基于CDIO教育理念的實踐教學研究與實踐

（首都經濟貿易大學管理工程學院 北京 100871）

中共中央和國務院頒布的系列文件中都明確提出要堅持立德樹人的根本任務，重視大學生的創新精神、實踐能力和創業意識培養。創新創業能力素質的新需求無疑強化了實踐教學在高校人才培養中的重要地位。

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，強調讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程，提出應以培養“成品工程師”為目標，將工程實踐能力、創新精神培養的思想貫穿于人才培養的全過程。

本校工業工程專業結合自身實踐教學的特點，按照CDIO工程教育理念，開展了面向區域經濟的工業工程專業實踐能力和創新創業能力培養的實踐教學應用研究和綜合實踐，提出“基礎技能—綜合訓練—工程能力—創新能力”的實踐課程體系，構建適于創新的“以學生為主體，以項目為載體，任務驅動，自主實踐，重在過程”的專業實踐教學體系。夯實學生的實踐基礎，加強學生的工程意識、實踐能力和創新能力的培養與訓練。

1 實踐課程體系構建

工科專業針對學生的培養需要不斷強調引領學生在認識、體驗、實踐的基礎上最終形成較強的實踐能力和創新創業能力。本校工業工程專業結合自身實踐教學的特點，按照CDIO工程教育理念，開展了面向區域經濟的工業工程專業實踐能力和創新創業能力培養的實踐教學應用研究和綜合實踐，構建了“基礎訓練—綜合訓練—工程訓練—創新訓練”的實踐課程體系。

該實踐課程體系構建了四大實踐模塊：基礎訓練模塊、綜合訓練模塊、工程訓練模塊和創新訓練模塊。每個模塊針對相關能力層次設計了培養路徑。

每個模塊根據所處能力層次，設置培養目標及教學導引。并且每個模塊案例庫研發對應專業相關課程展開。

基礎訓練模塊旨在訓練學生的操作能力，教學主要以問題導向為主，屬于問題驗證型；基礎訓練模塊案例庫研發對應工業工程專業基礎課：工作研究、人機工程、工效學、管理運籌學、工程經濟學、工程制圖等課程展開。

綜合訓練模塊的目的在于培育學生的實踐能力，教學主要以任務為導向，屬于綜合設計型；綜合訓練模塊案例庫研發對應工業工程專業課：物流工程、生產計劃與控制、質量工程等課程展開。

工程訓練模塊強調培育學生的工程能力，教學主要以項目實施為導向，屬于項目實施型；工程訓練模塊案例庫研發對應工業工程專業課：建模與仿真、項目管理、服務運營管理、標準化管理、工業工程綜合實踐等課程展開。

創新訓練模塊在于引導學生主動思考及創造性解決問題的能力，教學主要以課題為導向，屬于應用研究型；此模塊案例庫研發主要來源于畢業設計選題展開。

2 實踐教學模塊設計

在深度分析學生學習特點和企業真實需求的基礎上，在CDIO工程教育理念的指導下，按照首都經濟建設和社會發展對人才培養的要求，探索基于實踐項目、真實案例和工作任務的計算機仿真實踐教學模式，實現“以學生為主體，以項目為載體，任務驅動，自主實踐，重在過程”的交互式實踐教學模塊設計。

該交互式實踐教學模塊由“能力匹配”、“項目導入”、“制定任務計劃”、“自主任務實踐”和“成果展示與評價”等環節組成，其中，計算機仿真實踐教學貫穿了該模式的所有環節。

（1）在“能力匹配”環節，對應專業課教師按照所屬的實踐模塊對學生的訓練能力層級進行匹配。

（2）在“項目導入”環節，對應專業課程教師的活動包括：

借助選定的計算機仿真實踐平臺，導入項目任務及目標、展示項目結果，讓學生對實踐項目有一個直觀的認識，然后再布置具體的實踐任務；

利用計算機仿真實踐平臺，讓學生明確自己應當完成的具體任務和完成任務后可以獲得哪些知識以及達到什么樣的技能水平；

在充分考慮學生的現有知識和能力水平的基礎上，適當采取分工協作方式，安排具體的任務完成時間及成果的評定方法等。

（3）在“制定任務計劃”環節，學生的活動包括：

通過自主學習、分工協作等方式，對具體實踐項目的目標、任務進行分析；

確定任務所涉及的專業方法和技能手段，充分應用已掌握的專業知識和能力，借助計算機仿真實踐平臺，設計出仿真實驗模型幫助決策與優化；

確定仿真實驗任務的實施步驟，為仿真實驗任務的實施做好充分的準備。

（4）在“自主任務實施”環節，學生的活動包括：

在計算機仿真實踐平臺上，按照擬定的計劃，逐步完成實踐項目的仿真任務。

在完成實踐項目仿真任務的過程中，學生通過應用所學專業知識和技能，建構自己的專業知識，從而幫助自己養成專業素養。

（5）在“展示與評價”環節，學生的工作包括：

在計算機仿真實踐平臺上展示自己的實踐項目仿真成果；

參與討論和評價；

通過對比分析，學生對自己的實踐項目展開進一步的仿真優化處理。

3 實踐教學實踐過程

基于CDIO工程教育的理念，以我校工業工程專業教育教學實踐中的問題為導向，強化內涵建設和資源整合，促進人才實踐能力及創業創新能力培養效果的提升，與企業合作進行基于計算機仿真的課程實踐及綜合實踐項目開發。按照專業培養目標，遵循專業能力培養的基本規律，以實際項目及其工作過程任務為依據，整合、優化實踐教學內容，由簡到繁、由基礎到綜合、循序漸進地設計實踐項目、綜合真實案例和學習任務，利用計算機仿真虛擬教學的優勢，實現更高水平的工程實踐教學。

在組織實踐教學內容時，結合學生的學習特點以及本專業最新技術、現場案例和企業需求，借助計算機仿真技術，構建了接近現實工作場景的以任務為驅動、學生自主實施的過程實踐教學情境。

對于涉及工業工程系統設計、管理及優化的相關專業課程所對應的的案例庫，通過對相關實踐項目的問題分析及企業調研，選取合適的仿真應用軟件，設計出具體的實踐項目及綜合實踐項目，并且應用在專業課程的實踐教學過程中。

4 總結

本研究將計算機仿真技術和涉及本專業系統設計、管理及優化的相關專業課程實踐結合起來，設計了合適的案例情境，在最大化的節約實踐硬件設備的基礎上，將計算機仿真技術與項目教學、案例教學有機結合，設計出了更多接近企業真實的實踐項目，開發出了適合這類專業課程的計算機仿真實踐環境。取得了以下成果：

（1）在CDIO工程教育理念指導下，立足區域經濟社會發展需求，遵循學生認知規律，構建“基礎技能—綜合訓練—工程能力—創新能力”循序漸進式，與本專業相關理論課程內容相契合、與實踐能力提升相呼應的分層次、分模塊、系統化的實踐課程體系。夯實學生實踐基礎，加強學生工程意識、實踐能力和創新能力的培養與訓練。

（2）以“做中學”和“學中做”為教育教學理念，探索“以學生為主體，以項目為載體，任務驅動，自主實踐，重在過程”的多元化、開放式、多維度的實踐教學模式改革。充分調動其學習的積極性、主動性和創造性，打造高效實踐教學，培養學生的工程意識與創新思維能力。