CDIO模式下電氣自動化專業實踐課程體系改革研究

孫立書

摘要：本文以電氣自動化專業為例，提出一種具有創新意義的CDIO模式下電氣自動化專業項目實踐課程體系改革，改變原有實訓課程或畢業設計所帶來的不足，重構專業項目實踐課程體系架構，推廣專業教學改革思想，推動電氣自動化專業發展建設，促進獨立學院學生個性化和工程化思維發展，真正達到高質量人才輸出所需要的能力矩陣，促進學校和企業的零對接。

關鍵詞：CDIO模式；實踐課程體系；工程化思維；能力矩陣

培養高端技能型人才是獨立學院的人才培養目標，如何提高學生應用創新能力，構建科技創新實踐體系，必須突出實踐教學，強化應用，注重應用能力培養，強化動手能力和創新能力，培養學生具有較強的科技創新實踐能力。然而，在人才培養過程中，仍存在一些問題，如工程專業的教育非工程教育現象，不懂得工程過程，不熟悉工程的各個環節運作。懂專業知識無法實際應用，能實際應用不能很好溝通，能溝通但無法運作推廣，能推廣但無法綜合組織等等，人才培養程式化。說是學校和企業零對接，但距離企業需求仍有一定距離，經常出現學生無法適應企業現有工作崗位。究其原因，主要是人才培養模式中，人才培養方案缺少真正實務的專業項目實踐課程體系，而有實務課程則是嵌入課程的實務操作或課程結束的集中實訓或課程設計，另外就是畢業設計和畢業實習。但課程的實務操作或集中實訓很難成體系。畢業設計和畢業實習則通常流于形式，并且將它們安排在大四，受就業和考研影響，質量難以保證。若嚴格要求學生完成畢業論文，則學生苦于在校期間沒有經歷完整的實務操作過程，不會分析問題，更不會解決問題，所以在完成畢業設計過程中，經常出現抄襲或找別人代做現象。因此若能以一種創新性的專業實踐項目體系教育模式，讓學生在校期間就經歷完整的實務操作過程，這不失是一種好方法。將專業的項目實踐課程體系化，以低年級的認知學習，中年級的需求分析和概要設計，高年級的項目詳細設計，在過程中引入專業項目化產品進行實踐教學，以團隊合作方式，讓學生在校期間了解項目產品的運作全過程，具備工程化思想和思維，這是一種對項目化教育模式的深化和改革。提升學生技能操作能力、寫作能力、溝通能力，實現在校期間的“零距離”實習，必然受到學生、企業的歡迎，從而提升專業及學校知名度，創建品牌與特色，促使專業教師具備真正雙師素質，提升教師專業水平，使得學生、教師、企業和學校多贏。

而CDIO模式正是基于這一思想而設計創立的，它包括構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operation）四個過程，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，它符合“做中學”和“基于項目教育和學習”的教學方法，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工科課程。CDIO參照工業界需求提出工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力人才培養大綱，以及全面實施指導的培養計劃、教學方法、實施過程、結果檢驗的12條標準，其中CDIO培養大綱培養方式使學生在四個層面達到預定目標；12條標準則涉及教師、學生、課堂以及實踐等方面應達到的標準。CDIO模式是以培養既有過硬的學科專業知識、深厚的工程能力，又有良好職業道德的國際化工程師為目標。

因此，CDIO模式正好契合提出的創新性教育模式，將它應用到工科專業中，構建一套完整的專業項目實踐課程體系，提高學生學習興趣，轉變教育理念，提升學生專業技能和創新思維，提升教師能力素質，讓學生、企業、學校和教師受益，這也是課題研究的意義所在。

1 CDIO研究現狀

據調查統計，CDIO工程教育模式是于2000年麻省理工學院等四所大學經過四年的探索研究而創立的工程教育理念，在國外截止到2010年就取得CDIO項目改革的較大成果。我國于2005年底由汕頭大學工學院率先引入CDIO理念，先后有近百所大學在不同范圍、不同程度開展了CDIO工程教育模式改革的研究和實驗，均取得了令人滿意的效果。例如江蘇大學、汕頭大學、清華大學等都取得了良好的效果。2009年7月教育部決定CDIO教育模式在獨立學院和高職院校教育中推廣，也取得一定的效果，如廈門嘉庚學院、蘇州工業園區職業技術學院。

近年來，一些獨立學院在不同的課程或專業引入CDIO教學模式，如南京理工大學泰州科技學院以“ 結構力學”課程為對象；南京大學金陵學院以計算機專業為研究對象，提出基于CDIO模式的計算機科學技術專業課程體系創新構建與研究；東南大學成賢學院以汽車工程專業為對象引入CDIO模式。但從現有資料來看主要以工程類專業為主，是因為獨立學院工程類專業主要是培養應用型、創新性、技術技能型人才，非常適合CDIO教育模式。雖然如此，但相比課程或專業，則很少進行專業項目實踐課程體系的專門改革研究。因此，提出基于CDIO模式下，獨立學院工程類專業創新實踐項目課程體系教學改革，改變原有實訓課程或畢業設計所帶來的不足，重構專業項目實踐課程體系，推廣專業教學改革思想，推動電氣自動化專業發展建設，促進獨立學院學生個性化和工程化思維發展，真正達到高質量人才輸出所需要的能力矩陣。促進獨立學院工程類專業發展，提升工程類專業教育教學水平，促進學校和企業的零對接。同時，該研究成果可供其他兄弟院校進行參考和借鑒，有助其更快更好地開展課程教學、實踐課程體系構建和專業構建。

2改革內容

在CDIO模式下，將蘇州理工學院電氣自動化專業獨立的分散的實訓課程，轉變為具有體系化創新性的專業項目實踐課程，同時對教師理念、教學方法和手段、教學內容和教學形式、教學質量評價體系等方面進行改革研究，改革具體內容包括：

（1）電氣自動化專業項目實踐課程體系改革：進一步深入研究CDIO模式，通過現有CDIO模式的教學大綱，制定適合獨立學院電氣自動化專業創新性實踐課程體系。

（2）教師理念的改革：CDIO工程教育的教育模式是基于實踐，需要任課教師具有扎實的工程實踐能力和一定的項目工作經驗，熟悉系統運作過程，更新教學理念，加強教師實踐能力培養，提升產品、項目的運作管理能力。

（3）教學方法和手段的改革：CDIO教學模式改變原有的講授法、練習法、任務驅動法等，采用任務驅動、項目式教學方法，同時會有討論法、現場教學法、角色扮演法以及演講法等。教學手段采用現代師徒制進行現場傳授。

（4）教學內容和形式的改革：傳統教學中以案例居多，主要是作品的設計過程，而CDIO基于工程實踐，教學內容來自實際項目，通過前期需求分析，到中期設計實施，到最后推廣應用。教學形式方面，從嚴謹的課堂教學改為輕松的形式多樣的教學。

（5）教學質量評價體系的改革：傳統教學中主要參照作業和出勤，以終結性考核為主，過程考核占比較少。但CDIO工程教育的教學模式類似公司運作，以過程和效果相結合的評價考核方式，地位均等，過程評價體現學生構思、設計和實施能力，效果評價體現學生技能水平以及綜合能力。

3改革實施方案

以CDIO為中心，引入CDIO工程教學模式，結合我院現有電氣自動化技術專業，構建一個完善的專業項目實踐課程體系，低年級以認知學習為主，中年級以需求分析和概要設計為主，高年級以專業項目詳細設計為主，改變傳統的課程教學中“一門課一教師一項目一班級”的教學方法，采用“一門課多教師多項目多學生”的方案進行實施，以工程項目完整性實施為目標，根據學生專業專長及興趣愛好進行項目選擇，分配指導教師，符合教育多元化的思想，然后采用分組小班制教學，盡可能做到“真項目真做”，要求學生從產品的構思開始，進行設計、實施，并加以推廣和運作，培養學生團隊合作精神和項目運作能力，真正提升學生職業素質水平，加強專業理論與技能的再學習，建立一套較為完整的教學質量評價體系。

4改革實施方法

以CDIO模式為中心，專業項目實踐為基礎，課程體系構建為根本，具體的實施方法有：

（1）改變傳統的“一門課一教師一項目一班級”的教學模式，采用現代師徒制的“一門課多教師多項目多學生”的教學模式，改變原始灌輸式、以教學為導向的教學，注重以學習為導向、培養學生學習興趣，采用啟發式教學方法培養學生再學習能力。采用“一門課多教師多項目多學生”的方式，全方位提高學習主觀能動性。

（2）采用工程化教育思想，做到真正的項目化。真正的項目化教學包括整個構思、設計、實施和運作。不僅僅是對項目的實施。在項目改革過程中，要強調工程化思想，將產品的構思、設計、實施與運作全程引入到實踐課程教學中，實現校內零距離實踐。

（3）采用多元化教育思想，在專業項目實踐課程實施中，根據學生的專業興趣、愛好和專長進行項目選擇，然后分配指導教師，這樣學生就會在教師的指導下，發揮自己的特色和專長。

（4）以體系化創新性思想構建專業項目實踐課程體系。原有實踐課程是分散的、獨立的，不成體系。將原有的課程進行改革和重組，采用一級項目、二級項目、三級項目分類進行設計，構建具有創新性的專業項目實踐課程體系。

（5）以培養學生綜合運用知識和技能為根本，強化學生職業能力培養，提升職業綜合素養，開發學生的職業能力矩陣。CDIO模式強調培養學生的個人能力、人際團隊合作能力和工程系統能力。

（6）學生成果評價檢測。引入PDCA（計劃、實施、檢查、反饋），形成項目實施的正向反饋機制。傳統的課堂教學不重視學生學習成果評價檢測，或者檢測單一化。而CDIO模式非常重視學生成果評價檢測，只有這樣才能形成良性循環機制。

5改革實施過程

主要實施過程包括如下幾點：

（1）深入研究學習，掌握理解CDIO模式內涵：以CDIO為中心，引入CDIO工程教學模式，深入研究其課程大綱和標準。

（2）廣泛調查研究，明確專業項目實踐課程教學內容和定位：課題組成員通過深入到企業、公司進行調研，以訪學、企業掛職、培訓、會議學習進行深入研究專業實踐項目課程教學內容和定位，結合今年專業人才培養方案再制定的過程中，提出一種切實可行的創新性專業實踐項目課程體系。

（3）實證研究，總結提煉教學改革研究成果：將創新專業項目課程體系應用于專業教育中，加于實施和操作，建立合理的教學質量評價體系，不斷進行反饋和總結。

6結語

針對獨立學院的人才培養目標以及目前教學工作中職業技能培養仍然程式化的現狀，在高端技能人才培養的過程中引入CDIO實踐教學模式。在該模式下建立低年級認知學習、中年級需求分析與概要設計、高年級具體實施設計的實踐課程體系。以蘇州理工學院電氣自動化專業為例，從創新性項目實踐課程體系、教師理念、教學方法手段、教學形式內容以及教學質量評價體系五大方面實際而全面地開展CDIO教學模式改革。通過以CDIO模式為中心，以專業項目實踐為基礎，以課程體系構建為根本，從而有效改善目前實踐教學課程獨立分散的情況，輔以PDCA評價反饋機制，引領學生主動學習與探索，逐步實現高端技能人才的培養，建立教學機制的良性循環。

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編輯∕王劍慧