基于CDIO工程教育理念的數學基礎課教育模式研究

張雷++蔣偉++向榮艷

摘要：在國家“大眾創業、萬眾創新”實施創新驅動發展戰略、深化高校創新教育改革的背景下，傳統數學教育模式越來越凸現出學生創新意識和創新能力培養方面的局限性，學生學習缺動力，創新欠活力。本文介紹了CDIO工程教育模式的先進性，提出了基于CDIO工程教育理念的數學基礎課教育模式研究，驗證了新的教學模式的可行性，分析了對教師和學生能力提高的有效性。

關鍵詞：CDIO工程教育模式；教學模式

CDIO工程教育模式作為國外目前最受追捧的教育改革模式，其核心內容是國際工程教育改革的發展方向。傳統的教育模式局限性越來越明顯，急需要新的方式加以改進。CDIO工程教育理念是將“學數學”改為“用數學”的集中概括和抽象表達。

數學公共基礎課教育的重要性：

數學公共基礎課是所有理工科類高等院校各專業最重要的公共課程，因為其基礎性和適用性，一直是高等學校幾乎所有專業的基礎課程，它所提供的知識、思想、方法都對后續課程的學習起著非常重要的作用，也對培養學生的各方面能力，包括發現問題、解決問題能力、建立數學模型能力等，對高等學校的培養人才目標起著舉足輕重的作用，數學教學質量的高低將會直接影響到各專業學生的培養質量和綜合素質。

數學公共基礎課程都是針對大一、大二的低年級學生，包括了高數、線代、概率這三門重要基礎課，因此對其改革研究是課程體系改革的重要組成部分。幾乎所有相關的院系都要求自己的學生應獲得扎實的數學基礎知識，而深厚的工程技術基礎知識是工程教育的基本目標。

CDIO創新工程教育模式：

在教學活動中，CDIO創新模式教育理念將打破“以教為主”“算數學”的傳統數學教育桎梏，解放思想，以“用數學”為教學向導，培育學生學習興趣，將壓力學習轉化為動力學習，驅動學生學習動力和創新活力的良性發展。

目前，正值提高本科質量工程之際，如果能探討基于CDIO工程教育理念與基礎課程的教學改革將對提高本科教學質量起到關鍵性的作用。

教學設計的CDIO標準：

首先，進行改革模式創新建設前，確定好具體教學目標。可以考慮分別從掌握知識目標、鍛煉素質目標、培養能力目標這三個方面進行規劃，達到培養學生獲取相關有用知識的能力、運用相關知識解決相關問題能力、達到團隊協作共享知識解決項目的能力以及發現新的知識、與外界交流知識的能力。充分發揮課程設計在培養學生綜合能力方面的基礎性作用。

進一步明確數學公共基礎課程的地位和作用，從大學生的學習特征、認知規律以及教育規律出發，制定了大一、大二學生在數學基礎課程學習階段必須掌握的知識、能力培養目標以及水準，并培養、鍛煉學生將學習到的這些能力目標具體落實到解決各項問題中去。

CDIO創新模式教育理念還將在具體實施中，根據情況的變化采取靈活的方式進行及時修正，適應任何時期、任何需求，真正做到成功運作，解決盡量多的問題。

教學方法的CDIO標準：

嘗試把數學授課過程中部分問題的學習做成學習項目讓學生參與其中，項目的實施按照CDIO模式進行。共分四個階段實現：

構思：任務構思與分解階段：學習任務是以小組為單位完成的。各班同學自由組合，三人為一組組成學習小組，各小組選出小組長負責組織學習活動。討論項目完成的可能性以及最終成果形式。同時，教師提供方法指導，包括目標、內容、形式以及評估方法等。

設計：分組進行方案設計階段：教師指導每個小組討論設計自己的實施方案，讓學生在完成任務的過程中體會相關知識，真正體現“做中學”。要了解各小組成員的特點，包括性格、語言技能、愛好特長等，進行合理分工，充分發揮每個成員的積極性，以確保任務的完成。

實現：任務實現階段：實現階段非常關鍵，任務的完成需要各小組成員的通力協作。小組成員相互信任，共同努力，完成項目任務。

運作：成果展示階段：做出來容易，成功展示還是必須的，我們得想法讓別人對我們的成果認可。各小組認真總結，相互討論，積極改進。

在課堂教學中，應將課本中的理論知識與實踐相結合，將所講的知識點以解決工程實踐中的問題引出，引導學生積極的分析問題和討論問題，找到解決問題的相關思路和方法，保證順利將新的知識傳授給所有學生，這樣學生可以及時理解新內容的工程應用，增強學生的學習積極性，也可以提高學生解決相關問題的能力，進一步激發學生的學習興趣。

能力評價的CDIO標準：

教師和學生是CDIO創新模式教育理念的主體，能力評價分為學生的學習能力評價、教師的教學能力評價以及教學項目實施能力評價。教師、教育理念、學生是一個有機的整體。教學團隊針對不同的教學環境，設計的多種教學模式，形成了“用數學”的多中選擇，滿足充滿學習動力和創新活力的學生群的各種學習要求。在此動力下，學生群與課程模式形成數學教育的正向反饋，使得整個數學教育良性循環，實現驅動學生學習動力和創新活力的培養目標。

教師要善于采用多種教學策略、教學方法和教學手段來啟發學生的創新思維，激發學生的學習潛能，促進學生心智發展，鼓勵學生利用媒體、網絡、第二課堂等多種社交途徑，收集與項目主題相關的知識，進行項目研究，培養學生的團隊協作精神和創新能力。任課教師對自己的學生需要了解，對所授課專業以及專業發展前景都需要有所了解和把握。這樣在具體的教學過程中才能靈活掌控。

CDIO創新模式教育理念提倡開展數學活動時創設情境，激發學生主動參與學習的方式。抓住學生好奇，好動，好勝的心理，創設一定的活動情境，把數學上一些抽象，難以理解的知識融于其中，引導學生親身體驗、分析表述，進而逼近定義。內容更容易被學生所接受和理解，使學生在生動活潑，富有情趣的活動中接受知識，從而達到寓教于樂的目的。

參考文獻：

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