基于CDIO與云技術融合的人才培養研究

鐘 奇

（常州市高級職業技術學校，江蘇 常州）

構思、設計、實現、運作即Conceive Design Implement Operate的工程教育（簡稱CDIO），作為多年探索形成的現代工程人才培養體系，融合了工程技術、科學技術、團隊協作及周期學習等特點，為中職培養契合社會需求的人才方面提供了較好的模式。[1]CDIO強調基于實踐的全周期培養，在實踐能力和技術基礎培養上比傳統的人才培養模式更具實操性，往往可隨著教學課程等的改革迅速做出改變，以適應不斷變化的人才需求。同時，CDIO改變了傳統教學對工程技術的單一作用，逐漸引入了標準化、規范化的項目制培養模式，實現了從工程技術到工程科學的轉變。[2-4]

隨著信息技術的飛速發展，其對提升社會生產效率及信息交換的作用越來越明顯，并誕生了人工智能、虛擬化、云計算、大數據等先進應用技術，被廣泛用于社會生產、企業研發和中職教育等。伴隨行業發展趨勢，中職陸續開設了相關課程，并以上述技術作為教學改革的基礎，創新發展了依托信息技術的教學課程體系和人才培養體系。在產業變革的大環境下，技術創新、價值創新、服務創新等均要求大學工程教育培養能適應產業變革的工程科學技術人才，這就要求教師在注重科學技術知識基礎教育的同時，更要關注學生的社會體驗和人文素養，并從不同維度進行專業教育與通識教育的結合。借助云技術的發展，讓項目制的工程人才培養、產教融合、教學便捷性等更加容易實現，能適應多樣化、多層次的人才需求變化，同時結合云技術產業，為學科教育和人才培養建立了更加緊密的聯系。[5]

基于此，本文從CDIO人才培養發展歷程和云技術發展入手，分析了兩者特征，并結合人才培養理念和技術發展趨勢，研究了基于CDIO和云技術融合對中等職業教育的改革方案，為中等職業教育提供新的發展借鑒。

一、CDIO人才培養發展歷程

工程教育發展已有百年歷史，在整個發展進程中，工程教育模式經歷了三次重要轉型。其轉型主要受當前社會經濟發展對人才需求的影響，也是社會分工和產業鏈構建的產物。發展至今，工程問題已不單純是技術或科學問題，而是人、社會、經濟等緊密相連的復雜問題，已融合了先進技術、以人為本的發展理念等內容。[6]

（一）初步建立工程技術教育模式

在工業化發展初期，中職按照產業領域、生產崗位等進行專業劃分，根據所學專業定向就業是當時的人才培養主題，對學生實行了較為系統的專業化教育。在此背景下，中職院校為社會的工業化發展提供了大量的優質專科型人才，滿足了理論與技能契合的要求。工程技術人才培養要求掌握科學原理，并具備設計、發明、改進能力，以解決生產、生活中的實際問題，而科學研究則主要推動基礎科學探索，不以實際應用為培養目標。同時，企業此時不具備較強的技術研發能力，主要是以內部技術改革為主，推動提升生產效率，此階段的人才需求主要以專業技術人員為主，作用于中職人才培養方案，具備較強的實用性。

（二）改革發展工程科學教育模式

在建立廣泛的工業基礎后，工程技術人才培養也日趨成熟，人才數量逐漸滿足社會發展需求。此時，工程技術和科學研究也逐漸加強了聯系，完備的工業體系對創新發展要求越來越高，工程師不再局限于專業技術，還需要理解和掌握科學研究的工程意義，并主動參與到科學研究、工程轉化、產品創造的生命周期。形成這一共識后，中職院校逐漸從工程技術向工程科學人才培養模式轉變，建立了以科學研究、工程轉化為主的創新實驗室，也加強了與企業技術創新發展的聯系，形成了最早的校企合作模式。企業也逐漸加大科研投入力度，形成了內部、外部合作的科研創新及工程創新模式，為社會工業化發展提供了源源不斷的動力。中職院校在課程改革中，逐步加強了理論基礎、工程實踐、規范標準等的融合培養，并開展了以實際項目為目標的人才培養計劃，通過專業化的訓練，學生能掌握到工程思維和方法，相關經驗得到了有效提升。但此類教學改革受制于基礎投入和人才培養資源的緊缺，往往使前沿科學無法與工程實踐得到完美結合，學生的全面發展需求和社會對人才全面性需求仍然得不到滿足。

（三）探索工程引領教育模式

進入21世紀，信息技術和經濟的高速發展，使人們的生產、生活方式發生了改變，同樣在價值取向、消費需求和產業鏈形態上都發生著巨大的改變。尤其是互聯網等技術的創新，直接沖擊了傳統的商業模式和商業形態，對產品也提出了更高要求。因此，社會和產業發展對中職教育改革提出了新需求，既要滿足創新、高效、以人為本的全新人才培養理念，又要培養能引領產業變革和技術革新的綜合型人才。雖然引領產業變革的人才是中職院校和行業合力的結果，但工程基礎性培養，解放學生心智，釋放內在潛能，為產業變革輸送全面綜合型人才是當前中職院校探索工程引領教育模式的關鍵。當前中職院校從多維度開展了對綜合型人才培養的教育改革，如加強人文社科素養教育、產學研融合、項目制教育等。通過多種探索模式，工程引領的教育模式正逐漸影響著中職教育工作者的思維方式，并達成人才培養共識。在當前的工程教育領域，多樣化和多層次要求既需要培養精于實操的工程技術專業人員，又需要良好的科學素養，能解決實際工程難題的工程科學人才，還需要能從中脫穎而出的一批引導產業發展的工程引領人才。因此，中職院校應盡快整合現有資源，借助外力和自身發展，逐步培養更多基礎扎實、更具創新思維和探索求知能力的人才。

二、云技術發展及其特征

云技術是基于云計算商業模式應用的網絡技術、信息技術、整合技術、管理平臺技術、應用技術等的總稱。[7]云技術已是許多行業發展的大趨勢所在，不僅因其極大的便捷性，還在信息的安全性上得到了更高保障。在大規模經濟下，云技術參與了其產業方方面面的數據收集過濾、處理分析和集成協作，是產業鏈中不可或缺的先進技術手段。[8]

（一）云技術核心價值

云技術是讓人們運行軟件和訪問的文件，存在于互聯網中易于訪問的地方，并將存儲、計算、網絡等資源形成公共資源供人使用，卻又能保護私有數據的獨立性。因此，云技術可為工業發展帶來規模效應、聚合效應，并大幅提升效率。其核心是安全共享，提升效率，創造價值。

（二）云技術應用創新

以云計算、云存儲為主的云技術已廣泛運用在各個行業，如新藥研發、氣象預報、高端制造、人工智能等。而在中職教育領域，網絡課堂、直播教學等方式的誕生均是以云技術作為背后的技術支撐手段，大幅提升了教學效率。中職院校通過云技術可以創新課程，改善教學體驗，精細化管理學生，還可以建設云技術相關專業，通過校內專業融合，為培養復合型人才提供項目支撐和實踐基礎。[9]

（三）云技術產業發展

云技術經過多年發展，已成為國民經濟發展的重要支撐力量。產業數字化占GDP比重也逐年增長。云技術相關市場規模持續擴大，降低了IT成本和管理難度，提高資源配置效率，擴大了各個行業的利潤空間。云技術產業有望形成一個多方融合、技術共享的巨大市場，為經濟發展提供超過萬億的市場空間。[10]

（四）云技術人才需求

產業上云是應用云技術發展的結果，也是產業升級的必然要求。據人社部中國就業培訓技術指導中心發布的《新職業在線學習平臺發展報告》顯示，當前在應用級的云技術上，人才缺口高達150萬，且云技術市場仍處于擴張期，市場成熟度仍有待提升，說明云技術市場的巨大潛力。多領域在利用云技術實現產業升級和技術革新過程中，也不斷建設具有行業特點的云生態系統，提高了自主研發能力，必然會促進中職院校相關專業人才的培養體系改革。因此，提升人才競爭力必然會獲得市場的認可和青睞。

三、CDIO與云技術融合的人才培養

CDIO教育模式既要求中職院校加強專業教育，又要求中職院校完善職業指導。運用云技術融合CDIO教育，可以有效提升教育教學效果，并為中職院校提供開放共享的人才培養環境。

（一）注重基礎——云技術融合專業教育

建立專業公共課程的云課堂，通過云直播、云作業等方式，開展各個專業的專業公共課程，讓學生隨時隨地都可以參加專業公共課程學習，既能促進學生有效參與，又能為教師評價考核提供便利。采用和導師在線共選培養方案的方式，為每個學生建立獨有的學習檔案，通過云計算獲得最佳的課程組合、教師搭配、實踐項目，為精準培養學生提供了可操作的在線模式。組織云上校園科技文化活動，以云技術為支撐，實現多形式、多維度的科技文化培養。最終將學生、教師與理論課程、實踐項目、實踐活動有機結合，形成全面的專業教育模式。

（二）強化實踐——云技術融合職業指導

從職業能力指導課程、理論結合實踐的項目制教學模式、工程實例仿真平臺三方面與云技術融合發展。同樣采用云直播方式建立職業能力指導課程，根據學生學習檔案結合云計算技術，推薦符合每個學生發展情況的在線課程。建立以云技術為核心的理論結合實踐項目，在線選擇教師、教學場所及資源調配，最高效地整合教學資源。工程實例仿真平臺憑借線上云計算資源、云存儲資源和云網絡資源優勢，將線下實踐平臺轉為線上仿真平臺。

（三）突出共享——建立專業共享資源

按照云技術共享的核心價值，建立符合各個專業的共享資源庫。庫內包括職業需求資源，讓學生實時掌握當前企業對人才技能技術的需求；工程實訓資源，讓學生有集中查閱、學習工程實訓的橋梁；實驗教學資源，促進學生自主參與理論課程后的實驗課程，滿足學生探索工程科學的求知欲；工程案例資源，讓學生了解云技術應用的實際工程案例，并讓學生自主探索云技術的工程實踐，推動云技術的應用落地。

（四）精細管理——云技術科學指導

中職基于CDIO的人才培養模式需要精細化的人才培養管理體系作保障，在云技術科學指導下，可以建立較為全面的在線人才培養管理平臺。平臺依托云技術，為理論知識、個人技能、社會需求、綜合素養等內容建立獨立的知識庫，并將教師、學生、管理人員納入管理環境，分別從不同的云端入口開展人才培養工作，如學生的課程安排、教室預約、校內資源調配等，均可以在獨立的板塊完成。教學的深度改革，云技術配合下進行數據深度融合、深度分析、精準推送，最終在人才培養管理體系上，形成一套有效的數據管理指標。

四、結語

對于云技術而言，與產業融合才是其技術發展的根本動力。在中職教育改革進程中，要考慮云技術作為教學輔助的工具特性和作為社會勞動生產力提升的共享特性，主動將云技術的應用拓展納入教學改革中。以CDIO和云技術融合的方法，既可以加強中職院校對學生理論知識和應用技能的培養，又可以充分發揮學生的主觀能動性。面對當前時代產業對人才培養需求，高等教育仍然不能松懈，要持續推進云技術與專業融合的深度和廣度，為社會培養契合度更高的高質量人才。