健全學科競賽體系和CDIO模式培養應用型人才＊

梅從立，蔡建平，楊啟堯，郭 棟

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健全學科競賽體系和CDIO模式培養應用型人才＊

梅從立，蔡建平，楊啟堯，郭 棟

（浙江水利水電學院電氣工程學院，浙江 杭州 310018）

近年來，發展應用型本科教育、培養本科層次的應用型人才已經成為許多高等院校的辦學定位和培養目標。CDIO工程教育模式反映了最新國際工程教育改革成果。CDIO以產品生命周期的4個環節即構思、設計、實施和運行代表4個教育和實踐訓練環節，鼓勵學生以主動的方式學習工程。在我國高校，各類學科競賽已經比較豐富，有效地促進了應用型人才的培養，同時對改變高校現有教學模式，特別是對應用創新教學與大學生能力培養起著積極的促進作用。學科競賽命題涉及知識面廣，面向實踐，并鼓勵新技術應用，可以有效地檢驗學生知識應用與創新能力。可以說，學科競賽是CDIO模式“落地”的理想對象，探討如何結合學科競賽和CDIO模式培養應用型人才對于應用型高校具有重要的實踐意義。

學科競賽體系；CDIO模式；應用型人才；應用型高校

1 學科競賽作用

許多高等院校對學生參加各種學科競賽都持鼓勵態度，甚至為促進競賽工作，制定了學科競賽培訓方案、競賽組織形式和獎勵辦法。浙江水利水電學院電氣工程學院經過多年的實踐，逐步形成了一套競賽組織、管理師資和制度體系。在學科競賽前期，通過校內網站、微信等媒體宣傳方式發動學生參賽。在競賽過程中，安排具有豐富經驗的教師負責培訓，以便給予學生針對性的訓練。

學生通過競賽可以夯實自己的內功，無論獲獎與否都提升了自己的知識水平。甚至有的高校制定了學分、榮譽、獎學金等激勵辦法。對于教師而言，通過參與組織學科競賽，教師需要不斷查閱相關文獻資料、追蹤最新專業知識、提升學生能力。這樣不僅提升了本身的教學能力，還積累了競賽類項目培訓經驗，反哺教學過程。

學科競賽是對靈活掌握知識的檢驗，也是對各門功課積累知識的綜合運用。學生在全程參與培訓競賽中能夠培養各方面的能力。在前期集訓過程中，學生可以有效地鞏固書本知識，針對學科競賽項目特點和背景，進一步提升競賽知識相關內容，與團隊成員相互學習。學生參與競賽的過程中，教師可以有效地考察學生現場分析問題和解決問題的能力。競賽過后，學生從成敗中汲取、總結項目經驗，發現學習和實踐問題。這樣有利于查漏補缺。學科競賽不僅是高校應用型創新人才培養的載體，更是檢測學生從理論知識到應用能力轉化的手段和工具。因此，通過健全競賽體系，能夠讓更多的學生從競賽全程獲益，促進學風好轉。這必將成為實踐教學中需要不斷實踐與探索的課題。

2 CDIO模式特點

發達國家已經有許多大學采納，并在應用中不斷創新CDIO教育模式，已取得較好的教學效果。CDIO是一種應用型人才培養模式，包括Conceive（構思）、Design（設計）、Implement（實施）、Operate（運行）4個環節。該模式主要思想是讓學生“做中學”以及“基于項目的教育和學習”。該模式重點培養學生的綜合能力、學科知識學習與應用能力、學生處理人際關系與團隊協作能力、系統化的過程建設能力等。針對CDIO模式培養的需要，系統建立了培養方案、實施理念等，具有較好的實踐意義。

我國的工程教學比較重視系統完備的知識課程學習，該體系的特點是：①重視理論教學；②重視學科知識系統化；③教學方式側重于理論教學。該模式培養人才手段單調，以理論知識講授為主，削弱了應用與實踐教學。現代社會要求高校能夠把理論知識、應用技能、實際項目聯合為一體，充分發揮學生應用與創新能力，圍繞項目為中心，建立全面人才培養的CDIO教育范式。CDIO教育模式主要目標是培養學生的實踐應用創新能力。圍繞課程教學大綱，要求把教學環節、教學內容融為一體，促進不同類型師資組織的實施，重中之重是以科研項目為載體，通過發展應用能力，促進學生從書本知識到綜合運用能力的升華。在教學過程中盡量以學生為主導，充分調動學生的主觀能動性。通過學生在學習過程中找到所學的知識點在知識結構和課程體系中的位置，引導掌握自主學習新知識和新能力的方向，推動理論知識與實踐能力協調發展，從而提升學生的學習和應用能力。

3 基于學科競賽和CDIO模式培養應用型人才實踐

針對不同學科的競賽很多，以影響較大的大學生電子設計競賽為例。全國大學生電子設計競賽是電子信息類大學生關注率較高的競賽，也是面向全國普通高校在校大學生的一項學生群體科技活動。同時，全國大學生電子設計競賽是培養學生創新能力、團隊精神，促進學生綜合素質發展的重要平臺。全國大學生電子設計競賽極大地激發了參賽學生的專業知識學習熱情，對創新教育理念、改革傳統教學方法、培養創新型應用人才等都起到了促進作用。許多高校從依托學科競賽培養人才中獲益[1-3]。

近年來，CDIO模式在國內高校中逐步受到重視[4]。CDIO工程教育的主要思想是：①充分發揮實踐作用，使得學生在“做中學”和“基于項目教育和學習”；②以研發活動的生命周期為載體，基于產品目標、過程或系統設計為工程背景，讓學生充分發揮主觀能動性、采用實踐與課程有機聯系的方式學習工程；③將工程職業實踐環境作為應用型人才的教育環境，全面培養學生的工程能力與學習能力。采用CDIO模式培養人才已經受到國內教育界普遍關注。

浙江水利水電學院電氣工程學院多年來一貫堅持以CDIO人才培養模式為引領，全面開展教學改革，以系列“項目制”課程為抓手，培養學生的實際動手能力，扎實推進“學生創新能力提升工程”，強化學生創新創業能力。通過各類校級學科技能競賽選拔優秀隊員。同時，通過“創新班”培養，優中選優，最終組建隊伍參加省級、國家級競賽角逐。2018年，在浙江省大學生電子設計競賽中，浙江水利水電學院電氣工程學院9支參賽隊伍共獲得本科組二等獎3項、三等獎2項，專科組二等獎2項。在全國大學生“恩智浦”杯智能汽車競賽中，6支本科參賽隊伍共獲得本科組三等獎2項、成功參賽獎4項。浙江水利水電學院電氣工程學院以各類學科技能競賽為載體，以CDIO模式為指導，培養學生應用和創新能力，為培養符合時代要求的應用型人才夯實了基礎。

4 學科競賽與CDIO模式結合培養應用型人才存在的問題

4.1 亟需開發規模化集訓課程體系

科技競賽活動是理論到應用的載體，但是更需要注重考查知識的轉化能力。通常，為保證競賽活動順利發展，學生的知識培養被分為若干個階段。以大學生電子設計競賽為例：①基礎階段。研究構建機械制作、電路設計與仿真等課程體系。②強化數字電路系統設計等具有能力提升課程。③綜合創新能力訓練階段，探索開發具有機電一體化系統特征的整體訓練項目，例如智能小車。上述各階段中，學生按照培訓目的和興趣愛好進行分組。隨著培訓的深入，學生的知識結構將逐漸完善，學習和應用能力得到全面強化與提高，從而確保科技創新活動的順利進行。根據上述培訓步驟，如果要讓更多的學生從學科競賽中獲益，產生規模效應，就需要針對專業人才培養目標、針對不同培訓階段開發系列課程。目前，還缺少相關教材。

4.2 亟需建立以實踐項目為中心的培訓課程體系

學生可以按照創新實驗室平臺設立的具有開放性、柔性和綜合性特點的實驗項目，發揮主觀能動性，自由設計應用項目。例如，在智能小車競賽教學中，學生自主完成機械傳動和電氣傳動系統設計與應用創新。學生也可以自選相關項目來增加綜合實踐能力。研究建立相應的課程培訓體系、開發更合適的柔性項目。例如，采用仿真實驗部分替代硬件實驗，解決實驗室資源、時間、空間等矛盾，這還有待深入研究和探索。

4.3 亟需深入推廣自主學習方式

大學生學習能力最終要發展為自主學習能力。在各類科技競賽活動中，采用團隊學習方式，互相取長補短，可以有效地提高學習效率，對發展自主學習能力的提高也有極大的幫助。而以項目為中心，提倡學生針對特定工程問題，開展科技文獻與資料查詢、新知識學習，提高提出困難問題和解決實際問題的能力以及團體學習和協同工程的能力。這樣的學習方式和要求，突破了傳統填鴨式理論教學模式，亟需探索合適的推廣方式。

5 總結

開展豐富多彩的學科競賽有利于改善學習氛圍，帶動優良學風的形成。同時，也有利于學科建設、提煉和形成教學特色、有針對性地提高人才培養質量。本文針對CDIO模式特點，基于學科競賽的示范性和導向效應，探討了如何依托健全學科競賽，增強學生實際應用能力，提高學生解決工程問題的能力，創新規模化高素質創新人才培養的途徑。

［1］沈秀，眭榮方，曾德偉.地方高校學科競賽管理體系的構建［J］.實驗室研究與探索，2014，33（11）：187-190.

［2］薛玉利.基于學科競賽的電子信息工程專業應用型人才培養研究［J］.物聯網技術，2018，（2）：118-120.

［3］陳東清，朱東紅.基于學科競賽視角的應用型物流人才培養模式改革及實踐［J］.物流技術，2017，36（4）：179-183.

［4］陳冬松，孫陽春.CDIO工程教育模式下的工科院校人才培養途徑［J］.現代教育管理，2011，（11）：34-37.

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.22.094

2095－6835（2018）22－0094－02

浙江水利水電學院教學改革項目（編號：JG201812）

梅從立（1978—），男，江蘇海安人，工學博士，副教授，主要從事智能信息處理與工業過程建模研究。

〔編輯：辛霞〕