智慧城市背景下高職計算機應用技術專業項目化教學模式的研究與實踐

劉興鳳，劉國成

（廣州鐵路職業技術學院，廣東 廣州 510430）

一、引言

智慧城市背景下云計算、大數據、物聯網、人工智能、5G 為代表的新一代信息技術產業升級和經濟結構的調整不斷加快，促使人才快速迭代轉型。《關于實施中國特色高水平高職學校和專業建設計劃的意見》（以下簡稱雙高計劃）提出要與行業領先企業合作，施行校企聯合培養，推行面向企業真實生產環境的任務式培養模式。落實這一任務要求，就要以創新教育理念為先導，以重構課程體系為核心，以轉變教學模式為主線，努力培養適應新興產業發展的創新型人才。

CDIO 是Conceive、Design、Implement 和Operate的縮寫，代表“構思—設計—實現—運作”的工程教育范式。當前，學者們對CDIO 的教學模式進行了深入研究，并結合教育變革和行業需求進行了實踐探索。唐茜等順應當前應用型本科教育變革、交互行業人才實際的需求以及交互課程的現狀，提出了基于CBE（能力本位教育）和CDIO 相結合的教學模式[1]；陳爽等為滿足民族地區新工科專業建設要求，結合實驗室優勢（L）與學生需求（S），提出了基于SL-CDIO理念的創新型工科人才培養“5 個模塊+3 個層次+3 類實踐”教學體系[2]；陶宇斐等通過研究發現，近30 年來我國高等工程教育實踐教學頗受重視，且教學形態、體系、培養理念等變化明顯，逐漸從傳統實踐教學走向以培養創新人才為目標、平臺建構完備、注重海外交流合作的現代實踐教學體系[3]；張磊等基于CDIO 人才培養模式，結合電子商務實踐對人才素養的綜合要求，提出并實踐了EC-CDIO 人才培養模式，即以培養高素養人才為目標，以CDIO 為主線，以有機課程體系為基礎，以學生小組為單位，以完整實施電子商務項目為抓手，實現課程與項目緊密融合且并行推進[4]；溫國強等基于CBE-CDIO教育理念，對機電類專業留學生“自動化生產線設計與調試”課程進行了改革，以留學生能力培養為目標，將工程項目構思、設計、實施、運行與教學任務分析、設計、實施、評價相結合，解決了高職機電類專業留學生人才培養標準缺失、課程國際化程度不高等問題[5]；陳潤等針對“卓越工程師”提出了項目驅動的CDIO 培養模式[6]。以上研究表明了當前學者對CDIO 實踐教學模式給予的充分關注，并結合不同專業對其進行了實踐探索。廣州鐵路職業技術學院（以下簡稱鐵職院）計算機應用技術專業主要依托國家數字家庭應用示范產業基地（以下簡稱數字家庭基地），與企業聯合開展項目化教學培養，是滿足智慧城市建設需求下的全新教學探索。此教學模式之前鮮有成型，學者們對此也較少論及。以下將根據該專業的工程屬性及其與CDIO 的契合度，嘗試構建基于CDIO 的計算機應用技術專業項目化教學人才培養模式。

二、計算機應用技術專業人才培養模式存在的問題

根據“十四五”規劃綱要，我國新一代信息技術產業持續向“數字產業化、產業數字化”的方向發展。大量物聯網數字家庭產業中小微型企業在完成應用軟件開發向家庭智能化建設、信息技術運維服務等一體化經營轉型后，對計算機應用技術人才的綜合要求日益提高，但當前人才培養還存在諸多問題，主要包括以下三個方面。

（一）企業育人角色缺位，培養目標有待明確

職業教育的人才培養是一項由政府、社會、學校、行業、企業多元主體共同參與的系統工程，但有的高職院校由于企業育人主體地位的缺失，引發了學生所學內容與行業企業需求脫軌、創新思維能力不足、解決分析問題不強、崗位工作能力欠缺等諸多問題。由于計算機應用技術發展迅速且應用性很強，如果沒有企業主體參與育人，創新型技術人才的培養目標將難以實現。

（二）課程體系不夠完善，工程能力有待加強

計算機應用技術專業還存在學生培養缺乏有效引導、課程體系缺少頂層設計等重難點問題，加之考核評定多以期末試卷或結課報告等作為考核依據，導致學生不僅難以掌握工科知識與技能，更無法應對實際工作挑戰。究其原因，一方面由于大多數高職院校尚未形成科學的工程教育人才培養理念，另一方面也與職業教育缺少相關理論指導下的系統化課程體系密切相關。

（三）教學模式創新不足，綜合能力有待提高

傳統分科式課程教學的弊端日益突出，加之對創新創業教育還停留在書本授課層面，忽視在真實環境和真實項目中運用工程系統的方法對學生創新創業、職業操守等綜合能力進行開發，從而導致學生的創新思維、團隊合作、服務溝通等綜合能力普遍不足，亟需一套行之有效的行動導向、項目引領、任務驅動的教學方法，促進學生綜合素質全面發展。

三、CDIO 教育理念下項目教學模式的構思

（一）CDIO 教育模式的內涵特征

CDIO 教育模式由麻省理工學院等四所大學探索創立，主張“培養完整的人”[7]，倡導“能力本位”和“學生主體”，強調“教學做一體化”。CDIO 主要實現學生在工程基礎知識、個人專業能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面的預定目標。由于該理念正是解決計算機應用技術人才培養中素養低、能力弱、實踐差的有效辦法，近年來許多高職院校開始了這一模式的探索，并形成了一套實操方案（見圖1）。

（二）項目化教學的內涵特征

項目化教學最早由美國著名教育學家杜威提出，它是一種以任務為驅動、以學生為主體、以問題解決為導向的綜合提升學生知識、能力和素質的教學模式，其教學目的在于通過特定項目開展探究合作式的實踐學習。學生在完成項目過程中培養創新思維，提升專業知識與崗位技能。由于CDIO 教育和項目化教學理念都強調通過完整的實施過程培養“全面發展的人”，因而在教改嘗試中，可將CDIO 教學理念引入到項目化教學中，按照“構思—設計—實踐—運作”的范式貫穿人才培養全過程，以破解企業角色缺位、課程體系缺失、教學模式陳舊等重難點問題。

（三）計算機應用技術專業技能的基礎架構

計算機應用技術專業技能（智能化系統集成方向）是計算機專業在物聯網（數字家庭）系統工程設計、設備安裝調試、設備運行維護、系統日常管理及產品營銷、技術服務的能力。職業崗位主要包括系統集成、技術服務、產品推廣、應用軟件開發等；職業素養主要包括信息檢索、文檔撰寫與語言溝通、智能化系統工程設計、集成管理、軟件開發、產品營銷和技術服務等，與“云、大、物、智”等新興科技密不可分。鐵職院該專業的人才培養主要依托數字家庭基地的廣州合立正通信息科技有限公司（以下簡稱合力正通）等企業聯合開展。

四、CDIO 在計算機應用技術專業技能培養中的設計

（一）依據CDIO 教育理念，構建項目化教學課程體系

與數字家庭基地企業開展現代學徒制培養，校企聯合構建教學做一體化項目。在培養目標上，注重工程集成創新能力的塑造；在培養過程上，注重知識、能力、素養的養成；在培養機制上，由企業和學校共同實施，遵照學徒培養的規律；在培養路徑上，按照構思、設計、實現、運作過程進行整合；在培養評價上，采取學校、企業、市場等360 度評價。項目教學不是填鴨式教學，而是按照平臺、方向和崗位遞進培養的方式，根據不同年級階段，遞進培養學生的職業通用、職業核心、上崗就業的能力，隨著典型任務由簡到難的遞進，學生綜合能力不斷提升。課程設計如圖2 所示。

（二）按照典型工作任務，實施項目化教學

項目課程按照構思、設計、實現、運作四個環節將典型工作任務進行模塊化分解，學生在參與項目實踐的過程中實現CDIO 目標，提高學生的工程學習興趣，實現項目教學與崗位能力的無縫對接。具體實施如表1 所示。

表1 CDIO 教育理念下項目化教學實施

1.構思環節

根據項目課程利用翻轉課堂下達典型項目教學任務，引入企業實操案例設計任務，在此環節中，明確學習過程、項目內容和職業定位。學生按照學習任務進行市場調研，完成產品調研、用戶需求、企業文化融入和產品營銷方案等形成數據調研報告。教師或企業導師進行市場需求、產品升級及行業前景講解，讓學生加深對智能家居、產品使用、用戶需求、市場營銷等綜合知識和技能運用的了解，幫助學生職業社會能力的養成。

2.設計環節

在學校實訓室、雙師工作室等學習設計知識并結合局域網搭建、網站制作、數字家庭、智能家居等完成相關設計，學生同時在學校和企業學習，根據職業核心能力要求設計典型任務，通過真實企業案例或教學做一體化項目，完成校企聯合培養。學生在完成對目標產品和市場調研分析后再展開產品設計，并按照由易入難的進階式方法從研討學習、實習設計到產品定位，運用創新思維完成知識遷移，在綜合運用理論知識的同時，熟練掌握不同項目的工作環節、工作標準和技能要求。

3.實現環節

遵循職業通用、職業核心和頂崗實習三個階段的不同側重點，從產品制作、產品開發到產品應用這一環節，主要在學徒企業和施工場地完成計算機及辦公設備組裝與調試、局域網組建與應用、網頁特效與功能展示、數字家庭CAD 制圖、編程開發與調試、Android 應用軟件開發與編碼、智能家居施工管理、系統應用等流程。將生產過程置于崗位工作情境中，在校企雙主體、雙情境中實施項目實踐教學，使學生熟練掌握專業技術的同時培養他們的獨立思考和解決問題的能力。

4.運作環節

基于用戶需求，完成計算機及辦公設備維修與安全維護、局域網維護、企業網站運營、應用操作智能家居系統維修維護等，強化團隊合作、客戶積累和企業品牌力提升，在學徒企業或施工現場參與頂崗實習，實現專業技能實踐及創新能力拓展，為提高創新型技術人才培養質量奠定基礎。

五、取得的主要成效

基于CDIO 教育理念下計算機應用技術專業項目化教學實施9 年來取得了顯著成效，鐵職院先后與合力正通、鐵通廣州公司、廣鐵集團等單位合作，形成了產業、行業、企業、職業、專業聯動機制。獲得省級和國家級教學成果、項目、中心等10 余項。人才培養質量不斷提高，學生獲得省級以上競賽獎項50余項，學生就業滿意度達到90%以上，畢業生用人單位滿意度達到99%以上。基于CDIO 教育理念下項目化教學，得到合作企業認可和兄弟院校借鑒。