關于高職CDIO培養模式的應用

□黃明清 李春明 張煥國

關于高職CDIO培養模式的應用

□黃明清 李春明 張煥國

分析了我國高等職業教育改革與發展的要求，從電子信息工程專業人才培養模式改革出發，提出了EP-CDIO的框架模式，并從課程體系、課程標準、實踐教學環境、職業教育等方面進行了描述，以期為我國高等職業教育人才培養模式的探索提供借鑒。

EP-CDIO；高等職業教育；人才培養模式

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構思 (Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate),它以產品研發到產品運行的生命周期為載體,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。CDIO的理念不僅繼承和發展了歐美20多年來工程教育改革的理念,更重要的是系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的12條標準。

一、EP-CDIO框架模型

鑒于目前我國高等職業教育中仍普遍存在將傳授理論知識作為課程的核心，強調課程本身的嚴密、完整、系統和權威性，忽視學生未來崗位的需要，忽視對學生應用能力、創新能力的培養，本文提出了EP-CDIO框架模型（如圖1）。

圖1 EP-CDIO框模型圖

EP-CDIO基于CDIO的基本原理，以典型產品為學習載體，以工程方法為手段，將產品工程成功的理念、方法、技術、過程、標準、環境與經驗應用于教學內容和教學方法選取，以CDIO背景環境構建實踐教學體系，并參照企業生產管理的制度和經驗實施教學，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式開展學習活動，使行業、職業、學業和就業相互交融，培養高素質的技術應用型人才。

二、課程體系構建

（一）EP-CDIO課程體系設計模型

“EP-CDIO”參照CDIO標準1、3、4、5，以典型產品來規劃CDIO項目，以項目導引學生對核心專業課程的學習興趣和能力培養，并對專業形成較清晰的總體認識。課程體系設計模型如圖2。

圖2 EP-CDIO課程體系設計模型

課程體系均由項目構成，項目按規模和范圍劃分為三級，一級項目為包含本專業必備的知識、技術和能力要求的項目；二級項目為包含一組相關知識、技術的項目；三級項目為專門的知識、技術項目。

整個課程體系以三級項目替代課程，避免以課程內容覆蓋項目的籠統做法，設置兩個一級項目。第一個一級項目按照“EP-CDIO”模式完成專業必須的知識、技能及能力的培養，第二個一級項目是對第一個一級項目的強化和拓展。“EP-CDIO”著重強調產品的設計、實現能力培養，輸出結果為物化的產品，最終培養學生做成事的能力。

（二）EP-CDIO課程體系

按照EP-CDIO課程體系設計模型，我們以電子信息工程專業為例來設計其專業課程體系。該專業課程體系的構建以典型電子產品-智能測控小車為載體，其生命周期涵蓋了該專業必備的專業知識和技能，在課程體系的設計中，將典型產品完整的、有銜接地貫穿于整個教學階段，以產品的設計（D）、實現（I）為重點，通過產品化的項目設計和實現將整個課程體系有機的結合起來，使學生較系統地得到構思（C）、設計（D）、實現（I）、運作（O）的工程訓練。

典型電子產品選用智能小車（SumoBot）作為教學載體。其教學活動構建圖如圖1-2所示。智能小車是目前國內外使用最多的測控對象，其生命周期涵蓋了本專業所有專業知識和技能，有充足的公共資源作為參考，產品的強大擴充功能可滿足不同層次學生的學習需要，同時在維護升級和重復利用上投入較小，讓學生完成一個典型電子產品的CDIO過程，從而達到從“特殊”到“一般”，以點帶面，激發學生興趣，使學生獲取工作經驗，提升其學習效果。

根據電子產品的生命周期，結合職業成長規律和認知規律，解構出5個層次的教學活動，設計出兩個一級項目、十個對應的二級項目及若干三級項目（課程項目），構建出課程體系。

專業課程體系實施參照CDIO大綱的四個層面，以職業生涯發展為目標，立足于學生的職業生涯發展，圍繞職業能力的形成，將技術知識與基本推理能力、個人專業能力和職業素質、團隊協作與溝通能力、企業和社會的CDIO系統融入項目中。

整個專業課程體系由兩個一級項目組成，第一個一級項目為一個較簡單的產品或系統（如智能小車），包含本專業主要知識和能力要求，貫穿專業培養全過程，它模擬在企業和社會環境中實際產品的構思、設計、實現和運行過程；第二個一級項目根據合作企業生產的實際情況，與企業共同規劃，由學生自選題目，對第一個一級項目進行加強和拓展。

二級項目為一級項目的子項目，包含工程導論、小車機械結構認識與拆裝、小車基本電路分析、小車外圍電路模塊設計與制作、小車控制電路設計與應用、小車電路板設計與制作、小車電路安裝與調試、小車整機裝調與技術報告撰寫、小車各模塊的小批量生產加工、電子產品功能改進與創新設計共十個項目。

三級項目為課程項目，在整機分析模塊中以電子工程設計導論為基礎，按照職業道德和工程規范培養學生，具備使用工具和設備裝配、焊接電子設備，對電路圖紙進行有效識讀和正確分析的能力；在電路模塊設計中具備設計基于單片機或FPGA的小型應用系統并進行測試的能力及利用專業軟件設計PCB圖和編制程序的能力；在模塊制作模塊中具備使用設備，采用化學工藝制作PCB的能力及電子產品現場工藝指導和管理，以及編制電子產品工藝文件的能力。

產品市場信息、技術開發、產品壽命周期、市場策略在電子愛好者協會活動中進一步強化；技術文件、整機造型、商標設計在電子設計競賽活動加強。

結合電子信息工程技術專業特點，認真落實素質教育三年行動計劃，突出學生對本專業職業崗位適應能力和遵紀守法、負責耐勞、人際溝通、團隊合作、誠實自信品質等素質，促進學生全面發展。鼓勵學生參加各種社團、協會，促進個性化發展，最終形成能力特長與素質特長。

三、實踐教學運行環境

（一）實踐教學環境設計

CDIO是“做中學”和基于項目的學習（Project Based Learning）集中概括和抽象表達，其教育環境的構建十分重要，在實施EP-CDIO的過程中，我們引入工程項目及工程職場環境，其實踐教學環境主要圍繞“4+1”的方式進行構建，即在以產品生命周期為依據構建CDIO實驗室的四個“功能區”外，同時建立創新實驗室。四個“功能區”的主要基于工程環境完成產品構思、設計、實現、運作等功能，培養學生必備的專業知識和技能，形成團隊意識和CDIO基本能力。創新實驗室主要用于學生開展創新活動，提升學生的創新能力。

（二）實踐教學設計

在EP-CDIO實踐教學的運行中，應特別注意其環境不僅僅是物理環境，而是與培養相關聯的人、事、物，教學設計應充分考慮學生獲取知識、運用知識、共享知識、傳播知識和發現知識的途徑和方法，因此，其教學實施過程可設計成如圖5。

圖3 教學實施過程圖

在教學實施過程中應注意：以學生為主體開展教學活動，教師的主要職責是指導，講授不宜過多；教學實施過程中，以典型產品為載體，但不能唯產品，應把產品的典型工程及工程的方法融入其中；活動盡量由學生自己組織和管理，教師予以指導；對學生的評價應事先制定標準；實踐場所在課堂時間外盡量向學生開放。

四、教學組織

各項目成立項目組，由專職教師和企業兼職教師組成教師團隊，共同制定教學計劃和項目教學標準，編制教學講義，實施教學。

教學環境由理論實踐一體化實踐室、學科研討型實驗室、生產型實踐基地構成。通識平臺模塊、工程導論模塊主要在理論實踐一體化實踐室中以講座和討論方式組織教學。

整機分析模塊和電路模塊設計模塊主要以課題研究小組的團隊形式，在學科研討型實驗室中圍繞工程對象進行組織教學。

模塊制作模塊和整機調試模塊主要以生產小組的團隊形式，在生產型實踐基地中以產品模塊生產競賽的方式進行組織教學。

產品運營模塊由兩部分組成：第一部分是在真實的工程環境中組織教學，以企業技術人員引導、學生體驗學習為主；第二部分是根據在真實的工程環境中反饋的信息，在校內對應的設計、實現環境中針對具體產品進行組織教學。

創新與推廣模塊是在完成前述模塊的基礎上補充前沿技術，以專業內（含校內）競賽的方式組織教學。

五、結論

經過初期的教學實踐，本模式已得到學生的初步認可，學生學習的積極性明顯提高，成就感增強，另一方面，教師的CDIO能力存在不足，教學經費投入還需加大，與企業的合作不夠深化，這需要在今后的實踐中去進一步研究和解決。

[1]顧佩華，等.從CDIO到EIP-CDIO汕頭大學工程教育與人才培養模式探索[J].高等工程教育研究，2008(1).

[2]張奇，唐奇良.高等工程教育CIO-CDIO培養模式研究[J].教育與職業，2009(3).

黃明清（1963-），男，四川宜賓人，宜賓職業技術學院副教授，研究方向為教學管理、應用軟件開發；李春明（1963-），男，四川宜賓人，宜賓職業技術學院副教授，研究方向為職業教育規律、教學質量管理；張煥國（1977-），男，四川廣元人，宜賓職業技術學院副教授，研究方向為信息安全、網絡管理、教學管理。

本文系四川省教育廳培養質量和教學改革（重點）項目“CDIO在高技能人才培養中的研究應用與實踐—以電子信息工程技術專業為例”（編號：P09540）成果之一。

G715

A

1001-7518（2012）05-0053－02

責任編輯 夏煥堂