以CDIO理念為指導促進本科生培養的幾種途徑

秦英月，王傳虎

(蚌埠學院 材料與化學工程學院，安徽 蚌埠 233030)

目前，隨著省級“雙一流”專業的建設，很多地方本科高校也在由純教學型向教學研究型高校轉化[1]，因此對于教學研究型培養模式重要的是培養學生的科學研究的思維、方法、創新和科學研究素質的理念。教學與科研作為目前高校發展的左右兩翼，相互促進、協調統一發展[2]。以各級各類科研項目為載體，將CDIO教育理念和人才培養相結合，把知識傳授、素質提升與創新能力培養有機融合，通過營造主動參與、積極探究的學習氛圍，為社會培養滿足地方產業需求、工程實踐能力強、具有創新能力的化工專業工程應用型人才，具有很大的借鑒意義。化學化工專業雖為我院綜合改革試點及特色專業，但是存在學生入學第一志愿錄取率較低、學生基礎參差不齊等各種問題，如何調動他們的學習興趣，提高其專業能力，使其成為合格人才，達到大學本科培養目標的目的，已成為我院教師急需解決的重要課題。通過十余年專業課教學，始終在提高學生素質、激發學生潛力、打造學生創新能力等方面始終砥礪前行，為此提出在學生培養的后期實施CDIO理念為引導的教育模式，并提拱了幾種實施途徑，為目前化學化工專業教育教學提供新的改革思路。

1 實施前提

1.1 實施單位具有一定的項目積累

充足的科研成果和豐富的教學經驗是實施CDIO為引導教育模式的關鍵。唯有教師或者團隊具備一定的科研積累，同事具有完整、自主的科研能力，即具備“一桶水”的能力，在引入案例時才能有給予學生“一碗水”。同時教師要有一定的教學經驗，即掌握學生情況又對地方產業有一定的了解。因此地方本科院校教師應該教學與科研并重，既強調教學工作的基礎地位，又重視科研工作的重要地位，只有將科研成果注入教學，才能實現教學與科研的相互促進[3]。

1.2 實施過程與學生所學課程密切相關

項目內容不能盲目追求“純學術”研究，項目實施應建立在一定的實驗教學條件基礎上不能涉及過多的高、精、尖的儀器設備，盡量選用實驗室已有或通用性的儀器設備，以保證實驗項目順利實施。首先是目標性，項目應實現培養方案內的目標，能夠達到對應的能力水平；其次是關聯性，項目應該與學生前期知識儲備所關聯，使學生入手容易，后期難度可適當增加，和其他知識相融合；另外，項目容量要和課時相匹配，避免學生產生畏難心理，不利于過程的實施。

2 實施途徑

2.1 把CDIO理念融入前期教學過程

人才培養是高校四大職能之首。所謂CDIO融入前期教學，就是教師根據教學大綱的要求，將教學內容中的關鍵問題，結合各類項目，進行精心選擇和設計，學生擬定項目運行方案后經指導教師修正后實施，后期在課堂上、實驗室實現互動或者參與，由師生共同項目的運行過程，從而實現提高科學研究素質的目的[4]。

緊緊圍繞強化學生工程實踐操作技能和雙師型教師隊伍建設為目標，通過課內、課外、企業三類教學平臺的有機結合，構成新型的符合學生發展的項目實施運行方案。將《超聲-微波協同下MCM-41的合成及催化性能研究》(2012SQRL217)中介孔分子篩的合成過程引入《材料化學實驗》過程，超聲微波協同的合成及雜原子負載引入催化劑合成及應用實驗過程；引導學生舉一反三，不僅會負載項目中所涉及的Fe、Cu等，還會復雜La、Sn等其他金屬元素。建立學生對未來職業生涯的信心，將工程中心項目《有機硅/氟改性丙烯酸酯乳液及在濾材上的應用》(BBXYGC2013B02)乳液合成及改性工藝轉化為《化工工藝及設備》課程設計內容，讓學生接觸新型乳液合成及改性工藝，從而脫離陳舊老套的聚合工藝，培養學生在未來工作中的協作能力、群體意識和團隊精神，增強學生上崗后的競爭力[5]。

2.2 以CDIO理念豐富學生后期畢業環節

由教師精心設計的項目和內容是問題的關鍵。它直接影響到學生參與的積極性和效果，關系到整個項目后期的運行過程。基于此，對教師就提出了更高的要求，教師不單注意項目之間要關聯成知識體系，更要了解學生，通曉學生的知識能力、可塑程度、后期發展規劃等特點，設計的題目要貼近CDIO教學理念，引導學生做出的方案明確可行，運行過程要循序漸進，才能逐步深入擴展。這里選擇兩類案例進行介紹。

2.2.1 體現先進性項目促進學生畢業論文

針對不同層次，不同后期規劃的學生設置不同的項目內容，構建CDIO“向前看”的畢業論文實驗模式和以項目為依托，以“學生職業規劃為導向”的教學方法；體現先進性的項目(例如國家自然科學基金項目)內容緊跟學科前沿發展動態，反映前言的實驗技術和方法。此類項目針對有進一步深造計劃的學生，以提高學生后續科研工作的適應能力。例如《功能化MOFs納米晶強化陶瓷膜資源化處理重金屬廢水的機理研究(21406003)》重復的實驗操作不但鍛煉學生的基本實驗技能，在此基礎之上還能提升學生對操作過程的理解程度，多樣的實驗方案有利于提高學生針對復雜的問題選擇多種的解決方法的能力，紛繁復雜的實驗數據可以增強學生對問題進行分析、挖掘、從而得到準確的判斷和客觀解釋的能力，如此，可以初步形成學生的科研基礎，為其后續形成科研能力，提高學術水平鋪下一塊扎實的墊腳石[6]。通過安徽省科技廳自然科學基金項目的訓練，應用化學專業的吳麗同學在《Inorganic Chemistry Communications 》上以第一作者的身份發表了文章[7]，為其后期碩士研究生學習打下了堅實基礎。近三年來，在此類項目基礎上學生獲批創新創業訓練計劃項目十余項，發表各個級別科技論文數十篇，其中不乏有SCI、CSCD等收錄。

2.2.2 側重解決實際問題類項目促進學生畢業設計

以我院為例，應用型本科專業每年超出70%的畢業生到企業就業，而畢業前工程應用是學生最為缺乏的部分，而恰恰也是學生對本專業最有興趣的部分[8]。若教師將側重解決實際問題類項目部分引入通常教學中，使其更加具有工程性、代表性和方向性，可提高學生的相關專業動手能力，增強工程意識，這也是縮短學生就業后適應期的有效手段。這類項目涉及企業工藝、企業技術，為企業解決難題，可以利用項目指導學生課程設計或者畢業設計，比如：通過《利用石英尾砂代替粘土、檸檬酸廢渣石膏作為礦化劑生產水泥的研究(200801)》可以轉換學生意識中的“廢棄物”為“放錯了地方的資源”，把工程知識轉化為教學，擴大了學生的知識面，使學生與工業領域的距離拉近，更有利于學生的工程實踐，為工礦企業的后續工作打下了堅實的基礎。

2.3 以CDIO理念激勵學生全程創新教育

隨著“雙創”的提出，學生創新思維和創新能力的培養也成為高等教育的一項重要內容[9]。在此背景下，將項目意識引入專業課程的理論與實驗教學顯得尤為重要。在項目驅動教學過程中，具體的“設計”最重要，既要符合學生的認知規律，融合教學內容于項目的運行過程中，鼓勵他們去“改造”和“創新”項目的實施過程，充分激發學生的求異思維和發散思維，并及時指出學生在創作過程中出現的問題以鞏固其對知識的理解和掌握。在做畢業設計或者論文的同時，以項目內容為載體，激勵學生參與撰寫專利技術交底的初稿，由教師修改定稿申報。比如發明專利一種水性防銹劑(ZL201310709576.00709576.0)中朱銀飛，環保型除銹除油劑(ZL201310709574.1)李媛媛，都在其中得到很好的鍛煉，激發了學生的創新意識，滿足學生自我價值的實現。

2.4 以CDIO理念引導教師科研規劃

另外，地方院校教師缺乏項目規劃意識，對自身資源與上級( 國家級與省級) 科研規劃的敏感度不強，與學生的培養和地方產業結合的設計感更差。因此進一步加強教師在科研項目如何與教學密切結合的能力成為高校向“研究型”的關鍵。針對于此，我院強調教師在科研項目與教學、與地方產業密切結合，政策鼓勵教師將科研項目與教學密切結合，有經驗的教師“傳、幫、帶”，開展培訓學習等各種措施，從而實現主動把自身擁有的科研資源適時轉化為教學資源。

3 實施建議及成效

各高校制定各種政策激勵科研成果轉化，但對于科研成果走進課堂，都是教師自愿，學校在政策和制度上既沒有相應的規定也沒有鼓勵措施，教師從事這種工作成了一種“良心活”，體現不出個人價值，久而久之就造成了教師的積極性不高，因此高校可以增加科研成果引入教學的獎勵措施，并給予合適的經費支持，同時制定相應的考核指標[10]。

教育的最終目的是培養人的創造性思維，最大限度地發揮每個人的潛能。實踐證明，積極參與實踐的學生在其中學會如何學習、如何研究、如何創造，培養了多方面的能力，提高了綜合素質，成為所在企業的中流砥柱乃至管理階層，更有甚者自己通過所學創立的公司且收益頗豐。與此同時，教師也提高了專業水平和教學水平，最終取得較好的教學效果和教學質量，在其中多人在獲得“教學名師”、“師德先進個人”等各級教學類獎項的同時，也受到學生的一致好評。而這恰是實行CDIO理念的基本出發點和主要歸宿， 也是這種教學改革最突出、最根本的特質。

4 結論

以學生為中心，以項目為驅動，將CDIO理念付諸于教學，從而將學習、研究和教學有機地結合。這種模式既培養學生運用所學知識解決問題和分析問題的能力，又鼓勵學生思考問題，提高學生的創新能力，無異于是給教學過程中注入了強針劑。

盡管科研項目在指導本科生培養的過程走了一些彎路，但也取得了一定的效果，隨著我院高層次人才引進數量的增加，再加上各級政策激勵和支持，教師定會爭取更多的項目，人才培養質量也會再上一個臺階。