基于CDIO模式的創新教學實驗平臺構建

楊迎新 趙賀明

摘 要：文章通過對高職高專院校實驗教學現在及存在問題的分析，結合較先進的CDIO教學理念，提出了高職高專院校應重點培養學生的“創新能力、獨立能力、應變能力、協作能力”，構建了基于CDIO模式的教學實驗平臺。并通過在本校實踐，進一步分析了實踐效果。

關鍵詞：CDIO；實驗平臺；創新

近年來，在高等院校教育模式改革上，CDIO模式是國際工程教育改革的最新成果，是符合當前教育發展的一套教育改革體系。從2000年起，麻省理工學院和瑞典皇家工學院等4所大學組成的跨國研究，經過4年的探索研究，創立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO教學模式強調以工程項目的研發為主線，培養學生主動學習的能力，同時注重培養合作意識和溝通能力。目前國際上有很多著名大學都采用了CDIO教育模式，取得了良好的效果。國內大約從2006年開始，以汕頭大學為龍頭，開始學習研討CDIO教育模式，目前國內也有多所大學實施了CDIO教育模式，并將成果進行推廣。本文是在華北理工大學教學改革項目（項目名稱：基于CDIO模式的電氣自動化技術專業創新教學實驗平臺的構建，項目編號Y1395-65）的基礎上，總結整理而成，目的是希望能促進學生工程能力的提高。

1 CDIO教育理念與CDIO教師的培養

CDIO教育模式以學生的工程實踐能力為培養目標，強調將課程學習與項目設計實施聯系起來。CDIO教育模式將培養目標融入整體教學環節中，將工程實踐能力培養具體落實到課程和課外實踐環節，主張將課程的實驗教學、課程設計、畢業設計等環節都應該從具體實際出發，然后上升至理論，最后再回到實際操作中，以創作產品或項目成果為最終的教學目標。以工程項目從調查分析、設計研發、運行維護的生命周期為主線，通過項目設計將整個教學課程體系系統地、有機地結合起來，學生主動參與到課程的各個教學環節中。

CDIO的核心內容主要是制定教學大綱和教學改革評估的12條標準。CDIO教學大綱是教學的評價和參考綱要，是對人才培養目標的詳細描述，大綱按照學科知識、工程師職業能力、團隊工作與交流能力和在企業與社會環境下的工程綜合能力4個層面，對工程師應具備的知識和能力進行了重點描述，要求教學體系以綜合培養的方式使學生達到這4個層面的要求，從而形成了具體化、可觀測、對學生和教師都具有重要指導意義的目標體系。CDIO的標準是對培養方法的具體指引，是對CDIO教學改革模式的評估標準。

根據CDIO教育理念，要逐步形成以教師為引導和以學生為主體的思想，打破原有的教學模式，使教師從教育者轉變為引導者。在教學中，要打破課本原有課堂教學方式，采用以項目或案例作為知識的引導，激發學生的學習興趣，由項目或案例去引導學生主動發現問題、分析問題和處理問題。因此要構建CDIO模式的教學平臺，就要有具有CDIO能力的教師。首先在課題組內部選擇3名骨干教師，重點培養教師的CDIO教學思維。首先教師要結合主講課程，學習CDIO的12項標準，學習其他高校實施CDIO教學模式的經驗，然后結合教師的現有科研水平，積極與企業聯系，尋找企業現有的項目作為教學的素材，然后與企業合作，共同開發企業創新項目。最后修訂學生的培養方案，挑選3門專業核心課程作為試點，制訂新的課程教學大綱。

2 CDIO創新教學實驗平臺的構建

CDIO教學模式強調在構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）項目的過程中，學習工程理論并加以實現。CDIO的12項標準是對培養方法和平臺構建的具體指引。CDIO的12條標準分別考察專業培養理念，課程計劃的制定，設計實現，教與學的方法，教師提高以及考核和評估。對照12條標準，借鑒國內外高校實施CDIO的經驗，以社會需求為導向，將CDIO項目分為3個等級：3 級項目是為單門課程而設的項目，主要目標是增強對相關知識的理解和對相關能力的培養；2 級項目是包含一組相關核心課程、能力要求的項目，多為涉及多門課程的綜合性實驗項目；1 級項目為包含本專業主要核心課程和能力要求的項目，多為與本專業知識體系相關設計創新性項目。組織學生在不同的學習階段，參與不同類型的項目。其中項目的構思（C）是一個非常重要的階段，教師要幫助引導學生去尋找合適的項目，為學生提供機會到企業去參觀，鼓勵學生自己提出“創新設計項目”。項目的設計（D）是工程實踐的精髓，學生要在開放的實驗室中將構思方案變成工程描述，包括設計、建模、仿真等過程。項目的實施（I）要在學校的硬件資源平臺上實現，項目是團隊成員分工、協作共同完成的，每個人都有自己負責的任務，都必須了解項目的目標。項目運行（O）主要是要做好項目的運營及后期的維護，同時也要做好項目的展示工作。

首先挑選3門專業主要核心課程，強化基本理論知識，制定單門課程內的3級實驗項目；然后以多門課程群和相關能力為基礎，制定多項綜合性的2級實驗項目，學生可以從中選擇1項來完成；最后結合企業和社會環境以及教師現有項目，有選擇的讓學生參與到教師的科研，或者企業的實際項目，即讓學生參與到1級項目，跟蹤1級項目從需求分析、方案制定到最后實施維護的全過程。通過這3級項目的研發，將核心課程與專業統一起來，并結合學生的自我更新能力、人際和團體交流能力以及企業和社會環境下的產品的構思-設計-實施-運行能力一起進行系統的培養。課程中的實驗項目與教學內容緊密結合，相互統一，從而培養學生學習、應用知識的能力和工程實踐能力。項目的內容隨時更新，并且對于每個項目，都制定了嚴格的考核和評價體系。

首先為每一門核心課程制定課程教學大綱，課程大綱明確學生應掌握的知識和能力，明確指出學生應該能夠做什么，通過學習會做什么，然后規劃如何使學生學到這些知識和能力，最后要指出如何考查學生的知識和能力，并明確教學、實驗、實習、作業以及項目的安排。大綱中除了列出本門課程的知識點之外，還明確指出了學習本課程所應達到的能力目標，在教學環節的安排上多采用項目教學法，以適當的教與學過程保證這些目標確實落到實處。對于2級和3級項目，制定了項目的具體要求、實施基礎、思路引導、評價體系。例如，對于"電工電子學"這門課程，首先設計多個小項目，在教師講授的過程中多采用項目驅動法，課后的實驗環節更是設計了較多的綜合性和設計性實驗，在課程結束后，安排了電子實訓和電子設計競賽，并在競賽考核中，要求學生首先根據要求提交設計方案，方案合理后開始制作環節，制作完成提交設計報告和制作作品，進行分析總結，最后進行答辯。教師根據制定的評價體系對學生的競賽作品進行評價，給出成績。對于1級項目，目前確定了兩類，一類是鼓勵學生參加較高級別的競賽，如飛思卡爾智能汽車大賽和全國大學生電子設計競賽，直接以參賽成績作為競賽的評價結果；另一類是參與教師或企業的科研項目，以項目的驗收或者論文的發表作為評價結果。

3 實踐成果分析

通過選擇3門專業主干課，結合課程實驗、課程設計、專業實習、頂崗實習等教學環節，將CDIO工程教育理念運用到多個教學環節中。經過一個階段的項目實施，激發了學生的學習興趣，開闊餓了學生的創新思維，提高了學生解決問題的能力。應用CDIO工程教育理念，能夠更好地培養學生的創新能力，給學生潛能的發揮提供一個廣闊的空間。組織學生進行討論，而答案不再是唯一的，而是多樣化的；答案沒有最好的，只有更好的。應用CDIO工程教育理念，能更好地培養學生獨立的工作能力，教學中采用了項目教學法，大大地提高了學生獨立工作的能力，按照項目教學法的要求，所有操作環節都由學生獨立完成。學生獨立地完成信息獲取、方案制訂、方案實施、信息反饋、成果評價，通過再三的訓練，碰到新任務時，就會得心應手，不再束手無策了。應用CDIO工程教育理念，能更好地培養學生的應變能力，小組內學生分別承擔不同的角色，面對不同的對象，在瞬間做出回答，不斷地出現新的情境，不斷地作出新的應答，從而大大提高了學生的應變能力。應用CDIO工程教育理念，能更好的培養學生團結協作的能力。

4 結語

CDIO工程教育改革是一個全面、系統的改革。具有明確的培養定位、詳細的培養目標和全面、系統的培養方法指南，教育改革需要長期努力、逐步提高。本文緊隨國際國內先進的教學理念，將CDIO教學模式應用到專科院校中。與目前本科學生相比較，專科學生理論知識比較欠缺，但是動手能力比較強，并且團結協作的能力比較強，更適合應用CDIO教育模式。CDIO教育模式提倡“做中學”，將教師的科研項目、企業的實際產品與學生的課程結合起來，不僅可以增加教師的科研意識，更重要的是使學生及時了解企業的需求，使學校所學與企業所需緊密結合。

[參考文獻]

[1]王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究，2009（10）：86-87.

[2]厲威成.CDIO模式的教育理念及其實踐研究[D].成都：四川師范大學，2012.

[3]陳文杰，任立軍，張林，等.新加坡理工學院基于CDIO模式的項目教學改革[J].職業技術教育，2009（35）：91-93.

[4]凌芳，呂恬生.以CDIO模式推進工程實踐教學改革[J].實驗室研究與探索，2010（10）：43-44.

[5]杜艷華，徐運紅.CDIO模式下工科院校“雙師型”教師的培養[J].河北工程大學學報：社會科學版，2012（1）：30-32.

Construction of Innovative Teaching Experiment Platform Based on CDIO Model

Yang Yingxin， Zhao Heming

（Qianan College North China University of Science and Technology ， Qianan 064400， China）

Abstract： Through analyzing of higher vocational experimental teaching in colleges now and existing problems， combined with the more advanced teaching idea of CDIO proposed higher vocational colleges should focus on training students "innovation ability， independent ability， strain capacity， collaboration， is constructed based on CDIO teaching experiment platform. And through the practice in the school， further analysis of the practical results.

Key words： CDIO； the experiment platform； innovation