基于CDIO理念下的大學(xué)物理教學(xué)模式設(shè)計

【摘要】CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果?；贑DIO理念，在大學(xué)物理教學(xué)中探討一種能培養(yǎng)學(xué)生自主、合作學(xué)習(xí)，提高綜合能力的教學(xué)模式；在CDIO教學(xué)思想或理論指導(dǎo)下有效地改變大學(xué)物理傳統(tǒng)的教學(xué)方法，在實踐中建立相對穩(wěn)定的教學(xué)組織形式和活動程序，以促進全面發(fā)展人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】CDIO理念 大學(xué)物理 教學(xué)模式

【中圖分類號】TP3-4 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）38-0171-02

從2000年起，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究經(jīng)過四年的探索，創(chuàng)立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的國際合作組織。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate） ，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體 ，讓學(xué)生以主動的、 實踐的、 課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO體現(xiàn)了系統(tǒng)性、科學(xué)性和先進性的統(tǒng)一，代表了當代工程教育的發(fā)展趨勢[1]。

一、在大學(xué)物理教學(xué)中滲透CDIO工程理念的意義

傳統(tǒng)大學(xué)物理教學(xué)過程中的“老三中心”在我國高校較為流行：在教學(xué)要素結(jié)構(gòu)中，教師為中心；在教育內(nèi)容的范圍上，課本為中心；在教學(xué)過程的組織上，課堂是中心。毋庸諱言，我們的學(xué)分比較容易拿，學(xué)生幾乎可以不用付出、或是較少付出便可以通過考試，試想，較少的付出怎能有較大的收獲？長期以來，大學(xué)物理教學(xué)貌似賦予教的職能主要是系統(tǒng)地傳授知識，學(xué)的任務(wù)主要是接受和領(lǐng)會、牢固地記住教師所教的知識。物理本是被公認的難學(xué)的科目，學(xué)生認為能記住老師講的就已經(jīng)不錯了。這樣的教與學(xué)，導(dǎo)致教師比較習(xí)慣以教代學(xué)，越俎代庖，而學(xué)生缺少交流，被動接受，興趣索然。對學(xué)習(xí)物理的大學(xué)生而言，物理課程的內(nèi)容應(yīng)該是他們今后工作的重要物理科學(xué)知識，通過學(xué)習(xí)物理培養(yǎng)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)、解題能力和嚴密邏輯推理能力以及形成的認真嚴謹?shù)膽B(tài)度等都將成為他們今后的人生財富，令其受用終生。

CDIO的培養(yǎng)目標涵蓋了一個現(xiàn)代工程師應(yīng)具有的科學(xué)和技術(shù)知識、能力和素質(zhì)，大綱中要求的諸多能力諸如主動學(xué)習(xí)、求知欲和終生學(xué)習(xí)、批評性思維、創(chuàng)造性思維、時間和資源的管理、口頭表達和人際交流等都是大學(xué)教育培養(yǎng)目標中應(yīng)有的能力要求。因此，研究CDIO教育模式，在教學(xué)方法和模式上做一些調(diào)整和改革，使學(xué)生在學(xué)習(xí)大學(xué)物理過程中提高學(xué)習(xí)效率，同時逐漸培養(yǎng)各方面能力素質(zhì)。

二、促進CDIO能力發(fā)展的大學(xué)物理教學(xué)模式設(shè)計

1.課程教學(xué)模式設(shè)計思想

課程對學(xué)生思想和方法的影響與課程的學(xué)科特性、教學(xué)內(nèi)容密切相關(guān)，它體現(xiàn)在特定的知識、能力培養(yǎng)的過程和場景之中。一門課程不僅僅要提高學(xué)生某一方面的學(xué)科素質(zhì)，更重要的是要通過教學(xué)活動影響學(xué)生對學(xué)科實物的態(tài)度，使學(xué)生體會到解決問題思想、方法的重要性，并學(xué)會用正確的思想看待問題，用合理的方法解決問題，從而領(lǐng)悟走向成功的正確之路。顯然，大學(xué)物理課程對人才培養(yǎng)的貢獻，就在于它以特定的學(xué)科知識和能力傳授為載體，實施于受教育者積極態(tài)度、正確方法和認知能力的影響。教和學(xué)的方法中在多大程度上基于學(xué)生自己的思考和解決問題的活動？ 主動學(xué)習(xí)和經(jīng)驗學(xué)習(xí)方法怎樣在 CDIO環(huán)境下促進專業(yè)目標的達成？（CDIO標準8）無疑是將此類教學(xué)思想融入教學(xué)過程的實踐。

2.課程教學(xué)模式設(shè)計[2]

（1）理論課程教學(xué)模式

教育研究表明：合作-互動的學(xué)習(xí)方式對構(gòu)建知識和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力非常有效，因此，在教學(xué)模式選擇上，倡導(dǎo)自主、互動、創(chuàng)新的主體性教學(xué)模式，使大學(xué)物理教學(xué)從“單向主導(dǎo)”走向“平等交互”，促進大學(xué)生的個性特點得以最大限度地釋放與施展。

（2）實驗課程教學(xué)模式

實驗教學(xué)承擔著本課程實踐能力培養(yǎng)的重要任務(wù)，是在課內(nèi)對學(xué)生進行系統(tǒng)科學(xué)實驗基本技能訓(xùn)練的必修課程，大學(xué)物理實驗作為基礎(chǔ)學(xué)科，其創(chuàng)新教育功能和載體作用早已為人們所共識，在培養(yǎng)學(xué)生各方面能力的作用和地位是顯而易見的[3]。（CDIO標準6）實踐場所和其他學(xué)習(xí)環(huán)境怎樣支持學(xué)生動手和直接經(jīng)驗的學(xué)習(xí)？學(xué)生有多大機會在實驗室內(nèi)發(fā)展其從事產(chǎn)品、 過程和系統(tǒng)建構(gòu)的知識、 能力和態(tài)度？實踐場所是否以學(xué)生為中心、 方便、 易進入并易于交流？基于此，我們提倡開放實驗室，讓學(xué)生參與大學(xué)物理實驗的設(shè)計，目的是讓學(xué)生明確實驗學(xué)習(xí)的需求、學(xué)習(xí)目標和實現(xiàn)目標的方法和手段，自主搭建實踐平臺。采用多元化實驗教學(xué)方式，比如自主式實驗設(shè)計：針對難度較低的基礎(chǔ)實驗，教師提出要求，學(xué)生自行查閱資料，選擇方案，獨立完成設(shè)計，演示實驗結(jié)果并說明設(shè)計方案。再比如合作式實驗設(shè)計：對于有一定難度綜合性實驗，則小組分工協(xié)作，集體完成設(shè)計報告，并以答辯方式接受考核。參與過程會促使他們對自身各種能力進行反思，有效提高對該課程的責(zé)任感，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動機。其次，實驗教學(xué)中團隊合作精神的培養(yǎng)（CDIO標準3）也是必不可少，教師應(yīng)根據(jù)實驗內(nèi)容、學(xué)生的特點等分配任務(wù)，并指導(dǎo)和培訓(xùn)合作方法，使實驗學(xué)習(xí)過程成為一個積極參與和富有創(chuàng)造性的過程。

3.創(chuàng)新實踐教學(xué)模式，搭建社會服務(wù)平臺

為社會服務(wù)、提升國家核心競爭力是現(xiàn)代大學(xué)的使命之一。學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生能否適應(yīng)社會、符合社會要求，是衡量學(xué)校辦學(xué)成敗的重要標準。因此，在創(chuàng)新實踐教學(xué)模式方面，我們作了有效的探索，注重學(xué)校與社會、外界環(huán)境的溝通，與合作單位共建實習(xí)實訓(xùn)基地，讓學(xué)生在校學(xué)習(xí)的同時，運用所學(xué)的知識解決實際問題，服務(wù)于社會。通過創(chuàng)新實踐教學(xué)模式，拓寬學(xué)生的視野、提高實踐能力，實現(xiàn)培養(yǎng)社會所需要的高素質(zhì)人才的目標。

三、學(xué)習(xí)效果的評價

學(xué)生的基本個人能力、人際能力以及學(xué)科知識如何融入專業(yè)考核之中？這些考核如何度量和記錄？學(xué)生在何種程度上達到專業(yè)目標？（ CDIO標準11）。學(xué)生的學(xué)習(xí)是一個先積累后發(fā)展的過程，因此，記錄和評價學(xué)習(xí)過程十分重要。教師對學(xué)生學(xué)習(xí)的評價應(yīng)是多元化的，既要評價學(xué)生的現(xiàn)實表現(xiàn)，重過程、重體驗，綜合評定學(xué)生學(xué)習(xí)的態(tài)度、探究精神和學(xué)習(xí)能力，又要發(fā)揮評價的激勵作用，評價要起到鼓勵學(xué)生積極實踐、勇于創(chuàng)新的作用。通過這種評價機制，有效地提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，逐漸形成各項素質(zhì)能力，促進全面發(fā)展人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)。

參考文獻：

[1]顧佩華，陸小華，沈民奮. CDIO大綱與標準[M].汕頭：汕頭大學(xué)出版社，2008.

[2]大學(xué)物理課程報告論壇系列文集[C].北京：高等教育出版社，2005-2008.

[3]郝建平，王成濤. 大眾化背景下地方高校實踐教學(xué)的改革與發(fā)展[J]. 高教研究，2006（3）：11-15.

作者簡介：

葉根（1971—），女，云南普洱人，普洱學(xué)院-理工學(xué)院物理系副教授，碩士，主要從事物理教學(xué)與雷電防護研究。endprint