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關于基于CDIO的工程流體力學課程設計的論文
CDIO工程教育模式是一個以“問題為基礎、項目為主線、教師為引導、學生為主體、CDIO能力培養(yǎng)”為基本特征的新型教學方法。由美國麻省理工學院等四所工程學院在2000年共同發(fā)起的構思、設計、實現(xiàn)、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，中國的汕頭大學率先引入CDIO工程教育模式，取得了顯著的成效。到目前為止，全國共有39所高校的機械類、電氣類、化工類和土木類等專業(yè)紛紛開展CDIO試點工作。2016年1月，汕頭大學主辦的“全國CDIO工程教育聯(lián)盟”成立大會開幕，國內(nèi)130多所高校的500余專家和教師參與了會議，探討新形勢下如何開展CDIO，推進創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新教育、工程認證和卓越計劃實施等。
作為建筑環(huán)境與設備工程專業(yè)的核心專業(yè)基礎課之一的工程流體力學，具有理論性強、概念抽象、應用廣泛的特點。在推動CDIO改革進程中，我們完全可以將CDIO工程教育模式及理念滲透融合，實現(xiàn)CDIO的愿景：培養(yǎng)有專業(yè)技能、有社會意識和有企業(yè)家敏銳性的工程師。
一、CDIO理念的教學目標
根據(jù)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》的要求，本專業(yè)的培養(yǎng)目標：重視培養(yǎng)學生具有參與施工、調(diào)試、運行和維護管理的能力，具有進行產(chǎn)品開發(fā)、設計、技術改造的初步能力，培養(yǎng)出來的工程師不僅要掌握各種基本技能，也要成為具有實踐能力的高水平創(chuàng)新型科技人才。其中，流體力學的教學目標是要讓學生深刻理解流體力學模型的內(nèi)涵，并促進其建立模型的能力，培養(yǎng)學生依據(jù)錯綜復雜的實際工程，突出主要因素忽略次要因素，提煉問題及解決問題的能力。
二、CDIO理念的教學內(nèi)容
現(xiàn)今大部分院校對工程流體力學主要還是重視理論知識的理解和掌握，開設的實驗課程也是固定的幾個演示性和驗證性實驗，教學內(nèi)容與培養(yǎng)目標的不契合，使得我們有必要調(diào)整工程流體力學的教學內(nèi)容。CDIO是以項目設計為導向來組織課程，依據(jù)情境、項目、任務對理論“知識點”進行重新排列、組合、重構，形成新的知識體系。這樣課程就由一個維度轉變?yōu)槎嗑S架構，課程內(nèi)容由割裂的章節(jié)轉變?yōu)榛ハ酀B透、交叉和融合的集成。
在選取項目時應該注重遵循合理匹配的原則：一是項目難度與學生能力匹配，合適的項目難度能保證完成制定的教學目標，激起學生的興趣，讓學生經(jīng)過一定的努力能用理論知識解決工程實際問題，提高專業(yè)實踐能力。二是項目時間與課程課時匹配，由于高等教育教學體系改革的浪潮，課時不斷被壓縮，授課內(nèi)容需要精心安排，所以時間跨度也需要著重考慮。結合CDIO的大工程理念以及工程流體力學的培養(yǎng)目標，將本課程的教學內(nèi)容集成并結合工程實際，規(guī)劃設計工程項目任務。集成的知識點：學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。
三、CDIO理念的教學方法設計
(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”的不同設計項目，以滿足學生多樣化的學習需求，有效改善學生互相依賴、惰性的被動學習方式，提高學生的課堂任務參與度，有利于學生舉一反三、觸類旁通。
(二)課程考核立體化
評價方式多元化，專業(yè)知識采用筆試或口頭測試;與CDIO相關的能力采用“過程性考核”的方式，教師可設計出一個過程性考核細目表，對每個階段進行考核。從主觀和客觀維度定量的評價學生的學習成果。評價主體多元化，由教師、組內(nèi)互評以及學生自評相結合，評價結果更加能客觀、全面，更能激發(fā)學生主動參與意識，達到提高教學質量效果的目的。
(三)課堂模式多元化
以學生為主體，需要增加大量的自學、討論時間，結合目前新媒體時代的教育模式，提倡學生通過慕課、微課、網(wǎng)絡視頻公開課等平臺利用“碎片時間”自學，并可結合翻轉課堂形式，課外真正深入學習，課堂上真正的深層次的思想碰撞。
四、CDIO教學全過程
在整個設計過程中，以問題為中心，教師主導引領學生主動探索和實踐的教學模式，在探索中逐漸構建自己的知識體系，完成構思—設計—實施—運作的全過程。具體的教學全過程設計如下：
第一階段是項目構思(C)。教師根據(jù)CDIO教學目標以及教學內(nèi)容，規(guī)劃設計工程項目，將流體力學相關的知識點融入到課程的教學項目中，在課前下達任務，引導學生思考分析，將項目分解為具體的小任務，再進行總體構思、重組，確定每組的項目內(nèi)容和具體任務。
第二階段是項目設計(D)。學生進行課前學習準備，查詢資料，組內(nèi)進行討論，形成項目設計的初步概念和思路。教師提出問題，提供資料，督促學生學習進度。知識講解環(huán)是以學生為中心，分組匯報對學習內(nèi)容的理解以及項目設計方案，教師進行講解釋疑。項目設計環(huán)節(jié)目的是引導學生將學習的知識運用在實際工程中，提高解決問題的能力，鍛煉學生合作交流的能力。
第三階段是項目實施(I)。改變傳統(tǒng)的例如流線、跡線、靜水壓強等演示性以及驗證性性質的實驗，針對本小組的項目任務，糅合必須掌握的實驗項目，設計相關的實驗項目。突出體現(xiàn)CDIO的集成思想。第四階段是項目運作(O)。學生進行項目分析和成果展示，進入課程考核。鑒于CDIO模式下的工程流體力學課程對學生的培養(yǎng)目標，采用不同的能力用不同的方式進行考核。根據(jù)考核結果以及整個項目過程中的反饋，教師要調(diào)整改進項目工程的內(nèi)容、進度、教學方式等。
五、結束語
流體力學課程是工科主要基礎課之一，本文探索了基于CDIO模式的項目教學在流體力學課程中的應用，教學目標調(diào)整為基于CDIO教育理念;教學內(nèi)容集成并遵循合理匹配原則;教學過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(yǎng)學生的自主學習能力、分析解決問題的能力、溝通協(xié)調(diào)能力、動手能力、創(chuàng)新能力等等，在項目實施過程中提高了教師教學水平、工程應用水平以及自身的綜合素質。
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