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摘要：
針對工程流體力學課程當前存在的問題，結合CDIO工程教育模式，從理論和實踐之間的關系、學風建設、教師身份轉換以及考核機制方面進行改革，重點加強對學生主動學習能力，工程應用能力和團隊合作能力的培養。實踐表明，實施CDIO工程教學改革達到了預期的人才培養目標，也對其他課程的教學改革具有參考意義。
關鍵詞：
0引言
隨著中國工業化進程的不斷推進和“再工業化”戰略的提出[1]，我國需要一大批有著扎實的專業知識、具備良好工程能力的工程師人才。應用型本科院校承擔著培養創新能力和工程能力人才的重任。如何使畢業生具備良好的自主學習能力、團隊合作意識、系統分析和動手能力，已成為我國高等工程教育改革的重點和難點。CDIO是一種強調創新與工程實踐的新型高等教育模式，其核心是將教學與工程實踐緊密結合，以滿足企業對工程人才知識結構和工程能力的需求，解決傳統工科高等院校在人才培養中出現的重理論教學輕實踐問題。按CDIO模式培養的學生，學習遷移能力、理論聯系實踐能力強，具備自主學習能力和“終生學習”的習慣，深受社會與企業歡迎[2，3]。工程流體力學是力學的一個重要分支，側重在生產生活上與氣體和液體相關的工程實際應用，它不追求數學上的嚴密性，而是趨向于解決工程中出現的實際問題[4]。要求學生對試驗研究、理論分析和數值計算有深入的理解，才能對實際工程問題進行定性、定量分析。將CDIO教學模式引入工程流體力學的課程教學改革中，更有利于提高學生的工程實踐能力和水平。
1工程流體力學課程存在的問題
1.1理論教學困難
隨著教學計劃改革的進行，工程流體力學課程的教學計劃課時由傳統的50課時縮減為目前的32課時。其中，教學學時為26課時，實驗學時為6課時，學時少，內容多，學生理解困難。
1.2學生學習主動性差
傳統課程理論性較強，需要熟練掌握的公式復雜，內容較為抽象，學生存在理解困難、理論與實踐脫節等問題。同時實驗環節學生的參與度很低，看多于做，更談不上思考和理解。
1.3考核方式單一
傳統的筆試考核方式造成了學生學習依賴心里嚴重，學習遷移能力差等問題。只在乎基本理論的死記硬背和卷面考試，面對實際問題無從下手，難以判斷學生對課程的掌握情況。
2CDIO工程教育理念
CDIO工程教育模式是由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究團隊于2001年創立的新型的工程教育模型。CDIO即構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate），包括了三個核心文件：1個愿景、1個大綱和12條標準[5]。根據工程師應具備的能力以逐級細化的方式表達出來，為工程教育改革提供了系統全面的指導，代表了當代工程教育的發展趨勢。CDIO工程教育模式從2005年引進我國以來，取得了令人矚目的成就。燕山大學作為教育部機械類、電氣類的CDIO工程教育模式研究與實踐課題組試點的第一批高校之一，積極推進CDIO工程教育改革進程。自2008年春季學期開始實施基于CDIO模式的教學改革以來，已經培養了七屆畢業生，積累了豐富的教學改革經驗，并不斷進行創新，為CDIO工程教育模式在中國的發展做出了一定的貢獻。
3規劃調整基于現代工程環境下的“工程流體力學”課程體系
傳統的工程流體力學教學體系已經不能滿足當今社會對工程人才素質的需求。基于CDIO思想構建的新的課程體系，加強了對學生基礎知識積累和運用的要求，強化工程實踐環節，重視對學生動手能力的培養。同時，重點介紹工程流體力學的最新科學技術領域和工程領域的發展，以構建新型多層次課程教學體系。在實際改革進程中，要強調基礎素質的培養，采用課堂理論教學、課下多層次實驗和三級項目相結合的方法，注重與學生之間的交流與反饋，將基于CDIO的課程教育改革平穩、有序地進行[6]。
4基于CDIO的課程具體教改內容
4.1理論教學環節改革
針對工程流體力學學科基礎性強，理論難度大，應用范圍廣的特點，基于CDIO思想的課程改革采用將授課內容精簡，關鍵知識點精講，綜合性知識點布置主題性任務的方法，讓學生主動學習，拓展知識面，培養了學生進行獨立思考的能力。充分利用互聯網資源以及教師的實際工程經驗，對知識點進行剖析，增強學生對知識點的感性認識。同時制作大量的流體流動動畫，展示最新工程流體力學學科應用資料，極大地豐富了教學資源，便于理解重要知識點，激發學生的學習興趣和主動性。
4.2實踐教學環節改革
華裔諾貝爾物理學獎獲得者李政道先生，在關于杰出科學人才培養的問題上特別強調實驗精神和實驗能力。基于CDIO思想課程改革的實踐環節，以三級項目為主，多層次實驗教學為輔，全面鍛煉學生的知識檢索能力，團隊協作交流能力，多學科、大系統的掌控能力，并能夠對學生知識的掌握情況進行深入的了解[7]。工程流體力學三級項目包括：系統全面的任務要求，靈活多變的題目選擇，細致的團隊任務分工，明確的節點匯報形式，以及一套合理的考核機制。以2014年秋季學期工程流體力學三級項目為例，要求每個班級的學生自行組隊，3-5人一組，每組選出一個組長，分別從六個題目中任選一個為題，對該題目進行分析、求解，明確組內成員分工，按時進行節點匯報，最后提交三級項目的課程報告和項目感想，抽簽進行PPT匯報。通過對學生的反饋信息和實際表現進行分析可以看出，三級項目的方法可以將CDIO教育改革理念與課程知識完美融合。不僅讓學生對所學知識有了更加深刻的理解，鍛煉工程實踐能力，而且讓教師的參與者和引領者作用得到充分發揮。
4.3學風建設環節改革
工程流體力學課程的理論難度較大，采用傳統的課堂式教學和單一卷面考核的方式，使學生只關注考試得高分，做實驗不提前準備、不關注原理，更讓一部分學生產生了課程學了也毫無用處的想法?；贑DIO工程教育的流體力學課程改革，嚴格按照CDIO的12條標準與能力大綱的要求，設計出一套合理的、循序漸進的三級項目考核機制。在項目的進展過程中，學生需要付出很多的課余時間，對項目的相關內容進行廣泛的搜索和學習，通過軟件仿真、理論計算以及與工程應用對比等方式，使學生對所學知識有了更深刻的認識。同時，學生充分體會到了團隊合作過程中，成員間交流、溝通、共享的重要性，體會到了集體智慧帶來的沖擊，以及團隊合力完成項目的成就感。在聽取其他小組匯報的過程中，對整個課程也有了更加深刻的理解。
4.4教師身份轉換環節改革
根據CDIO工程教育改革方案的要求，教師不僅僅是知識的傳播者，更是知識交流的參與者和引導者[8]。教師在自身知識和工程經驗積累的基礎上，嚴格按照CDIO工程教育改革能力大綱要求，系統、全面地整理出獨具特色的課堂教學教案。表2給出了工程流體力學課程某一個單位學時的部分課堂教學教案，只有按照詳盡的能力大綱的要求，才能充分保障教學質量。在三級項目考核機制的進程中，每個小組都要與教師在課下進行深入的溝通和交流。這種輕松、愉悅的溝通方式，不僅拉近了教師與學生之間的距離，而且使教師能夠更加充分地發揮參與者和引領者的作用，積極地引領學生走向自主學習和探索的階段。
4.5考核機制環節改革
與傳統單一卷面考核的方式相比，基于CDIO工程教育改革的考察機制更加注重對學生學習態度和學習能力的考察。目前采用的考核方法是：課堂出勤0.1，平時作業0.1，實驗成績0.1，三級項目0.1，考試卷面成績0.6。其中，三級項目由二部分組成：①組內互評等分，總分5分，最優分和最差分相差不得小于1分，組內人均得分為4分；②導師評分，總分5分，最優分和最差分相差不得小于1分。實踐證明，CDIO工程教育改革的考核機制更加公平、合理，克服了學生對卷面考試的依賴，提高了學習的積極性，同時保證了課程、實驗和三級項目的正常有序進行。近三年的課程合格率由改革前的低于75%，穩步增長并保持在90%以上，獲得了學生們的廣泛認可。
5結束語
CDIO工程教育體系是基于歐美發達國家的教育基礎而提出發展的，并不完全符合我國的教育情況和社會背景。如何將CDIO工程教育改革消化吸收，與中國的社會現狀和教育現狀相結合，走出一條具有中國特色的教學改革之路，是今后CDIO在中國發展的重點和難點。通過對幾年來基于CDIO工程教育理念的工程流體力學課程改革成果進行分析，可以得出很多寶貴的經驗。應用型本科院校必須克服困難，強調方法，將改革進行下去，只有這樣才能培養出符合當代社會發展需要的工程型人才。同時，教育改革是一個漫長的過程，必須本著“決策—實施—檢查—反饋—修正”的閉環管理思路，才能將改革合理、平穩地進行下去。
作者：袁曉明 王超 杜冰 單位：燕山大學河北省重型機械流體動力傳輸與控制重點實驗室 燕山大學先進鍛壓成形技術與科學教育部重點實驗室
參考文獻：
[1]黃群慧.中國的工業化進程：階段、特征與前景[J].經濟與管理，2013，07：5-11.
[2]胡文龍.基于CDIO的工科探究式教學改革研究[J].高等工程教育研究，2014，01：163-168.
[3]顧學雍.聯結理論與實踐的CDIO—清華大學創新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009，01：11-23.
[4]高殿榮，張偉.工程流體力學[M].北京：化學工業出版社，2014，1.
[6]張培穎，鄭秋梅等.CDIO工程教育模式在軟件工程核心課程教學中的應用[J].教育探索，2014，12：21-22.
[8]曹淼孫，梁志星.基于CDIO理念的工程專業教師角色轉型[J].高等工程教育研究，2012，01：88-91.
