基于CDIO理念的《安全人机工程学》教学改革研究

【摘要】CDIO理念是目前世界上最为先进的工程教育模式之一，将CDIO工程教育模式应用于《安全人机工程学》课程教学中，构建基于行业企业项目实践的案例研讨和学生项目教学模块，分层次的使学生逐渐适应和掌握工程实践能力，并辅以配套的课程过程考核标准，能有效提高工科人才培养的质量。

【关键词】CDIO 工程教育 安全人机工程学 教学改革

【中图分类号】G642.0 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）09-0061-03

一、引言

CDIO工程教育理念是2000年由麻省理工学院和几所瑞典大学组成的跨国研究团队创建的一种先进的工程教育理念。目前，我国高等工科传统的教育理念，着重知识理论的教与学、强调个人学术能力，而轻视工程实践和创新能力培养、忽视团队协作精神，因此引入CDIO工程教育理念推进工科教育教学改革十分必要。

尽管CDIO能力和12条标准两个核心指导文件已在国内外普及，我国也开设了CDIO网站www.chinacdio.org，翻译并出版了一些指导性书籍。但CDIO起源于欧美创新较强的研究型高校，CDIO大纲与其校培养研究型、创新型、设计型人才的方式十分契合，而引入我国以后受各方面因素的影响，各高校在实施的力度和难度上相差较大。我国参与CDIO改革试点的高校纷纷结合本校实际情况进行重新认识、定位、构思与设计，把CDIO的能力大纲和标准融入本校人才培养全过程。如汕头大学作为国内CDIO工程教育理念推广的先驱，创设了独特的EIP-CDIO教育理念，以设计为向导，融入EIP三要素，即道德（E）、诚信（I）和职业素质（P），全面开展于教学；成都信息工程学院借鉴CDIO模式，设计了包括知识、能力和素质培养的“三位一体”培养方案，进行“以专业建设为主线的教育教学一体化改革”，并且非工科专业（如管理学专业）教学也引荐CDIO教育学和基本方法取得了良好效果。

《安全人机工程学》是一门实践性很强的专业基础课，围绕其开展基于CDIO理念的教学改革研究十分必要。本文围绕《安全人机工程学》，以工程项目设计为导向，以培养学生自学、创新、团队合作能力为主要目标，以解决学生工程实践能力培养的问题。

二、课程研究的思路

CDIO工程教育理念要求学生通过参与工程项目实践来培养应有的基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力，因此，必须将实际的工程项目案例与《安全人机工程学》课程教授知识点相融合，根据项目的筹备、运行到验收等不同阶段，安排相应的教学大纲和内容。

课程内容以行业企业的产品研发与技术服务需求为导向，以培养学生能力为主线，因此课程拟以案例研讨和学生项目两种方式开展。其中，案例研讨部分结合与本科教学水平和要求相符的实际工程项目，将安全人机工程学的基础知识和应用型知识点以及具体的工程技术融入案例项目过程，对涉及到安全人机工程学教学知识点进行案例分析、讲解和讨论。学生项目部分为学生创造实际行业企业实践的机会，并启迪和引导学生对行业企业存在的实际问题进行分析并提出解决方案，学生项目以成果反馈给相应企业，以获得来自企业的评价或用于提升企业生产效益。

三、基于CDIO理念的课程教学设计

1.教学内容与教学组织

《安全人机工程学》教学包括两个层次的内容：一是与安全人机工程学相关的基础理论知识，包括人体测量学、生理心理因素、生物力学、认知心理与信息处理及作业环境设计等基础；二是运用上述基础理论知识从事人机系统的设计与评价，包括作业空间设计、控制器设计、显-控装置设计、作业环境安全设计及个人作业能力评价等。

针对《安全人机工程学》教学内容的特点，在教学组织过程中采取案例研讨与学生项目相结合的方式进行。其中，基础理论知识学习以案例研讨的方式进行，引导学生逐步适应CDIO理念的教学模式，形成理论与实践相结合的观念；而将人机系统的设计与评价部分所需学习的知识融入到学生项目中，每个学生项目由3-5人团队进行，通过“构思（C）-设计（D）-实施（I）-运作（O）”4个环节逐步实施，学习知识同时培养学生工程实践和团队合作的能力。

2.教学内容及学时安排

采用项目式教学，将课程所需知识融入到案例研讨和学生项目两个教学模块中，如图1所示，案例研讨模块侧重构思（C）和设计（D）过程，引导学生适应CDIO理念下的项目式教学模式；学生项目模块侧重构思（C）、设计（D）、实施（I）和运作（O）全过程，使学生将课程知识与工程实践相结合，在“做中学”的过程中培养其CDIO所要求的多项工程能力。

3.考核方式及指标

学生在教师的指引下完成安全人机工程学的两个教学模块的内容，在案例研讨与学生项目中逐渐培养起工程实践的能力与意识。但为了更好的达到CDIO理念所要求的培养质量，还需在课程的考核方式上进行调整，既起到引导学生积极参与课程教学，又能合理的给出学生学习效果的综合评价。

基于CDIO理念，《安全人机工程学》以过程考核替代原有的结果考核（即期末考试）的方式，对学生进行全方位的评价，评价标准及细则如表1所示。

四、总结

本文通过对CDIO理念的分析，对安全人机工程学课程进行教学模式改革，构建基于项目导向的CDIO教学模式，根据课程知识点按照难度层次，分别采取案例研讨和学生项目的形式，引导学生逐渐适应和掌握课程大纲所要求的知识点及工程实践能力。同时根据CDIO理念改革课程的考核标准，改结果考核为过程考核，从各方面综合考核学生的学习效果和质量，使学生在学习过程中具备良好的积极性和工程师执业素养。

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基金项目：

首都经济贸易大学校级教改项目（2015）。

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