高校工科專業“SO-CDIO”工程教育模式改革探索

趙景波　朱敬旭輝

[摘要]文章從新工業化發展需求出發，在傳統的本科專業教育模式上融合了CDIO工程教育理念，立足于技術應用型研究、創新型人才培養，以青島理工大學信息與控制工程學院為平臺，對以自動化專業為例的工科教育模式進行了創新性研究，探索出符合新形勢下本科專業教育的人才培養體系，提出了融合“大學生職業能力框架”和“大學生基本素養結構”理念的新“SO-CDIO”工程教育模式。

[關鍵詞]CDIO理念;工科教育;自動化專業;教育改革;工程技術人才;“SO-CDIO”工程教育模式

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號]2095—3437（2021）01—0161—04

新工業化發展對工程技術人才的需求量不斷增加，同時對工程技術人才所具備的素養和能力提出了更嚴格的要求。青島理工大學信息與控制工程學院（以下也簡稱本學院），在積極借鑒CDIO工程教育模式的同時，努力完善CDIO工程教育模式在實際工科教育中的運用。筆者從專業學科背景出發，分析本學院自身發展狀況，根據現階段的國家建設需要，制定了工科專業本科教育的新型培養目標，并提出了融合“大學生職業能力框架”和“大學生基本素養結構”理念的“專業-職業CDIO”理論即“SO-CDIO”工程教育模式。經過試點教學測試發現，該教育模式能夠明顯加強學生實施實際工程項目所需的分析問題、解決問題以及團隊協作等多方面的能力。

一、全面革新教學模式，創新工程技術人才培養方法

CDIO人才培養模式的改革是當代工程教育改革的主流方向，它要求學生能夠更加熟練地掌握專業基礎知識和具有自主創新能力。近年來，我國以CDIO工程教育模式為指導的專業教育蓬勃發展，青島理工大學信息與控制工程學院堅持以教學工作全面革新為總抓手，努力創新培養方式，對專業課程展開了深度的教學改革。尤其在近兩年，隨著社會需求多樣性及目標性特征的明顯加強，課程教學朝著專業技術素養與實踐能力并重的方向邁進，我們摸索出由學習領域課程、項目課程、任務驅動課程及學科課程等構成的課程體系。我們根據社會對工程技術人才的需求，將專業教育與職業能力相對接，逐步形成了適合學生發展的“專業-職業”能力教育體系即“SO-CDIO”能力教育體系（如圖1所示）。

“SO-CDIO”能力教育體系在原有CDIO理論注重市場需求、一體化教學的基礎上，從多個角度對學生所需技能和素養的培養進行指導。通過專業公共課、導師制培養模式、校園科技類文化活動等載體與途徑夯實學生的專業基礎，通過職業能力指導課、工程實例實驗平臺、理論+實踐教學模式等載體與途徑培養學生就業所需的專業素養，以“大學生職業能力框架”和“大學生基本素養框架”作為指導，開展“SO-CDIO”工程教育。

（一）充分發揮學生的主觀能動性，有效開展CDIO工程教育

對于理論知識和應用技能的學習和掌握，只有充分發揮學生的主觀能動性才能收到較好的效果。在傳統教學模式中，教師充當的角色是課本知識的搬運工，以單一的知識灌輸形式開展教學，不夠重視對學生主觀能動性的發揮，對學生“學得怎么樣”也不夠重視，從而導致教學效率大打折扣。CDIO工程教育理念強調用工程實際問題提高學生的參與性和主動性，引導學生依靠內驅力學習所需的工程理論和技能。新工科專業課程的任課教師應該積極改進教學理念，通過與學生的互動交流，不斷合理規劃教學任務，充分調動學生學習的主觀能動性，引導學生在不斷解決工程實際問題的過程中掌握必要的工程理論與技能。

（二）把握時代人才需求，落實“反向設計”理念

“SO-CDIO”工程教育模式運用“反向設計”理念，強調課程設計應該以社會需求為出發點，將工科專業教育與未來就業需求相結合，以社會對新型工程技術人才的需求作為課程體系建立的核心目標。新型的課堂教學以工程項目為核心，立足于技能的傳授，將實際工程項目作為課堂探索的載體，倡導師生一起探討與創新。“SO-CDIO”教育理念下的課堂教學，注重強化學生的主體意識，發揮教師的引導作用，使學生的工程素養在思考與解決項目問題中得到提升。“SO-CIDO”工程教育模式在要求增強課堂吸引力、發揮學生的主觀能動性的同時，也對教師的工程實踐能力提出了較高的要求，其中“是否能夠將課程學習的重點和難點與實際工程項目相結合”“如何更好地引導學生完成學習任務”就成了教學的關鍵要求。要通過不斷完善課堂教學模式將工程教育“反向設計”理念落實好。

（三）創新一體化教學設計，落實一體化教學措施

為了能夠完成CDIO教育培養目標，必須對傳統的課程設計方式進行根本性的變革，需要在已有教學資源的基礎上，對可利用資源進行重新分配，對原有的課程計劃、課程配套實踐環節和學生的學習方式進行改進，通過“教、學、用一體化”“理論實踐一體化”對現有教學模式進行改革。

“SO-CDIO”工程教育模式需要有更加詳盡的專業計劃改革，所以我們提出將“工程設計”與“職業能力”作為CDIO專業計劃的核心并引入現代質量管理的基本理念（即設立目標→實施目標→反饋→持續改進）對CDIO工程教育進行了創新（參見圖2）。

“SO-CDIO”工程教育模式的實施對我們所有一線教師的職業素養提出了更高的要求，包括把握社會需求、解決具體工程問題、開發新型教學模式等。青島理工大學信息與控制工程學院通過對學院、專業的整合與重組，綜合任課教師已具備的能力和現有的新實驗樓建設資源配備，依據工程設計的理念構建了新型改革進程，將有效的學習產出作為教學考核的重要依據。

二、強化專業認證建設。注重實踐應用能力培養

對理論知識與項目實踐進行有機融合，形成了實踐應用為專業出口的新型自動化教育模式，為區域建設發展提供合格的自動化專業人才。本學院始終以教學工作為中心，堅持以“將社會需求與學生興趣相結合，教學服務于社會”的辦學出發點，重視學生創新能力和實踐技能的培養，先后在大唐黃島發電有限責任公司、海爾集團公司、勝利油田、青島能源熱電有限公司等單位建立了校外實訓基地和產學研基地。鼓勵和支持學生積極參加各種學科競賽和科技創新活動，近五年來，本學院學生多次在國家、省市的大學生設計大賽中獲得優良成績。另外，本學院為了支撐校企合作、學科競賽、科技創新活動的開展，建成了自動化專業共享資源庫（參見圖3），構建了依托多平臺專業資源的開放共享式交互機制。