO过程,这个过程隐含这研究性学习,学生在这个过程本着研究性学习精神,能够很好实现CDIO教育目标。因此在CDIO教学实践中每个教学内容以研究性学习模式开展,CDIO过程的每个阶段都深入研究,确保理想目标的的实现。
(2)研究性学习的CDIO逐段完成。研究性学习是一个完整的科研过程,它按照CDIO这种产品周期思路来实施,会变得有章可循,实施过程可控。因此,对于每一内容的研究性学习过程也按CDIO划分阶段,分段实施,分段考核,控制学生学习进度。
(3) CDIO与研究性学习融合规则。从上述两点分析看到,CDIO过程与研究性学习过程可以互相十分融合,但这样会构成一个死循环。因此实践中,学习(实践)内容按CDIO过程组织教学,这个过程中4个阶段均设置研究性学习的问题,以问题带动学生的研究性学习,每个阶段单独考核学生。
根据对CDIO与研究性学习融合思路的分析,总结这两者的关系如图1所示。
2. 3 广州大学学生学习特点广州大学处于经济比较活跃的广州市,受区域经济特点的影响,学生自主能力相对较强,同时也具有团队意识,主要表现在:①学生愿意实践,学生对实践往往表现浓厚的兴趣,喜欢动手实践,仿制能力较强;经过研究性教学实践,机械类专业学生对以实践为主研究性学习具有浓厚的兴趣。②有较强的团队精神,学生受经济领域中共赢理念的影响,意识到成就一件事需要团队的协作;③思想开放,学生处在对外开放的前线,思想比较活跃开放,接收知识渠道比较多,信息量大。
这些学生比较适合CDIO工程教育模式和研究性学习方式,因此,将教学内容项目化,采用CDIO工程教育模式和研究性学习方式,将大幅提升学生学习效果。
