CDIO工程教育理念，即构思，即构思（Conceive），设计（Design），实现（Implement）和运作（Operate）。该概念由麻省理工学院和瑞典皇家工程学院等四所大学共同提出，强调学生可以积极参与基于工程项目的整个学习过程。CDIO该理念应用于国内外多所知名高校，培养的学生得到了业界的认可。

《生产系统建模与模拟是工业工程专业的专业课程，要求学生建立实际生产系统的抽象模拟模型，并应用相关的模拟软件进行模拟分析。本文以作者所承担的生产系统建模与模拟课程为对象CDIO重新组织本课程的教学思路，通过理念重新组织本课程的教学思路，“课堂教学->计算机实验教学->创新实践->学科竞赛”这种螺旋式教学模式将理论教学与实践教学有机结合，从而解决学生的工程问题。

一、课程教学现状

目前国内有两大全国性工业工程学科竞赛，清华IE梁健全国工业工程应用案例竞赛、中国大学生工业工程与精益管理创新竞赛等学科竞赛。前者已经举办了第十三届会议，并被中国科学技术协会和科技部正式认可为中国创新方法竞赛的工业工程方向专项竞赛，后者由中国机械工程学会和教育部高等学校工业工程专业教学指导委员会联合主办。这两项活动在中国都有很大的影响力，得到了全国大学和企业的支持和积极参与。如果能提炼知识点，总结其规则，规划课程所需的项目实践内容，学生就可以在工程项目中实现“做中学”同时，学生可以熟悉竞争模式，了解模拟工具的建模和模拟分析，形成一举两得的效果。

二、教学创新

教学创新内容主要包括五个部分：国内外学科竞赛案例分析、工程项目规划设计和知识点提取、基于螺旋教学模式的知识体系设计、解决实际问题、参与学科竞赛、教学实施总结。

（1）国内外学科竞赛案例分析

分析近年来两个学科的竞赛案例，统计相关仿真建模类型的内容，分析研究国际竞赛案例SIMIO建模竞赛的主题要求，研究若干核心仿真内容的类型，以及本质上涉及的建模环节和知识，抽象若干关键类型。

（2）基于工程项目的规划设计

CDIO课程的基本点是整个教学过程中基于项目的学习，因此项目规划是本教研项目的核心内容。项目选择的标准应全面系统。结合以上内容CDIO理论研究与建模竞赛主题分析结果，探索若干典型、实用、系统的工程项目，结合课程基础知识体系和模拟软件工具，为每个项目规划完整的知识技术网络图。

（3）基于螺旋教学模式的知识体系设计

螺旋式教学模式强调掌握和有效利用学习内容，通过反复学习，不断加深理解，然后逐步掌握。根据《生产系统建模与模拟》的学科特点“课堂教学->计算机实验教学->创新实践->学科竞赛”螺旋式教学模式相辅相成，逐步引导学生以相互促进的方式培养创新思维和创新能力。将理论知识与案例分析结果相结合，提出课程和工程实践“最小必要知识”（课堂教学重点）、独立学习知识（独立学习数据）和扩展学习知识（工程实践和学科竞赛参考），形成基于不同层次课程的综合教学知识点体系结构，确定课时和进度。

（4）解决实际问题，参加学科竞赛

从实际生产/服务领域的问题出发，引导学生参加学科竞赛，让学生参与这些实际问题的分析和解决过程，充分调动学生的学习积极性和主动性。一方面，实际问题的复杂性和知识点会更多，引入实际问题的建模和分析，提高学生对软件的熟练使用。另一方面，针对学生无法有效分析仿真结果的问题，选择相关学术论文进行分析，明确实际问题仿真分析中涉及的要点，提高学生的分析能力。

（5）总结教学实践

本次研究工作将总结上述教学知识体系和相关计算机实验体系框架，形成教学所必需的相关文件，并规划到我校网络课程网站，有利于学生自主学习。

以作者承担的《生产系统建模与仿真》课程为对象CDIO重新组织课程的教学思路，设计一种教学思路“课堂教学->计算机实验教学->创新实践->学科竞赛”这种螺旋式教学模式。让学生充分理解和掌握课程所涉及的知识，完善课程教学知识的概念，形成层次化、系统化的知识学习体系，进而推广对工程问题的系统理解。通过实验课程的完整学习和实践，学生可以积极学习和掌握相应的知识和技术，培养设计、创新、协调、沟通和领导能力。在解决实际问题的设计和实施过程中，自主设计对学生广泛的思维和创新能力的创造和培养具有重要的辅助作用。