CDIO在高校實驗教學體系的探索

梁莉娟

【摘要】在高等工科教育國際化趨勢越來越清晰的背景下，針對日前我國工科畢業生實踐能力和創新能力明顯不足、在國際競爭中處于劣勢地位這一現狀，通過實踐教學實踐，提出借鑒和采用發達國家的教育模式和理念、改革實踐教學方式方法、實施CDIO工程教育模式是提高人才培養質量的有效途徑。

【關鍵詞】CDIO 工程教育 實踐能力

CDIO是國際高等工程教育領域中先進的、系統的教育理念和人才培養模式，是以構思（Conceive）——設計 （ Design）——實現（Implement）——運作（Operate）為培養主線，綜合考慮了基礎知識、職業技能以及個人與團隊協作的人際交往技能，乃至在整個社會環境下企業進行CDIO的實踐過程；是讓學生在主動的、實踐的課程之間有機聯系的方式學習，培養學生的工程實踐能力。實踐教學既是理論知識的鞏固與延伸，又是學生創新意識培養的重要環節，既是對學生進行職業素質訓練的理想課程，又是每一個優秀工程技術人員不可缺少的學習歷程。因此，本文將CDIO工程教育理念引入實踐教學，完善了基于CDIO理念的實踐教學課程及內容，從而培養學生的創新意識和CDIO工程實踐能力。

CDIO強調學生綜合能力的發展，包括創新思維、工程實踐能力和個人與團隊合作的職業素養。CDIO教育理念的先進性既能保證大多數學生系統地獲取實踐教學的基礎知識及基本技能，又能使優秀學生更好地發揮自己的個性和特長；既能充分激發與挖掘學生對實驗的興趣和潛力，又能培養學生的實踐能力和創新意識，同時也有利于培養學生綜合運用所學知識來解決工程中遇到的實際問題，并能培養學生的團隊合作精神。

實驗室是學校教學、科研和人才培養的重要基地。實驗教學作為一種知識與能力結合、理論與實踐結合的教學模式，既是理論教學的擴展與延伸，又是培養學生創新能力與創新精神的重要手段。因此，許多高校在實驗教學中積極引入新理念，不斷探討新方法。

1 大學生實踐能力的培養

服務創新型國家建設，培養出適應國家重大戰略和經濟社會發展需求的優秀人才，是高等教育改革與發展的根本目標。工程訓練課程是高等教育課程體系的重要組成部分，是實踐教學的關鍵環節，是提高工科大學生實踐能力的主要抓手。因此，提高對工程訓練課程的認識，改善工程訓練課程基礎條件，提升實踐教學指導教師整體素質，改革實踐教學方式方法，就能盡快改變工科畢業生實踐能力不足這一沉病瘤疾。CDIO強調綜合的創新能力，與社會大環境的協調發展；同時更關注工程實踐，加強培養學生的實踐能力。我們緊密圍繞提高工科大學生實踐能力這一主要任務，強化CDIO工程教育理念，在工程訓練課程改革中進行了有益嘗試，積累了寶貴經驗，取得了一些成效。

2 實驗隊伍建設

隨著高等教育的改革與發展，加強實驗隊伍建設已成為建設高水平研究型大學的重要組成部分，高素質的實驗隊伍是高校可持續發展的重要資源，培養學生的工程實施、團隊協作、溝通和大系統掌控等能力。要實現人才培養目標，首先要加強實驗隊伍建設。學校可以利用多種渠道為自己打造一支具有較高思想覺悟和理論素養、較強動手能力，既熟悉實驗設備性能，又能熟練操作這些設備，并指導學生實驗的實驗隊伍。這支隊伍是搞好實驗室建設和實驗教學、充分發揮儀器設備效益的關鍵。

加強實驗隊伍的思想建設，重視師德師風建設，不斷強化教師的師德修養和敬業精神，不斷增強教師教書育人的自覺性和責任感，努力提高教書育人的能力和水平。在實驗隊伍中形成“奮發向上”的風氣，大家積極從事理論教學工作、實驗工作、創新實驗開發工作、編寫實驗教材或講義，并通過參加培訓或進修不斷提高自己的水平，為良好教風的形成奠定堅實的基礎。

3 實驗教學改革

CDIO理念的引入要求高校的“教與學”轉變傳統觀念，使高校不僅能夠傳授知識，并能為企業輸送有實際經驗的勞動者。因此，作為高校教學的重要組成部分，實驗教學需要引入新理念，探討新方法。

3.1 優化實驗教學體系

以提高學生創新思維和實踐能力為目標，本著繼承與創新、循序漸進與適度跳躍的原則，按照學生能力形成的不同階段，改革現有的實踐教學體系和管理體制。在完成基礎實驗的同時，適當增加綜合設計性實驗和研究創新性實驗的比例，著力培養學生實驗基本技能、綜合設計能力和創新研究能力，最大限度縮短教學性實驗與工程實踐的跨度，構建較完善的“以基本實踐教學為主體、知識技能拓展和創新能力提升為兩翼”的工程實踐創新機制，其中，基本實踐教學包括課程實驗、課程設計、實習和畢業設計等環節，分四個層次：第一層次以演示性實驗和認識實習為主；第二層次以綜合型、選擇型實驗，生產實習、工程實踐為主；第三層次以課程設計、創新性實驗，畢業實習、項目實踐為主；第四層次為畢業設計，培養具有創新能力的人才。在完善基本實踐教學主體的同時，加強左右兩翼的建設，并充分發揮其作用。將工程實訓作為第一層次實踐教學的延伸；第二、三層結合大學生創新性實驗計劃在校外企業實習基地完成；60%的畢業設計題目來自工程應用、實驗室建設、企業科研開發、學科競賽等項目。該機制“一體兩翼”各有側重，互補互動，形成實驗和實訓相結合、校內和校外相結合、教學和科研相結合、面向工程應用的多層次立體化實踐教學體系。

3.2 深化實驗教學內容

將CDIO融入實踐教學之中，構建“一個目標、兩個實踐主體、三個實踐過程、四個實踐層次多種教學模式”的CDIO實踐教學新體系。

（1）樹立CDIO工程教育目標

通過調整實踐課程體系，改進實踐教學方法，充實實踐教學內容，培養基礎理論教學與專業技能訓練相結合的實踐教學新理念，促進學生基本技能、個人與團隊協作以及系統工程四個層面的協調發展，全面體現學生工程開發能力和職業素質培養并重的思路，從而形成融理論知識、工程實踐及創新意識為一體的CDIO工程教育目標。

（2）堅持教師和學生主體并重

CDIO工程教育模式要求教師以學生為中心，引導學生積極思考、不斷探索、努力創新。教師要特別強調相關知識和能力在實踐中的相互聯系；教學中應安排豐富多彩的設計性、綜合性、實踐性實驗，提供更多的動手實踐機會，讓學生親自動手，強調發現——分析——解決問題的能力培養。

（3）強化基礎實踐、專業實踐、綜合實踐三過程

在基礎實踐過程中，通過傳統的實驗方法，使學生熟悉實驗室常用電子設備的使用，掌握最基本的實驗操作技能；專業實踐突出科學方法和動手能力的結合，提高學生綜合運用實驗技能分析解決問題的能力；綜合實踐則是基本技能和專業技能基礎上的升華，在這一環節，應拓寬實習渠道，擴大校內外實訓實習基地的建設，以此鍛煉學生的CDIO能力。

（4）運用多種教學模式

課內開展多樣化的教學方式，包括問題式、啟發式、探究式等研究性實踐教學模式，課外鼓勵多樣化的自主創新模式和工程實踐教學模式。這種工程教育模式將不同年級和不同專業的學生按照興趣組建成一個項目小組，學生根據自己的專長和愛好“以產品為目標”的教學模式，在教師的指導下自主進行實踐教學新模式。強調“以學生為中心”、“以系統為對象”。

3實驗設施建設

3.1優化基礎實驗設施

根據“資源共享”原則，重新布局、整合優質資源，將交叉學科分散各處的實驗室統一規劃，組建多學科共享、多層次實驗互聯的面向多專業的實驗教學中心，大大改善實驗和實習環境，實現資源的共享。

另外，儀器設備配置是實驗室建設的基礎，實驗室設備的好壞直接影響到實驗室的實力和學科的發展。采用引進設備與自主研發相結合的辦法，爭取財政投入及學校配套經費，引進實驗裝置、大型儀器設備，迅速提升實驗中心的整體硬件設施。使得儀器設備無論在數量上，還是在層次上，都能很好地滿足實驗正常教學、開放教學和創新研究的需要。

3.2 校企聯合實踐教學基地建設

學校應以全程開放為準則，建立開放實驗室，作為學生進行自主創新的基礎平臺；以培養學生的工程能力為目標，建立CDIO主題實驗室；倡導走“產學研用”相結合的方法道路，增添科研訓練開放性實驗等實踐項目，積極開展學校與企業以及科研單位之間的合作，并形成長期穩定的合作關系，努力構建校企雙贏的利益機制。

通過在這些聯合實驗室的實踐訓練，學生接觸到了生產實踐領域中先進的設備、主流的工藝、企業運作的流程，甚至國際的實驗平臺與實驗教學理念。培養了學生的工程能力、創新能力和可持續發展能力。為學生接軌社會市場乃至國際市場奠定了基礎，有效縮短了學生畢業后在工作崗位上的實習適應過程，提高了畢業生就業率。

4 結語

CDIO理念對高校實驗隊伍建設、實驗教學改革和實驗設施建設以及管理都具有非常高的參考價值，對高校實驗教學的可持續發展具有非常重要的意義。CDIO工程教學模式經過長期不斷地探索、修正和完善，必將為高校的實踐教學帶來更深遠的意義。

【參考文獻】：

[1]陶勇芳，商存慧.CDIO大綱對高等工科教育創新的啟示[J].中國高教研究，2006 （11）：81 -83.

[2]趙朝暉.CDIO工程教育模式下化工原理實驗教學改革初探[J].化工高等教育，2011（6）：45-47

[3]查建中.論“做中學”戰略下的CD10模式田.高等工程教育研究，2008 （3）：1-6.

[4]張敏，工寶風，沈連山.基于CD10構建一體化工程實踐教學體系[J].大連大學學報，2012（4）：93-96