关于理论力学教与学中CDIO理念应用的思考

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1、关于理论力学教与学中CDIO理念应用的思考基于国际先进的CDIO工程教育理念，在《理论力学》这门土木工程必修课的教学中，让学生自由分组开展基于理论力学课程的CDIO项目的建模分析与实践，教师通过学生课堂上的成果展示进行评价和指导，可以冇效的提升学牛■对理论力学的理解，更利于学生团队合作精神、科学探索思维、实践创新能力的培养。教学创新理论力学CDIO项目一、引言CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得KnutandAlic

2、eWallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。CDIO代表构思（Conceive）＞设计（Design）＞实现（Implement）和运作（Operate）,它改变了重理论轻视实践的传统教育模式，注重培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识，在此基础上通过贯穿于学生个人团队设计和创新实践能力的培养，让学生以主动的、实践的、与课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能(1)理论力学的发展历史悠久

3、，传统性知识比例较大，内容大多几代沿袭，知识陈旧，力学模型过于抽象，工程背景不够明显，学生普遍觉得课程枯燥乏味、难以掌握；另一方面，课堂教学方法和手段过于单一，导致学生参与教学程度低。(2)受传统教育观念的影响，与其他课程一样，现阶段的理论力学课程，无论教材还是教学内容，都重理论，轻实践应用。三、理论力学中CDIO项目的应用及效果1.CDI0项目在理论力学中的应用在理论力学的教学过程中，CDIO项目作为一个不可分割的存在，以一种不同于平时教学方法的形式，让同学们自己对静力学模型进行受力分析，得出结论，并进行

4、展示来加深对理论力学的理解。在开展CDIO项目之前，要求同学们先进行自由分组(3人以下包括3人)，并将分组结果上传至BB平台。然后要求小组成员从身边的生活和工程实际问题中选择一个静力学模型，确定其不同的约束类型并对其进行简化。再对简化之后的模型进行受力分析，列出力学方程，计算出所有约束力的大小和方向，受力分析之后要求小组成员制作成果汇报PPT和计算书对力学模型进行介绍和分析，所有分析和计算过程在PPT和计算书上必须有所体现。最后在课堂上进行小组展示，其他小组以及老师通过对展示的小组进行提问和指导以及他们所展

5、示的内容进行评分。在所有小组展示完毕后，每个小组需要将自己小组的成果文档、小组自评分和对其他小组的评分上传至BB平台。CDIO项目的最终得分有小组自评、同学互评和老师的评分总和而成，并占期末总评的15%o在这一过程中，学生独立分析问题并对其他小组的展示进行提问，不仅巩固了所学到的知识，还对理论力学这门课程有了更为深刻的理解，为日后的专业课学习奠定了基础。2.CDI0项目在理论力学教学中的效果针对CDIO项目对理论力学教学效果、学生学习成效，本文选取本学期理论力学期末成绩进行分析。图1中的期末成绩是指期末的卷

6、面成绩，总评成绩是指期末卷面成绩与CDIO成绩按比例相加之后的成绩。图1中将期末成绩按高到低进行排序，再画出其对应的总评成绩曲线。分析图中曲线可知，CDIO项目对于期末成绩较差的同学来说，对总成绩的帮助很明显。对于成绩较为优秀的同学来说，对总评成绩的提高不是特别明显，甚至还有一些同学虽然期末卷血成绩很不错，但是由于CDIO项目没有做好，导致总评成绩有所下降。可见CDIO项目的实施更有效地考察了学生的知识综合运用水平。图2中的期末成绩是学生的期末卷面成绩，总评成绩是学生的期末卷面成绩和CDIO的成绩按比例相加

7、后的总成绩。图2的柱状图表示了期末成绩和总评成绩在不同的分数段分别所占的人数。从中可以看出，CDIO项目对于期末卷面成绩相对较低的同学来说，对总成绩的提高有比较大的帮助。对于卷面成绩原本就比较高的同学的影响就不是很大。但还是能从图中看出，CDIO项目的分数对于期末总评成绩的提高还是有一定的帮助，尤其提高了80〜89这个分数段人数所占的比例，降低了60分以下和60〜69分数段的人数。可见CDIO项目的实施对学生期末知识掌握程度的考察更为全面，而不仅是停留在单一看卷面成绩的阶段。四、理论力学中的优秀CDIO项目

8、成果展示本学期理论力学CDIO项目进展顺利，同学们分别对塔吊、升降起重机、龙门吊、桥梁、以及窗户等身边的生活和工程实际问题进行提炼、抽象出一个静力学模型，并进行独立的思考分析。在完成项目的过程中提升了对理论力学的学习认识，培养了学生团队合作精神、科学探索思维和实践创新能力。下面是一个小组的CDIO项目实例：Conceive（构思阶段）。该小组通过查找资料和观察生活和工程实际问题，讨论确立了基于工程背景下工程？？际