基于CDIO理念的應用型計算機人才培養模式研究

王曉娟 韋韞韜 富春巖 周虹 薛佳楣

摘 要： CDIO作為近年教學改革的新成果，為高校教學引入了全新的教學理念。文章立足本校實際，通過對基于CDIO教育理念的應用型計算機人才培養模式的研究，探討了如何利用CDIO工程教育理念構建校本化、層次化的應用型計算機人才培養模式。

關鍵詞： CDIO； 工程教育； 應用型人才培養模式； 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）12-79-03

Study of the computer application talent training mode based on CDIO

Wang Xiaojuan， Wei Yuntao， Fu Chunyan， Zhou Hong， Xue Jiamei

（Jiamusi University， Jiamusi， Heilongjiang 154007， China）

Abstract： CDIO is introduced into the teaching of colleges and universities as the new achievement of teaching reform in recent years. By studying the computer personnel training mode based on CDIO， the paper discusses how to utilize the CDIO engineering education concept to build school-based， hierarchical applied computer personnel training mode.

Key words： CDIO； engineering education； talents training mode； teaching reform

0 引言

高校招生規模的不斷擴大，這使得高校畢業生的就業競爭日趨激烈，計算機專業畢業生亦面臨同樣的壓力與挑戰。盡管信息時代人才市場對計算機專業人才的需求量呈現上升趨勢，但仍存在高校培養的計算機人才因無法滿足IT行業的要求而無業可就的現象。導致這一結果的主要原因在于，許多高校的計算機人才培養還處于傳統教育模式，學科教育與社會實踐脫節，畢業生缺少現代企業生存發展應具備的工程應用能力、組織溝通能力、團隊協作能力以及職業能力，無法滿足現代經濟社會對計算機人才的多元化需求。盡管目前許多地方高校為提高人才培養質量，適應社會發展需求，都在倡導教育改革，但這些改革更多偏重于教學方法的改革，沒有明確的目標體系，無法有效達到預期效果。

CDIO工程教育模式作為近年來國際工程教育改革的最新成果，改變了傳統教育改革模式，倡導“做中學”和“基于項目的教育和學習”。CDIO制定的能力培養大綱、具體實施準則及檢驗標準全面、系統、操作性強，為工程教育的系統化發展提供了基礎，也為高校的教育教學改革開創了一條行之有效的創新之路。

1 CDIO工程教育理念

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程[1]。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、團隊協作能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合培養方式使學生在這四個層面達到預定目標[2]，旨在培養學生在掌握深厚技術基礎知識的基礎上，具備系統的工程技術應用能力、較強的溝通能力、團隊協作能力以及職業能力。

CDIO工程教育理念在繼承和發展了歐美20多年來工程教育改革的理念的基礎上，系統地提出了可操作的能力培養、全面實施以及檢驗測評的12條標準[3]，這12條標準分別從專業培養理念、課程計劃的制定、設計-實現經驗和實踐場所、教與學的新方法、教師提高、考核和評估等幾個方面考察工程教育實施情況[4]，為高校的教育改革和教學評估制定了詳細明確的基準和目標，同時也為CDIO工程教育的實施提供了世界通行的標準以及可持續提高的框架。

2 基于CDIO教育理念的應用型計算機人才培養模式構建

2.1 CDIO工程教育的專業人才培養目標

結合我校實際，針對我國工科院校教育教學中普遍存在的重理論輕實踐，重個人學科能力輕團隊協作能力的現象，遵循CDIO培養大綱四個層面能力的培養要求，我院的專業人才培養目標是培養學生具備系統的、扎實的工程技術能力，即項目組織、設計、開發和實施的應用能力，具備較強的溝通能力、協作能力、自主學習能力、創新能力以及職業能力，以滿足國家信息化建設、IT行業發展以及人才市場對高素質應用創新型計算機人才的需求。

2.2 項目化的專業課程培養計劃

在明確專業人才培養方向和目標后，根據CDIO培養大綱，首先制定符合人才培養目標的專業課程計劃。項目化專業課程培養計劃圍繞“項目設計”這個核心，將學生在四年本科學習中所需學習、所應掌握的課程內容有機的、系統的融合起來。項目化的課程培養計劃將專業課按其相關性形成課程群，有計劃化的、階段性的、分級的完成相關課程及課程群的項目設計。分級原則及具體要求如表1。

教師在教學設計中，可依據自身專業特點，借鑒行業經典案例或根據實際需求進行項目設計，引導學生積極開展工程實踐活動，通過項目構思、設計、實現、運作過程的實施，激發學生對專業課的學習興趣，培養學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。

整個課程培養計劃以三級項目為基礎，二級項目為支撐，一級項目為主線，將核心課程的教育同專業和系統的整體認識統一起來，并結合學生的自我更新能力，人際和團體交流能力，以及大系統的掌握、運行和調控能力進行系統的能力培養[5]，與CDIO工程技術人才的培養目標極具契合性，是對CDIO“基于項目的教育和學習”教育理念的具體詮釋。

2.3 “主動學習”的教學模式

CDIO以能力培養為目標。能力不是教出來的，能力只有通過實踐才能獲取。“主動學習”的教學模式將學生置于主體地位，引導學生積極參與CDIO項目化課程設計的實踐過程，讓學生在體驗項目構思、設計、實現和運作的過程中分析問題，尋求問題的解決方法，鼓勵學生在實踐中學習，即“做中學”。“主動學習”的教學模式可以充分調動學生學習的積極性、主動性，讓學生帶著興趣在實踐中尋求解決實際問題的方法，并在求解過程中獲取知識，實現對所學知識的梳理、歸納與總結。

2.3.1 理論課堂教學設計

理論課堂的教學設計要充分體現CDIO中的“構想”與“設計”，幫助學生了解所學知識的具體應用，明晰所學內容在學科知識體系中的位置，找到完善自身知識框架的方向和途徑，增強其學習的方向性和主動性。

教師在教學過程中可采用“探究式教學”等方法，配合CDIO項目設計，充分調動學生的主動性、能動性。在教師指導下，通過以“自主、探究、合作”為特征的學習方式對當前教學內容中主要的知識點進行自主學習、深入探究，并進行小組合作交流[6]，從而達到課程標準中關于認知目標與情感目標的要求。

2.3.2 實驗課堂教學設計

實驗課堂的教學設計則應充分體現CDIO的“實現”和“運作”，通過對理論教學中設計項目的實施和運作，對學生所學知識進行驗證和分析，訓練學生的工程推理能力、邏輯思維能力、解決實際問題的能力以及小組協作能力。

教師在實驗教學過程中可采用“任務驅動法”等教學方法，根據教學內容預先設定合理有效的教學任務，并按照任務規模進行小組分工，引導學生完成好相應的實踐活動。學生在實驗過程中，充分擁有學習主動權，在實踐中探求知識，更有助于加強學生對相關知識的理解與認知。同時，學生還可以在項目小組分工協作的過程中深刻體驗團隊協作和互信互助的意義，有助于培養學生的團隊精神及溝通協作能力。此外，實驗報告和項目報告的撰寫工作還可以有效訓練學生的文字表述能力，培養學生在實驗結果對比分析中發現新原理、新知識的系統學習能力。

2.3.3 課外輔助教學設計

對于主動學習能力強的學生，教師可利用課余時間，依托產學研基地、實驗室、競賽培訓基地以及大學生創新創業基地等實踐教學資源，設計有針對性的、具有一定社會經濟價值的工程項目或校企合作項目，通過營造真實的項目開發環境，進一步提高學生動手能力、創新意識、團隊協作能力以及職業能力。

2.4 “雙師型”的高素質教學團隊

高素質高水平的師資隊伍是地方高校成功培養應用型人才的關鍵，也是提高計算機專業教學水平的核心。針對地方高校師資力量相對薄弱，特別是兼具系統理論知識和工程應用技能的“雙師型”專業教師相對匱乏現象，可以從以下幾方面進一步加強。

2.4.1 培養與引進有機結合

加大雙高人才培養和引進力度，不斷提高教師隊伍的職稱和學歷結構，尤其是加大企業工程技術人才引進和聘任力度。

2.4.2 教研與科研團隊共建

以專業課程為載體實施教學團隊建設，積極組織教學團隊申報各類科研項目，通過教學團隊建設帶動科研團隊建設，以此形成一定規模的科研團隊，促進教師工程技術水平的提高。

2.4.3 學術交流與工程培訓相結合

組織骨干教師參加國際、國內的學術交流會議，深入了解專業領域前沿動態，更新教育教學新理念，全面提高教師專業教學水平；進一步加強與企業、IT 培訓機構的合作與交流，選派教師到企業或IT培訓機構學習、參與項目開發等，有效提高專業教師的工程技術實踐能力。

2.5 產學研結合的實訓平臺

計算機學科是一門實踐性較強的學科，實訓作為計算機專業教學中極為重要的環節，是“做中學”的重要手段，也是培養高素質應用型計算機人才的重要途徑。

2.5.1 有效搭建校內實訓基地

充分利用高校自身實驗室資源，廣泛搭建校內實訓基地，采用開放式管理模式，鼓勵學生參與到實驗室建設中，讓學生在實踐中充分理解與掌握所學專業理論知識。

2.5.2 加大校企聯合辦學力度

通過校企合作等模式，為學生實踐活動提供有利的操作平臺。學生通過走進企業，面向社會，結合所學專業知識學以致用的實踐過程，充分體驗和感受到知識學習帶來的趣味以及自身的價值體現。

2.5.3 依托大學生創新創業基地

大學生創新創業基地是產、學、研的有效結合，是培養學生創新思維、創造能力和創業意識的實踐平臺。依托大學生創新創業基地，在培養學生創新能力和創業技能的同時，提高學生綜合運用專業知識和工程技能解決實際問題的能力。

3 結束語

本文通過對CDIO工程教育理念的分析與研究，從課程培養計劃、教學模式、師資隊伍建設以及實訓環境構建幾個方面，結合地方院校實際情況，對基于CDIO教育理念的應用型計算機人才培養模式進行研究，明確了“做中學”和“基于項目的教育和學習”這一指導思想，為我校應用型計算機人才培養模式的改革和發展提供了基礎理論依據。下一步的研究工作是通過對教學質量監控體系的構建，規范和完善教學質量管理與監控制度，進一步保障應用型計算機人才的培養質量。

參考文獻（References）：

[1] 熊偉平等.基于CDIO理念的計算機應用型人才培養模式探

索[J].科技信息，2013.8.

[2] 喬付等.基于CDIO理念的程序設計高級課程群建設探索[J].

中國電力教育，2011.4.

[3] 牛麗.軟件高技能人才CDIO工程能力的培養[J].中國成人教

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[4] 江義火.基于CDIO理念的《高級語言程序設計》實踐教學改

革措施[J].寧德師范學院學報，2012.3.

[5] 顧佩華等.從CDIO到EIP-CDIO——汕頭大學工程教育與

人才培養模式探索[J].高等工程教育研究，2008.16（1）.

[6] 劉瑩.探析信息技術與課程整合環境下的教學模式——“自

主探究、互動合作”教學模式[J].中國科技財富，2012.16.