基于CDIO模式的課程教學探索與實踐

王淑欽 王正斌

【摘 要】針對自動化專業，打破在傳統單門專業課程中設置綜合設計性實驗的教學模式，以CDIO工程教育培養的教學模式探索和實踐獨立開設綜合設計型實驗課程。實踐表明，這種方式為學生提供了一個很好的綜合性實踐平臺，進一步激發了學生的學習興趣和創新意識，提升了學生的工程能力。

【關鍵詞】綜合設計 ? ? CDIO ? ?教學模式 ? ? 實踐

探索創新型工程人才的培養模式優化教學方法，提高高校學生的綜合能力，已經成為全球工程教育的發展趨勢。教學過程圍繞著產品的制作、調試和運行作為學習的內容，以完成產品設計、安裝、調試和運行作為一個學習周期，是近年來國際工程教育改革的最新成果。

我國工科的教育實踐還存在不少問題，如重理論輕實踐，強調個人學術能力而忽視團隊協作精神，重視知識學習而輕視開拓創新的培養等。根據教育部“全面推進素質教育，以培養學生創新精神和實踐能力為重點”的教育精神和“加強基礎、淡化專業、拓寬知識面、注重工程實踐”的教學指導思想[1]，我校在自動化專業《綜合設計型實驗》課程中引入CDIO工程教育培養模式，經過近幾年的探索和實踐，在培養創新人才和提高教學質量方面取得了一定的效果和經驗。

1 基于CDIO課程體系構建

《綜合設計型實驗》課程是面向我校自動化專業學生開設的一門專業課程，為期兩周時間，集中于三年級下學期末進行[2]。基于CDIO教學理念，將課程的目標定位為“構建綜合設計性強，具有能培養創新性人才的自動化專業綜合設計實驗課程體系”，編制的課程大綱要求以綜合的培養方式使學生在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面達到預定目標。

2 基于CDIO教學模式的實施

2.1教學組織

多形式開展教研活動，組織專業指導教師對CDIO教學模式和方法進行學習和討論，不斷樹立CDIO工程教學理念，改變以往傳統的實驗教學模式。在教學上倡導由學生和指導教師共同組成以學生為主導、教師參與的團隊，教學過程臨摹科研工作的程序實施。考慮到按教學計劃在學期末兩周集中教學時間的有限性，并借鑒以往開展該課程教學的經驗[3]，開學期初由教研室主任根據指導教師確定的項目方向，以學生自愿報名等形式分配學生，然后再由指導教師組織學生進行立項選題、確定方案、明確任務，分組后由學生自主利用課余進入資料查閱、搜集和實驗過程。

2.2 教學實施

2.2.1提出要求

由于設計型實驗是一種研究性、探索性實驗，指導教師在學生進入工作前可參照科研立項工作基本要求，即按照立（選）題→確定實驗內容、路線方案→實驗設計→進行實驗→實驗結果分析及討論→設計調整并實驗→實驗報告或論文撰寫等基本步驟，讓學生了解設計型實驗與科研工作的相關性，使學生早期樹立科學研究的意識。同時要求學生根據實驗需求和實驗室操作規程，正確選擇實驗方法及實驗儀器，合理設計實驗步驟，獨立操作完成實驗全過程，并且自行解決實驗中遇到的各類問題，獨立完成實驗報告。

2.2.2 選題構思與實驗設計

學生以2～3人組成一個實驗小組，利用大約一周的時間進行文獻查閱和行業需求調研，然后與指導教師討論共同確定實驗題目。

2.2.3 設計實現與實驗運行

兩周集中教學環節及之前這段時間是CDIO教學模式設計方案的實現和運行環節階段，也是整個教學過程的主要工作階段。學生的主要工作是根據設計方案完成電氣原理設計和硬件系統制作、安裝、調試、相關軟件編程和總結分析及撰寫實驗報告;教師的主要工作是觀察、指導和督促學生進行實驗，并檢查、記錄各組項目實施運行情況，此外這期間指導教師還要定期組織各組學生對階段性實驗進行分析和總結。

3 實踐效果

基于CDIO教學模式的教學實施，為學生提供了一個發揮潛能、培養自主能力的平臺，有效地鍛煉了學生的工程和創新技能，主要體現出以下幾方面的效果：

（1）由于工程理念的引入，學生工程意識和學習興趣明顯增強，學生發現問題和解決問題的能力得到提高，創新能力和團隊合作能力得到鍛煉。

（2）由于實驗過程幾乎涵蓋一個學期，學生的專業技能得到了很大程度地提高，主要體現在學生熟練掌握了大部分實驗設備的使用和操作、專業認知度不斷提升、實際動手能力得到了充分訓練。

（3）由于經過該教學環節的訓練，促進學生自主接觸和掌握了更多與專業相關的新知識和技術，一定程度上增加了學生畢業后的擇業機會和競爭力。

（4）師生關系更為融洽。每個小組的學生與教師組成的共同體實際就是一個團隊，近一個學期在一起的課余學習和工作，沖淡了學生和教師之間的陌生感，拉近了學生和教師的距離，讓學生感覺到教師不僅是教給自己知識的導師，更是引領自己人生的益友。

（5）教師在參與教學改革的過程中，理論與工程實際結合的意識得到提高，教學觀念有了進一步轉變，不再拘泥于傳統的書本傳授方式，增強了教師提高實踐教學能力的緊迫感;同時學生工程實踐能力的提高，也對教師提出了更高的要求，促使教師不斷提高自身的實踐教學能力和水平。

【參考文獻】

[1]教育部高教司.普通高等學校本科專業目錄和專業介紹[M].北京：高等教育出版社，2012.

[2]青海大學教務處.青海大學本科培養方案，2010.

[3]師玉寶，張志福，王淑欽，等.自動化專業綜合設計型實驗課程教學模式探索與實踐[J].實驗技術與管理，2011，28（4）：120-121.