基于cdio工程教育大纲的理论力学教学改革

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1、基于CDIO工程教育大纲的理论力学教学改革【摘要】在工程师的培养和职业发展面临国际化挑战的大环境下，深入贯彻教育部、财政部实施本科教学质量工程的精神，全面推行基于CDIO工程教育大纲的创新型人才培养模式改革，并将其运用于实际的《理论力学》教学，从而培养学生发现问题、分析问题及解决实际问题的能力，切实提高人才培养的质量和水平。本文提出了《理论力学》课程教学改革的目标及课程改革的基本思路和方法。　　【关键词】CDIO工程教育大纲；理论力学；教学改革　　【中图分类号】G642.42【文献标识码】A【】1009-5071(2011)05-0014-021　　　　引言　　面对经济全球化和知识经济时代，工

2、程师的培养和职业发展面临国际化的挑战。我国现行的工程教育模式与现代工业实践对高级工程人才的要求不相适应,其存在的问题主要有以下几点:一是重理论轻实践。学科教育与工业实践脱节是我国当前高等教育面临的一个重大问题,有报告显示,我国2005年毕业的约60万工程类毕业生中不足10%的人能适应国际化公司的工作,产生这种现象的原因之一在于我国当前的工程教育重理论轻实践,学生接受到项目和团队工作的实际训练较少。二是专业设置口径窄。长期以来,专业的定向型培养体制及学生重授课轻自学的思想造成了学生的知识面窄,专业口径狭窄使得学生的学习能力、自主性和创造性难以得到充分的发挥,培养出来的学生缺乏很强的适应性和竞争力

3、。三是工程教育缺乏系统规划。因此，我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师，应按照国际工程教育大纲改革现有的人才培养模式，逐步解决目前工程教育中存在的重课程轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作能力、重视知识学习而轻视创新能力培养等问题，满足全球化经济环境下对创新型人才的需求。　　CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO是由麻省理工学院连同瑞典三所顶尖工业大学共同倡导,集多国工程教育精英耗资数百万美元所建立的一整套工程教育理念和实施体系,这种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整个人才培养过程的团队设计和创新实践环节的

4、训练,培养既有过硬的专业技能,又有良好的职业道德的国际化工程师[1]。CDIO国际工程教育组织提出的新型的工程教育大纲在美国麻省理工学院等前沿的工程大学得到了很好的检验和应用[2-3]。国内外的经验都表明CDIO“做中学”的理念和方法是先进可行的，适合工科教育教学过程各个环节的改革。　　《理论力学》研究物体机械运动的一般规律，是高等院校工科专业的一门核心技术基础课程之一，是与工程实际紧密联系的课程。教学内容是以伽利略和牛顿总结的基本定律为基础，系统介绍静力学、运动学与动力学的基本概念、基本原理以及处理问题的基本方法，属于古典力学的范畴。不仅为《材料力学》、《机械原理》、《机械设计》、《弹性力学

5、》、《塑性力学》等后续课程的学习打下基础，更在于培养学生逻辑思维、抽象思维的能力[4-7]。因此，近年来对于它的教学改革和教学研究引起了学术界的广泛关注。为了培养与国际接轨的创新型人才，我们引入CDIO工程教育大纲，并据此进行理论力学的教学改革与实践。　　2将CDIO工程教育大纲应用于理论力学教学改革　　CDIO代表构思（ConcEive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，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。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能

6、力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。　　就理论力学课程本身而言，具有一些对激发学习兴趣和培养创新人才不利的因素。其一，理论力学的发展历史悠久，传统性知识所占比例极大，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，和学生普遍觉得它枯燥、乏味，又难以掌握。其二，受传统观念的束缚和影响，与其它基础课程一样，无论是教材还是教学内容，都重理论，轻应用。其三，理论力学的一般研究方法多为演绎法，反映在教材和教学中均是从已知的基本公理或定律出发，进行理论分析，导出一些定理和推论，由此来对力学问题做出预示[8-10]。这样，学生在课程中很少接触归纳法和发散性思维

7、的训练，这对学生创新思维的培养极为不利。理论力学课程的教学创新迫在眉睫。　　改革目标是通过注重培养学生系统工程技术能力，尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力，以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力，吸收世界先进的工程教育理念，建立符合国际工程教育共识的课程体系。培养目标是使学生具有：较强的项目开发、设计和建造的能力；较强的创新能力；较强的团队精神和领导能力；较强的沟通能力；较强的、英语语言表