近年来，随着国际职业教育的深入研究，CDIO工程教育模式以全面化、系统化、科学化以及可操作性强等优势脱颖而出，并在2010年荣获了“工程界的诺贝尔奖”——戈登奖，从而成为当代职业教育的先锋式教学模式。
信息时代的迅速发展使我国的经济结构不断发生变化，各行业领域对人才的实践创新能力要求越来越高。CDIO强调能力为先的理论结合实践的综合培养。在创造适合学生能力增长的机会中，通过完成实际项目的全过程，以提高学生理论结合实践、沟通融于协作的全方面综合能力水平，促进学生《金属工艺学》学习效率的有效提高。
一、CDIO工程教育模式的概念与特点
CDIO工程教育模式是CDIO国际合作组织经过四年的不断探索得出的研究成果，截至2018年3月，我国已有130多所学校加入了CDIO工程教育联盟，旨在将课程体系的理论教学与实践教学进行无缝对接，是实施路径与实施方法的优化与整合。
(一)概念
CDIO是“Conceive-构思、Design-设计、Implement-实施、Operate-运作”的综合表示。CDIO工程教育模式的核心内容为：一个愿景、一个大纲与经过检验测评的十二条标准。一个愿景，即一种通过工程项目产品的系统化构思+设计+实施+运作过程作为背景环境的工程教育。一个大纲是将CDIO的全过程细化为三级七十条四百多款，使其更具明确的方向与系统，对CDIO工程教育模式起着提纲挈领的作用。十二条标准内容为：基础环境、教学目标、一体化计划、工程导论、设计、实践场地、综合经验、积极学习、提升教师自身的能力、教学能力的提高、考核学生、专业化的评估。
(二)特点
CDIO工程教育模式具有综合性、具体性、操作性、系统性、科学性、创新性、个性化、一体化等特点。我国教育家陶行知先生说：“在劳力上劳心，是一切发明之母。事事在劳力上劳心，变可得事物之真理。”CDIO工程教育模式实现了对“做中学”的集中概括，成为项目工程从研发至运行的生命周期实施与应用载体。
二、CDIO工程教育模式在《金属工艺学》课程中的可行性
CDIO工程教育模式可以有效促进《金属工艺学》的教与学，培养了学生的知识基础与技能水平、个人与团体的协作能力、工程项目的专业能力，更加符合社会的发展与企业对人才的实际工作需要。
(一)夯实基础知识
《金属工艺学》课程的教学内容共分为四大部分：金属学基础知识、工程材料与热处理、金属热加工、金属冷加工。具有逻辑性强的特点，且涉及的知识点众多，连续性高。CDIO工程教育模式是采取边做边学的方法，在实践中基础知识会不断地被循环使用，指导学生的行为，基础知识渗透到每个教学环节中，学生记忆会更加牢固，学习质量与实践能力得到逐步提升。
(二)提高个人能力
CDIO工程教育模式的思想理念是“以学生为主体、以教师为主导”，即学生是积极主动的参与者，教师是活动的组织者、设计者与协助者。整个《金属工艺学》学习过程体现出的是教师的“以导辅教”与学生的“以做促学”，突出的是学生的主体地位，有助于学生在积极探索知识、主动发现问题、认真分析问题、有效解决问题中，提高个人知识、技能、职业素养、创新等综合能力水平。
(三)促进团队协作
小组学习是开展CDIO工程教育的组织方式，学生通过在小组内与组员之间研讨、交流，互帮互助、互勉互动，为共同完成小组任务相互协同合作，学生的团结有效促了进团队的和谐协作。
(四)增强职业技能
单纯的理论教学不能实现学生对职业技能的理解与掌握，CDIO工程教育模式以实际工程项目为实践训练目标，学生在实际项目或者是精心设计的模拟案例中，强化实验与实训过程，体验到工程项目的具体完成过程，职业技能得到增强。
三、CDIO工程教育模式在《金属工艺学》课程中的实施途径
中职学生知识基础较弱，知识储备量有限，教师应以激发学生的兴趣为切入点，帮助学生在趣味学习情境中提高学习积极性与主动性，鼓励学生加强理论学习与金工实习。课程设计应由浅入深、由易到难，有助于学生在循序渐进中培养整体的职业知识与能力水平。以《金属工艺学》之《钢的热处理—退火与正火》的课程学习为例进行说明。
(一)科学构思，创设趣味教学情境
艺术家洛克威尔说：“真知灼见，首先来自多思善疑。”因此，教师应将CDIO工程教育模式应用在《金属工艺学》的教学进行科学构思，建构促进学生思维与行动的CDIO工程教育体系。创设适合学生发展的趣味教学情境，从而有效激发学生主动学习的积极性，促进学生以饱满的学习热情投入到学习中。例如，《钢的热处理—退火与正火》课程的学习，首先采用多媒体课件，以视频播放形式引入知识回顾：什么是钢的热处理?钢的热处理怎么分类?帮助学生温故知新。学生在巩固已有知识的同时，对于新知识的学习会自然而然地接受而水到渠成。多媒体的教学形式直观形象，易于理解，且图文声光电效果丰富多彩，使学习充满乐趣，学生的主观能动性被有效激发。
(二)精准设计，以教学目标为航标
明确教学目标是有效开展教学活动的首要条件。CDIO工程教育模式的设计阶段应基于《金属工艺学》教学内容知识点多、连贯性强的特点，教师根据教学目标与学生的最近发展区理论(学生当前的水平与未来可能发展的水平之间的差异)，对教学方案进行适合于学生发展的精准化设计，突出教学重点，有利于学生掌握金属材料的性能、应用等相关知识点，从而可以充分提高学习效率。例如，《钢的热处理—退火与正火》的教学目标为：掌握正火与退火的工艺特点以及应用范围，金属材料的内在能量，零件的加工工艺性能与材料使用性能，零件的使用寿命延长方法。教学重点是退火的分类、退火与正火的应用及选择方法。应以教学重点为架构，在整个学习过程进行讲解、体验与渗透。
(三)组织实施，以学生参与为主体
以培养学生的能力为本位，是CDIO工程教育模式所倡导的教学理念。教师在组织项目工程的过程中，应遵循“根据学情、分层分组、因材施教、工学结合”的教学原则，学生的学情包括学习成绩、学习态度、已知知识、实际能力等，然后采取同组异质的方式将学生进行分层分组，小组内再对教师布置的项目工程任务进行分析和分解，确定项目完成的方法，使得每个小组的后进生都可以在优秀生的帮助下，专业能力水平得到不同程度的提升。例如:《钢的热处理—退火与正火》应根据学生学情，将教学内容退火的定义与目的、分类与应用，正火的定义、目的和应用，选择正火与退火的方法，把学生按照同组异质原则分为五个小组。学生将教师录制好的微课知识点课件，进行不断反复、循环式观看，感悟工程项目生产的全过程。然后，教师带领学生进入工厂进行实地观摩，并参与到项目工程产品的每一个生产环节中，如齿轮加工工艺路线的流程：①毛坯的锻造;②正火(退火);③机加工;④热处理(调质、渗碳淬火、高频淬火等);⑤精加工等。每个小组指定一名工人师傅指导实践，学生在亲自参与工程项目实操中，真实的体验使知识与技能同时得到提升。
(四)高效运作，以职业技能为导向
《金属工艺学》以职业技能为导向的高效运作，即是指通过对CDIO工程教育模式下《金属工艺学》教学的评价，针对该模式面向工程的特点，对教学过程的构思、设计、实施阶段进行评价，完成评价过程，从而实现C(构思)-D(设计)-I(实施)-O(运作)的周期性良好运行。
在《金属工艺学》的CDIO工程教育模式中，采用的是阶段性评价与总体性评价相结合的方式，首先是在一个项目工程完成到一个阶段后的阶段性评价，旨在发现项目阶段完成过程中的问题，并及时进行微调整，为下一个阶段的顺利进行做好铺垫;然后是在期末进行的总结性评价，目的是促进师生在总结经验中反思不足之处，构建出新的、切实可行、更加适合于发展的知识体系。例如：《钢的热处理—退火与正火》的评价采取教师评价、生生评价、自我评价相结合的方式。通过多元化评价，可以帮助学生对学习过程中的知识点先知其然而后知其所以然，在理解中明白退火的四种分类：扩散、完全、球化与去应力退火，退火与正火的选择方案应从三个方面考虑：切削加工性能、使用性能、经济。学生在专业知识与技能得到巩固与加强的同时，形成了良好的学习习惯。
综上所述，CDIO工程教育模式在《金属工艺学》中的应用，核心点在于“融且专”，既实现了理论融于实践(学融于做)，又使职业技能更加专业，可以使中职教育在借鉴国际教育的新路径、新方法、新经验、新成果的同时实现创新。因此，我国的CDIO工程教育模式在职业教育中的实施应针对我国的中职教育学情，对中职专业建设的培养方案进行科学合理的制定，对课程体系的教学内容与方法进行深入分析，对工程教育的实践基地与指导方法加以研究，采用因材施教的方法。学生在做中学，借鉴中创新，才能取得实质性的突破，为我国的经济社会发展培养更加符合新要求的工程技术人才，为提供人才支撑与智力支持起到一定的促进作用。
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