【摘要】CDIO；汽车发动机构造与检修；研究与实践

在汽车产业智能化、电动化快速发展的当下，高职院校《汽车发动机构造与检修》课程面临着教学内容滞后、实践环节薄弱、学生职业能力培养不足等问题 [1]。作为汽车类专业核心课程，其教学质量直接影响学生未来的岗位胜任力。CDIO 工程教育理念以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生在实践中掌握工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力[2]。本文基于教学实践，探讨如何将CDIO 理念深度融入课程教学，提升教学效果与人才培养质量，为高职院校汽车专业课程改革提供实践参考。

一、《汽车发动机构造与检修》课程教学现

（一）学生基础薄弱，知识不够扎实

《汽车发动机构造与检修》课程涵盖发动机曲柄连杆机构、配气机构等核心构造，以及故障诊断与维修原理，其理论基础涉及机械制图、汽车机械基础、电工电子等多门前置课程。在高职院校一线教学中发现，部分学生因高中阶段数理基础薄弱，对机械制图中的三视图投影规则、汽车机械基础中的力学计算理解困难，导致学习发动机零部件结构时，无法将二维图纸与三维实体对应，难以建立空间概念。同时，学生普遍缺乏系统的学习方法，面对发动机复杂的结构和原理，多采用死记硬背方式，未能深入理解知识逻辑关系。例如，在学习发动机工作循环时，部分学生混淆进气、压缩、做功、排气四个冲程的顺序与作用，这种知识掌握的碎片化问题，严重阻碍后续故障诊断等高阶知识的学习，使得学生在课程学习中逐渐丧失信心与积极性。

（二）理论和实践教学不能有机结合

《汽车发动机构造与检修》课程的理论教学仍以教师讲授为主，依赖板书和多媒体课件展示发动机结构与原理。在讲解配气机构的可变气门正时技术时，虽能通过动画演示工作过程，但学生缺乏实际操作体验，难以真正理解凸轮轴相位调节对发动机性能的影响。而实践教学环节，受实训设备数量和课时限制，多安排简单的发动机拆装任务。在某高职院校的实训课堂中，学生仅按照拆装手册步骤操作，未深入探究每个零部件的功能与拆装顺序逻辑，如拆卸活塞连杆组时，未意识到螺栓拧紧力矩对发动机密封性的重要性。理论与实践的割裂，导致学生既无法将理论知识应用于实际操作，也难以从实践中反哺理论理解，使得发动机故障诊断等核心技能培养流于表面，教学效果大打折扣。

（三）课程的教学目标指向不明确

《汽车发动机构造与检修》课程由于缺乏对岗位需求的精准对接，课程教学目标存在模糊性。在实训环节，教师常以完成发动机拆装任务作为评价标准，学生也仅追求拆装动作的规范性和速度，忽视对故障诊断思维与团队协作能力的培养。某次发动机拆装实训中，学生虽快速完成任务，但面对模拟的气缸压力不足故障时，却不知从何入手分析。这种重操作、轻思维的教学导向，使得学生无法领悟实训背后的深层意义 — 通过拆装熟悉发动机内部结构，为后续故障诊断积累经验。教学目标的偏差导致学生仅掌握 “知其然”的表面技能，难以达到 “知其所以然” 的职业能力要求，课程整体教学效果与企业实际用人需求存在较大差距。

（四）教学内容与维修实际差距较大

《汽车发动机构造与检修》课程的教学内容多侧重于发动机标准工况下的理论知识，对实际维修场景中复杂故障的教学涉及较少。教材案例多为理想化的故障模型，如单一零部件损坏导致的故障，而实际维修中，发动机故障往往由多个因素综合引发，如燃油喷射系统故障与点火系统异常同时出现。此外，教学内容更新滞后于汽车技术发展，对新能源汽车发动机（如增程式发动机）的结构与维修技术涉及不足。在某企业调研中，维修技师反映，高职院校毕业生在面对发动机偶发性故障时，缺乏系统性故障分析能力，无法依据故障码和数据流进行精准诊断。这种教学与实际的脱节，使得学生在进入工作岗位后，需花费大量时间重新学习和适应，严重影响其职业发展进程。

二、CDIO 理念内涵与课程融合逻辑

（一）CDIO 理念内涵

CDIO 工程教育理念由麻省理工学院与瑞典皇家工学院等四所高校联合创立，旨在革新传统工程教育模式，培养具备综合工程能力的创新型人才。该理念以产品或项目从构思、设计、实现到运作的全生命周期为教学载体，构建起系统的教育框架。在构思阶段，引导学生明确项目需求与目标；设计环节聚焦技术方案与系统架构；实现过程强调将设计转化为实际产品或服务；运作阶段则注重产品的维护与优化。CDIO 理念强调培养目标、教育理念与课程体系的一体化设计，通过理论教学与实践项目的深度融合，实现学生知识、能力与素质的协同发展。其核心在于“做中学” ，通过真实项目驱动，让学生在解决实际问题的过程中掌握工程技术，契合现代产业对复合型技术技能人才的需求[3]。

（二）CDIO 理念与课程融合逻辑

汽车发动机作为复杂机械系统，其故障诊断与维修过程涵盖需求分析、方案设计、操作实施与效果评估等环节，与 CDIO 的四个阶段高度契合。将 CDIO 理念融入课程，可围绕发动机典型故障案例设计项目，例如以“发动机动力不足故障诊断与修复”为项目主题，引导学生在构思阶段分析故障现象、收集资料；设计环节制定诊断流程与维修方案；实现阶段通过实际检测、拆装与调试验证方案；运作阶段总结经验并提出预防措施。这种项目化教学模式，既能将发动机结构原理、检修技术等理论知识融入实践任务，又能培养学生系统思维、问题解决与团队协作能力，弥补传统教学中理论与实践脱节的缺陷。同时，CDIO 理念强调与产业需求对接，可推动课程内容紧跟汽车技术发展趋势，使教学与企业实际维修场景紧密结合，提升人才培养质量[4]。

三、CDIO 与《汽车发动机构造与检修》课程结合实践

基于 CDIO 理念的《汽车发动机构造与检修》课程教学实践路径如图 1 所示，将从课程内容、教法、考核三方面构建《汽车发动机构造与检修》教学实践路径。通过融合标准与技术重塑内容，创新教学方法激发学生主动性，多元考核提升创新能力，实现理论与实践深度融合，增强人才培养与产业需求适配性。

（一）课程内容重塑

1.CAIO12 条标准与现有技术融合

CDIO 的 12 条标准涵盖培养目标、教学方法、实践环节等核心维度，为课程内容重塑提供了系统框架。在《汽车发动机构造与检修》课程中，将其与现有汽车发动机技术深度融合，可有效提升教学针对性。例如，依据“构思- 设计- 实现- 运作”全流程标准，重新梳理课程内容：在讲解发动机燃油喷射系统时，结合当前主流的缸内直喷技术，引导学生从构思阶段分析喷射压力与雾化效果需求；设计环节探讨喷油器结构优化方案；实现阶段通过拆装实训验证理论设计；运作阶段分析实际工况下的系统维护要点。同时，对标“工程实践场所”标准，将企业真实维修案例与校内实训设备结合，如引入新能源汽车增程式发动机的拆装与故障诊断案例，使学生接触最新技术。此外，基于 “主动学习” 标准，开发发动机虚拟拆装仿真软件，让学生在虚拟环境中反复实践，强化对复杂结构的理解，实现理论知识与实践技能的同步提升。

2.CAIO 发明工具与未来技术融合

CDIO 理念强调通过工具与方法赋能教学，将其与汽车发动机领域的未来技术融合，可前瞻性培养学生创新能力。在课程内容中引入前沿技术，如氢燃料发动机、智能电控系统等，结合 CDIO 的项目管理工具（如甘特图、思维导图）和技术分析工具（如MATLAB 仿真、ANSYS 有限元分析），开展跨学科项目实践。例如，以“氢燃料发动机热管理系统优化”为项目，学生运用甘特图规划研究进度，借助 MATLAB 模拟冷却液流量与温度关系，通过 ANSYS 分析散热器结构应力，从设计到验证全流程掌握未来技术。同时，利用数字化工具开发 AR（增强现实）教学资源，学生可通过手机扫描发动机模型，直观呈现内部结构与工作原理，增强对新型发动机技术的认知。此外，鼓励学生运用CDIO 的创新思维方法，针对发动机节能减排、智能化控制等未来技术方向，开展技术改进与方案设计，提前对接产业发展需求。

（二）课程教法重构

1. 任务引用与任务驱动融合

任务引用与任务驱动融合的教学方法，能激发学生学习主动性与实践能力。在《汽车发动机构造与检修》课程中，教师从企业真实维修场景中引用典型任务，如“某品牌发动机启动困难故障排查”，并以此为核心设计驱动任务链。首先，布置课前预习任务，要求学生通过查阅维修手册、观看教学视频，了解发动机启动系统组成与工作原理；课堂上，教师结合引用任务讲解理论知识，引导学生分析故障可能原因，制定诊断流程；课后安排实训任务，学生分组对故障发动机进行检测、拆装与修复，最终提交维修报告。在任务实施过程中，教师适时提出进阶问题，如“若更换火花塞后故障依旧，如何进一步排查？推动学生深入思考。这种教学模式将知识传授与技能训练有机结合，学生在完成任务的过程中，不仅掌握了发动机检修技术，还提升了问题解决与团队协作能力。

2. 头脑风暴与互动教学融合

头脑风暴与互动教学的融合，有助于营造活跃的课堂氛围，培养学生创新思维。在课程教学中，针对发动机复杂故障案例或技术改进问题，教师组织学生开展头脑风暴活动。例如，以“如何降低发动机尾气排放”为议题，学生分组自由讨论，提出催化转化器优化、燃烧系统改进等多样化方案。教师鼓励学生打破常规思维，大胆设想，并引导小组间相互质疑与补充，促进思维碰撞。在互动教学环节，利用智慧教室平台开展实时答题、弹幕讨论等活动，如在讲解发动机配气机构时，发起“可变气门正时技术的优缺点”讨论，学生通过平台发表观点，教师及时点评与总结。此外，邀请企业技术人员参与课堂，分享实际维修经验，与学生进行互动交流，拓宽学生视野。通过头脑风暴与互动教学的深度融合，学生在开放的学习环境中，提升了创新意识与沟通表达能力。

（三）课程考核重立

1. 课程任务与项目考核融

将课程任务与项目考核融合，构建全面、动态的评价体系，能准确衡量学生学习成效。在《汽车发动机构造与检修》课程中，依据 CDIO 项目实施过程，对学生进行阶段性与综合性考核。在课程任务方面，对每个教学模块设置过程性考核指标，如在发动机冷却系统教学中，考核学生对水泵拆装规范、冷却液更换流程的掌握程度；在项目考核层面，以完整的发动机故障诊断与修复项目为载体，从构思（方案合理性）、设计（图纸规范性）、实现（操作熟练度）、运作（维护建议有效性）四个维度进行评价。考核过程中，引入企业技术标准，如发动机拆装扭矩误差范围、故障诊断准确率等，确保考核结果与企业用人需求接轨。同时，采用多元化评价方式，结合学生自评、小组互评、教师评价与企业导师评价，全面反映学生的知识掌握、技能水平与职业素养。

2. 专利论文与双创竞赛融合

将专利论文与双创竞赛融入课程考核，可激发学生创新能力，提升其职业竞争力。在课程教学中，鼓励学生针对发动机技术改进、维修工艺优化等方向开展创新研究，撰写技术论文或申请专利。例如，学生通过对发动机进气系统的研究，提出新型空气滤清器设计方案，并以此为基础撰写论文或申报实用新型专利。同时，组织学生参与“互联网 +”大学生创新创业大赛、汽车检测与维修技能竞赛等活动，以赛促学、以赛促创。在备赛过程中，教师指导学生将课程所学知识转化为竞赛项目，如开发基于物联网的发动机远程故障诊断系统。竞赛成绩与专利论文成果纳入课程考核体系，作为创新能力评价的重要依据。通过这种方式，不仅培养了学生的科研能力与创新思维，还为学生未来的职业发展与升学深造奠定基础，实现课程考核从知识评价向创新能力评价的转变。

四、总结

综上，在汽车产业智能化、电动化发展趋势下，高职院校《汽车发动机构造与检修》课程借助 CDIO 理念实现教学革新。通过重塑课程内容，融合现有与未来技术；重构教学方法，驱动学生主动实践；重立考核体系，多元评价创新能力，有效解决了传统教学中理论实践脱节、目标模糊等问题。实践表明，CDIO 理念的深度融入，显著提升了课程教学质量，强化了学生的工程实践与创新能力，为培养契合产业需求的高素质汽车专业人才提供了可行路径，对同类课程改革具有借鉴价值。

参考文献

[1] 唐华福 ， 夏明 ， 许松 ， 等 . 数字化视域下基于 CDIO 模式的汽车类专业教学改革探索 [J]. 汽车维修技师 ，2025（2）：62-64.

[2] 郝志宽 ， 王国栋 ， 张清蓉 ， 等 . 基于 CDIO 理念的汽车电子技术人才培养模式研究 [J]. 汽车实用技术 ，2024，49（20）：120-123.

[3] 安 春 来 . 参 考 CDIO 模 式 下 汽 车 构 造 课 程 的 实 践 教 学 [J]. 时 代 汽车 ，2024（11）：70-72.

[4] 周锡恩 ， 邓晓燕 ， 毛彩云 . 基于 PDCA 与 CDIO 汽车综合创新实践课程教学改革[J]. 实验室研究与探索 ，2025（4）：23-25.