基于CDIO的應用型本科交通運輸類專業系統工程學課程教學改革研究

包旭 李耘 周君 朱勝雪

摘 要：針對應用型本科交通運輸類專業系統工程學課程側重于理論教學，無法使學生滿足產業需求的問題，本文將CDIO工程教育模式引入到系統工程學課程建設中，分析系統工程學課程教學的難點，提出基于CDIO的系統工程學教學改革措施。

關鍵詞：CDIO；應用型本科；系統工程學；教學改革

本項目受江蘇省教育科學“十二五”規劃課題（D/2013/01/125）、淮陰工學院校教改基金（JYC201314）、淮陰工學院優秀課程建設項目資助

系統工程學是交通運輸類專業的核心課程，在課程體系中基礎課和專業課之間起到承上啟下作用，是一門理論性和實踐性都很強的課程。學習該課程的目的是使學生能夠利用系統工程方法論解決交通規劃、設計、管理等方面的具體問題。目前應用型本科交通運輸類專業系統工程學課程仍然大多仍側重于系統工程方法論的基本原理的講解，而忽略了系統工程學的具體實踐，教學效果不太理想。學生往往在學完系統工程學后仍然不能用系統工程方法論考慮專業問題。

1 系統工程學教學難點

系統工程學課程教學體系包括課堂理論教學、實驗教學和課程設計三個部分。課堂理論教學主要教學系統工程的方法論及具體的系統工程技術；實驗教學主要是驗證系統工程技術，如系統分析、系統預測及系統評價等；課程設計則是綜合利用所學系統工程方法解決交通運輸具體問題。

一方面，在理論教學中，諸多原理的學習以及模型的計算（如層次分析法、線性回歸模型的構建與檢驗等）對學生來抽象且枯燥，自然也就成為學生學習的難點。另一方面，實驗教學和課程設計內容雖然相對具體，學生通過實踐可以較快地掌握相關知識，但這兩部分內容在傳統設置中往往比較零散，僅針對單個知識點，而沒有形成一個前后連貫的實踐體系，因此學生雖然可能掌握局部知識點，但無法構建系統工程方法論的完整全局體系，從而在課程設計過程中總會呈現或多或少的形而上學問題。

2 CDIO工程教育模式

CDIO （conceive， design， implement， operate），是近年來國際工程教育改革的最新成果，是構思、設計、實施和運作的合稱，且將其體現在學生培養的全生命周期、旨在通過項目帶動培養學生的工程實踐能力的一種工程教育模式[1，2]。CDIO是“做中學”的一種模式，是對以課堂教學為主的教學模式的改革。CDIO的特點主要體現在：

（1）以系統的思想培養人才。CDIO模式打破學科、專業、文理之間的限制，在教學工程中首先統一確定培養目標，明確工程師的目標與技能，界定工程師的社會責任，要求學生能在特定要求下實現對行業項目的構思、設計、實施和運行。

（2）以綜合素質培養為導向。CDIO模式在實施過程中不僅培養學生的專業素質，更將培養目標融入到具體的項目中，要求學生在學習過程中不斷加強與他人的溝通協調能力。

（3）以產業需求為基準。CDIO模式要求學生以項目為中心，開展理論與實踐學習，使學生能將學科知識融入到真實的項目實施中。CDIO模式中所運用的項目均來源于行業產業，因此是不斷滿足產業變化的工程教育模式[3，4]。

3 基于CDIO的應用型本科交通運輸類專業系統工程學教學改革方案

（1） 基于項目的課堂理論教學

理論教學是系統工程學教學的首要環節，傳統方法往往按照課本順序依次講解，教師以實踐案例為基本時間軸，依次講解實踐案例所用到的系統工程方法論的具體技術。例如，通過針對公交車服務質量評價實踐案例的講解，重點依次講解公交系統與要素、公交系統分析、公交系統優化、公交系統評價指標的選取、公交系統評價等知識點。理論教學中所講解的實踐案例均來源于教師團隊的科研項目。

在課后作業的布置中，更加注重使得學生理解系統工程方法論的運用。每5人一組，為每組分配不同的項目，要求每組學生之間充分討論，對課堂所講到的知識點進行驗證及運用。

（2） 基于項目的實踐教學

在實驗教學和課程設計中，同樣采取分組形式，為各組學生分配不同的項目，各組之間互不相同。系統工程學實驗目前共6學時，均為驗證型實驗，要求所有學生獨立完成。而課程設計中，為每組分配的項目則是一個完整的系統工程項目，要求每組學生通過內部合作完成，在具體的實施過程中，要求每一名學生通過內部協調，獲得各自不同的具體分工，完成1-2個知識點，最后所有人的完成內容綜合成課程設計報告。

（3） 成績評定

依據CDIO思想，將系統工程學課程理論考核成績分為三個部分：平時成績、階段考成績、期末考試成績，三者在總成績中的權重分別為2：3：5。其中，平時成績包括課堂表現、作業成績以及實驗成績；階段考共有2次，分別通過項目的形式，隨堂讓學生基于系統工程方法論提出項目的實施方案，并進行適當地計算。期末考試采用閉卷形式，主要考核學生在利用系統工程學方法論解決具體問題時所涉及的基本知識點。

4 結論

系統工程學是交通運輸類專業的核心課，要想取得良好的教學效果需要深刻理解這門課的教學內容，探索學生在學習過程中的難點，從而不斷改革教學方法。通過基于CDIO的系統工程學教學改革實踐，學生對課程的學習熱情有了很大的提高，同時對具體項目實施也有了貫穿全周期的實踐機會，不僅提高了學生利用系統工程方法論解決具體項目的能力，更提高了學生相互協作和溝通的能力，從而能夠快速適應后續的專業課學習，更能快速適應交通運輸行業崗位的專業需求，因此CDIO模式可以在應用型本科中工程教育類課程中進一步作推廣。

參考文獻

[1] 龐然，吳彪. 基于CDIO培養模式的交通運輸系統規劃課程改革與探索[J]. 林區教學，2013（10）：88-89.

[2] 王天寶，程衛東. 基于CDIO的創新型工程人才培養模式研究與實踐——成都信息工程學院的工程教育改革實踐[J]. 高等工程教育研究，2010（1）：25-31.

[3] 胡文龍. 基于CDIO的工科探究式教學改革研究[J]. 高等工程教育研究，2014（1）：163-168.

[4] 王向輝，崔巍，徐俊麗. 基于CDIO的數據庫課程教學改革方案研究[J]. 計算機教育，2011（2）：38-41.

作者簡介

包旭（1982-），男，漢族，副教授，博士，淮陰工學院交通工程學院。