CDIO教育模式下的實踐教學體系探析

李國鋒，劉　煜，謝邵輝

(長沙大學機電工程系，湖南 長沙 410022)

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CDIO教育模式下的實踐教學體系探析

李國鋒，劉煜，謝邵輝

(長沙大學機電工程系，湖南 長沙 410022)

摘要：CDIO教育模式下的實踐教學具有鮮明的特征，它對實踐教學制定了具體的要求和方法.為了構建與之相適應的實踐教學體系，提出了三項基本原則.在此基礎上構建了三層次、多模塊、一體化、交互式為特征的實踐教學體系.新的實踐教學體系首次厘清了傳統實踐教學課程與CDIO模式下的實踐教學課程之間的關系，并針對新的實踐教學體系，建立了一個行之有效的教學運行管理機制和保障機制.

關鍵詞：CDIO教育；實踐教學；教學體系；保障機制

隨著我國經濟結構轉型，產業升級，與國際接軌等改革發展，社會對應用型人才的需求發生了深刻的變化.為了培養適應社會需要的高素質應用型人才，高等教育正在積極尋求各種改革，CDIO教育模式的引進即是眾多有效改革的舉措之一.從2005年汕頭大學首先將CDIO理念引入國內[1]，在我國已經歷了近十年的發展，高等教育界對CDIO教育模式進行了較深入的研究和實踐，少數高校已經將研究成果應用于教學實踐和人才培養過程當中，取得了良好的效果[2-4].但是，目前這些研究成果主要還是集中在CDIO的理念化和模式化方面，對具體的課程教學與課程體系建設的研究較少[5].事實上，CDIO是一種工程教育模式，遵循“做中學”的基本原則[6]，在教學過程中，實踐教學占據極其重要的位置，實踐教學的課程設置、教學進程、課程內容、考核方式、運行機制和保障措施等都直接影響到教學質量，直接關系到CDIO工程教育改革的成敗.因此，基于CDIO教育理念對專業人才培養方案中的實踐教學進行系統研究和設計，構建一個與之相適應的實踐教學體系具有極其重要的意義.

1CDIO教育模式下的實踐教學特征

CDIO教育模式是以工程項目從研發到運行的生命周期為載體，讓學生以主動學習、主動實踐、課程之間有機聯系的方式學習工程，從而培養學生的工程能力和素質，其大綱和標準對實踐教學課程體系和課程內容的設計作了具體要求，對實踐教學的方法、效果及其評價也有明確規定.

1.1CDIO模式對實踐教學的要求

CDIO標準1中明確指出，以產品、過程和系統生命周期的開發和運用作為知識和能力培養的背景環境，強調以工程項目實踐為工程教育的載體，而且要求學生通過對具體項目的學習和實踐來獲取基本知識、一般方法和通用能力.標準2則要求實踐教學必須與專業培養目標掛鉤，通過對培養目標的分析，明確實踐教學所應實現的工程推理能力、問題求解能力、人際交往能力和基本的專業知識與技能.標準3要求所有實踐教學課程既要自成體系又要與其他課程關聯，形成一體化課程教學計劃，標準5更是明確了在一體化課程計劃中至少要有2個工程教育項目，一個為初級的，一個為高級的，通過2個工程項目的綜合訓練，使學生在一體化的教學過程中獲取工程知識和產品、過程與系統建造的能力，標準6從教學條件的保障角度提出了滿足實踐教學所需工程實踐場所要求，即實驗、實習、工程項目教育必須具有合格的實踐場地、儀器設備及輔助材料.由此可見，CDIO標準對實踐教學提出了明確要求，加強實踐教學是實施CDIO教育模式的核心.因此，在構建實踐教學體系時，首先必須制定專業培養目標，并且要將培養目標細分為整體目標和子目標.在此基礎上，明確工程教育背景，將工程項目教學貫穿始終.其次要精選項目內容，使教學目標與專業培養目標相一致.此外，為了順利實施教學，保證教學效果，加強合格的實踐教學條件建設也是必不可少的.

1.2CDIO模式下的實踐教學方法

CDIO標準中有3條標準對實踐教學方法提出了明確要求.標準7要求所有課程必須關聯，實行一體化教學，對于所設計的工程項目，既要考慮工程項目自身前后的關聯性，更要考慮與其他課程的關聯性，還要考慮與之相關聯的專業知識的系統性，通過一體化教學使學生獲得工程能力的同時獲取專業知識.為了在一體化教學過程中實現能力與知識的同時獲取，標準8要求教學過程中必須充分調動學生學習的積極性，采取學生為主體，在教師指導下開展自主學習，既培養了學生獨立思考、理性分析的能力，又培養了學生的自學能力.在這種以學生為主體的主動學習的過程中，指導教師必須承擔傳授、指導、釋疑的責任，幫助學生全面獲取基本知識、一般方法和通用能力，為此標準9明確提出要加強師資隊伍建設，要求實施CDIO教學的教師必須提高自身工程實踐能力，為學生做好當代工程師的榜樣.

2實踐教學體系及其內涵

通過上述分析可見，CDIO模式下的實踐教學與傳統的實踐教學相比，無論在教學要求上還是在教學方法上都有明顯的不同.按照CDIO教育模式培養人才，就必須構建一個全新的實踐教學體系，修訂人才培養方案，調整教學計劃.

2.1構建實踐教學體系的基本原則

(1)目標性原則.根據CDIO大綱和標準，人才培養目標是多樣性的，既有整體目標，也有若干子目標，要實現這些培養目標，必須要有相應的課程(項目)或課程群做支撐.因此，實踐教學體系所涵蓋的教學課程(環節)應該是針對不同培養目標而設計的，是多層次、全方位的.就是說，這些教學課程不是簡單地堆砌在一起，而是遵循教育教學規律，按照CDIO模式所特有的教學方式構建一個完整的時空體系，根據不同層級的培養目標明確各教學課程的教學方法、教學內容、教學地點和教學進程，保證各個教學環節層次清晰，教學過程循序漸進，最終實現既定目標.

(2)一體化原則.根據目標性原則所構建的實踐教學體系，其教學環節多，內容復雜，既有系統性, 也有層次性，既體現了他們之間的相互作用與聯系，又體現了他們之間的相對獨立性，并與理論教學體系相呼應.因此，在教學組織過程中，為了實現共同的目標，必須將所有的教學課程(環節)或教學內容作為一個有機的整體來看待，統籌安排，協調運行，將知識傳授與知識運用、技能培訓相結合，實施集成化教學.通過集成化教學，使學生在獲得專業知識、專業技能的同時，全面提升自己的工程實踐能力.

(3)實用性原則.構建實踐教學體系的目的是為了實現人才培養目標，科學合理地組織教學.這就要求實踐教學體系首先要具有很強的應用性，符合專業培養目標，能有效地組織教學.即無論是基礎實踐、專業實踐還是綜合實踐，無論是課內實踐，還是課外實踐，各個實踐環節在四年教學過程中都能按教學計劃得以付諸實施，而且在實施過程中有組織、有措施、有監控，能扎扎實實培養學生的實踐能力和創新精神，而不是停留在規劃或設想中；其次要求實踐教學體系應具有很強的可操作性，符合學校辦學條件，即學校有能力通過建設或完善相應的教學條件來保證所建立的實踐教學體系能順利地付諸實施，超過了學校的保障能力，再好的實踐教學體系也只能束之樓閣，不能得到應用，不能在人才培養過程中發揮應有的作用.

2.2構建實踐教學體系

根據學校辦學定位、辦學條件和人才培養目標，學校材料成型及控制工程專業對實踐教學內容、教學方式和教學進程進行了充分的研究論證，在此基礎上按照上述構建原則建立了如圖1所示三層次、多模塊、一體化、交互式為特征的實踐教學體系.

圖1　實踐教學體系構成

該實踐教學體系首次厘清了傳統實踐教學課程與CDIO模式下的實踐教學課程(項目)之間的關系，其中的三層次、多模塊、一體化、交互式特征體現在以下幾個方面.三層次：它包括基礎實踐、專業實踐、綜合實踐.將實踐教學課程體系分為三個層次，體現了實踐教學體系的構建嚴格遵循教學規律，從基礎到綜合，從簡單到復雜，確保教學過程循循善誘，循序漸進，穩定運行；多模塊：該實踐教學體系涵蓋了實驗、實習、設計、社會實踐、課外科技活動、專項工程實踐項目等各類實踐教學課程，分類型、分層次、分階段構建不同的教學模塊，形成一個覆蓋全過程、立體的實踐教學網；一體化：將所有的實踐教學課程(模塊)按規律組合在一起，構建成一個有機的整體，既體現了基礎實踐、專業實踐、綜合實踐三個層次實踐教學的相對獨立性，又強調了三者作為一個整體，相互聯系，相互作用，依次遞進；既有課內實踐，也有課外實踐，使得各類型實踐教學活動能相互補充，相得益彰；同時，既有規定的必選實踐課程，也有學生自選課程，使得學生能根據自身情況合理選擇學習內容，促進學生個性化發展.在教學實施過程中，將相關課程的相似內容進行整合，使前后課程有機銜接，并將相關課程的教學進程統籌安排，從而實現集成化教學.交互式：CDIO模式下的實踐教學課程體系的顯著特點就是含有三級工程實踐項目，即一級項目、二級項目、三級項目.這三個級別的工程實踐項目在本體系中分別歸屬于綜合實踐、專業實踐、基礎實踐.它們不僅相互之間存在聯系和作用，而且還與相應層次的傳統實踐課程(項目)存在相互聯系和作用，可以實現交叉融合，即三個工程實踐項目既可以包含于傳統實踐課程中，也可以將傳統實踐課程中的部分內容納入工程實踐項目進行學習，與其他傳統實踐課程(環節)相互配合，實現不同的教學目標.三級工程實踐項目與傳統課程(項目)的交叉融合機制在整個實踐教學體系中發揮了極其重要的作用.

3實踐教學體系運行及保障機制

任何教育模式下的實踐教學體系都不是孤立的，它與理論教學體系相輔相成，在執行過程中需要得到學校人、財、物等各方面的大力支持.因此，針對新構建的實踐教學體系，還必須建立一個良好的教學運行機制和保障機制.

3.1運行機制

為了確保新構建的實踐教學體系在人才培養過程中得到貫徹落實，首先，必須修訂人才培養方案，改革教學計劃，重構教學內容.在修訂教學計劃時，對實踐教學體系中各個模塊的教學目標、教學方式、課時數及其開課進程進行科學合理的設計，保證各個教學環節循序漸進，有序運行，堅持四年不斷線，最后達到培養目標.在設計各教學模塊時，既要看到各教學模塊在培養學生能力或素質方面的獨立功能，更要考慮它們之間的內在聯系及相互作用，并與理論教學體系緊密相聯，形成一體化教學的運行機制.其次，根據CDIO大綱和培養要求，修訂課程教學大綱，改革課程教學內容、教學方法及其考核方式，以知識應用和能力培養為重點，突出學生自主學習能力的養成.教師在教學組織過程中不再單純強調知識的系統掌握，而是引導學生通過工程實踐在掌握必要知識的同時切實提升專業能力.第三，建立一個科學、客觀、公平合理的評價與反饋系統.它包含兩層意思，一是通過改革課程考核方式，建立科學合理、客觀高效的學生CDIO學習效果評價體系，準確、客觀地評價學生的學習成績.二是建立教學質量及其監控體系.CDIO實踐教學體系是一個覆蓋全過程、立體式的教學網，教學環節錯綜復雜，教學目標各不相同，教學質量難以掌控，建立相應的質量標準及監控體系是必然之舉，以便在教學實踐中，通過采取有效措施對實際的教學效果與質量標準的相符度進行監控，及時發現問題，糾正錯誤，形成教學質量監督、反饋、調控運行鏈，確保各實踐環節的教學質量達到標準要求.

3.2保障機制

新的實踐教學體系對教師的實踐教學能力、實踐場地和教材等各方面的教學條件提出了更高的要求，建立完善的保障機制是保證實踐教學體系得以順利實施的關鍵.建立完善的保障機制主要包括以下五個方面：一是建立一支強有力的實踐教學隊伍.通過專業培訓和工程實踐鍛煉，提升教師的實踐教學能力，使教師深刻領會CDIO教育模式的實質，理解CDIO教學模式與傳統教學模式的差異.教師教育觀念的轉變和實踐能力的提升成為保證CDIO教學模式改革成功的關鍵；二是加強實驗室和實踐教學基地建設.學校通過加大資金投入和對實驗室資源進行整合，建立和完善各類實驗室，所有實驗室面向全體學生開放，確保學生能在實驗室中完成相應的學習任務.同時，學校通過多種形式與相關企業共同建立工程實踐教育基地，有效解決理論教學與實踐教學相結合、實踐教學與工程項目相結合、產學研合作與人才培養相結合、人才培養與就業相結合等問題，確保CDIO模式下的實踐教學改革順利進行；三是加強實踐教學課程建設，編寫適應CDIO教學模式的教材，更新教學內容，改革教學手段，使課程教學與生產實際緊密結合，做到所教即為所學，所學即為所用，提高學生適應社會的能力.同時，要加強網絡課程資源建設，為學生提供在線學習新途徑；四是加強實踐教學運行管理.實踐教學環節錯綜復雜，新的實踐教學體系是全過程、立體式的教學，對教學運行管理提出了更高要求.為此，各級教學管理部門必須明確自己的職責，做到各司其職，加強相互溝通與協調，保證政令暢通，步調一致，全方位加強教學管理，合理安排教學環節，協調處理實踐教學與理論教學的關系，加強實踐教學的制度化、規范化建設.做到事先有嚴密的教學計劃，期間有得力的過程控制措施，最后有嚴格的考核手段；五是加強人事制度改革，從職稱評聘、績效分配等方面鼓勵教師積極開展CDIO教學模式改革，全身心投入教學改革實踐.

4結語

CDIO模式是一種基于“做中學”原則的培養學生工程實踐能力和綜合素質的教學方式，其中對實踐教學提出了獨特的思想和要求，構建適合CDIO模式的實踐教學體系具有重要的理論和現實意義.學校通過實施CDIO教學改革，取得了明顯成效，教師的教育觀念得以更新，實踐教學能力進一步提高，實踐教學資源建設得到加強，條件保障更加完善，學生的自主學習氛圍更加濃郁，工程實踐能力和創新意識明顯增強，有力地推動了高素質應用型人才的培養.

參考文獻：

[1] 顧佩華,沈民奮,李升平,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):12-20.

[2] 江帆,王一軍,蕭仲敏,等.基于知識點優化的CDIO 教學改革實踐[J].教學研究,2013,(1):81-84.

[3] 蔡星周,趙石巖.CDIO教育理念下的機械類課程改革與實踐[J].教學研究,2014,(3): 73-76.

[4] 沈奇,張燕,田祥宏.借鑒CDIO理念構建實踐教學體系[J].計算機教育,2010,(17): 57-60.

[5] 段慶茹,闞連寶,吳國忠.CDIO教育模式中國化研究述評[J].黑龍江高教研究,2012,(10): 33-37.

[6] 查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3):1-9.

(作者本人校對)

Analysis on the Practice Teaching System Based on CDIO Model

LI Guofeng, LIU Yu, XIE Shaohui

(Department of Electromechanical Engineering, Changsha University, Changsha Hunan 410022, China)

Abstract：Practice teaching based on CDIO model has distinctive characteristic. The model establishes specific requirements and methods for practice teaching. To construct a corresponding practice teaching system, three general rules have been proposed in this paper. According to three rules, the practice teaching system which has the features of three-level, multi-module, integration and interactive mode has been set up. The new system clarifies the relationship of traditional practice courses and corresponding courses based on CDIO model.An effective mechanism of teaching management and guarantee has also been established referring to the new system.

Key Words：CDIO engineering education; practice teaching; teaching system; guarantee mechanism

中圖分類號:G642

文獻標識碼：A

文章編號：1008-4681(2016)02-0140-03

作者簡介：李國鋒(1962— )，男，湖南祁東人，長沙大學機電工程系教授，博士.研究方向：材料加工、高等教育管理.

基金項目：2012年湖南省普通高等學校教學改革研究項目(批準號：湘教通[2012 ]401號-469)；2011年長沙高等職業教育綜合改革一般項目(批準號：長教通[2012]7號-2).

收稿日期：2016-03-01