在CDIO模式下搭建與實踐相結合的教學服務平臺*①

尹向寶 任常愚 丁紅偉

(黑龍江科技學院理學院 黑龍江 哈爾濱 150027 )

工科大學物理是一門重要的課程,理論性和實驗性都很強.它的內容非常廣泛，是理工科學生學習的基礎課程.物理學也是從事科學技術研究必備的基本知識.隨著現(xiàn)代科學技術的進步，要求高等學校培養(yǎng)出的人才不僅要具有較強的專業(yè)基礎，而且還要具備豐富的科學知識和較強的適應性.特別是在新的世紀，隨著科學技術、社會和經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，對高素質人才、綜合性人才的需求日益增長等，對大學物理基礎課教學提出了更進一步的要求.關于“搭建大學物理教學支持服務平臺”的提法，雖然在一些教學改革研究中或多或少地有所涉及，但目前在國內外并沒有被正式提出來.由于我們率先將“在CDIO模式下搭建與生產實踐相結合的大學物理教學支持服務平臺”作為主題，因此有必要對這個課題的內涵加以探索.

1 CDIO教學模式的內涵

在面向高等理工科院校的教育教學改革中，CDIO工程教育模式是近年來國際理工科教育改革的最新成果.CDIO是構思(Conceive)、設計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)4個英文單詞的縮寫.它以產品研發(fā)到產品運行的生命周期為載體，為學生提供實踐與理論課程之間知識關聯(lián)的教學情境，鼓勵學生以主動的方式學習工程[1].它是“做中學”和“基于項目教育和學習”(Project based education and learning)的集中概括和抽象表達.

作為“做中學”戰(zhàn)略下的一種模式，CDIO是基于工程項目全過程的學習，是對以課堂講課為主的教學模式的革命.從2000年起，CDIO模式在國際上以麻省理工學院為首的幾十所大學操作實施,迄今已取得顯著成效，深受學生歡迎，得到產業(yè)界高度評價.迄今為止,已有丹麥、芬蘭、法國、南非、新加坡等地幾十所大學加入了CDIO 國際組織,我國有汕頭大學、清華大學兩所.近年來，為全面落實教育部關于實施“高等學校本科教學質量與教學改革工程”的精神，國內有些高等工程技術大學已經(jīng)開始著手嘗試進行CDIO的工程教育改革.CDIO專業(yè)和教學方式是為了滿足工業(yè)界的需要而建立的；CDIO教育模式是工程教育改革的成果.大多教學改革都是在實踐性很強的工科專業(yè)進行.

2 大學物理教學支持服務平臺的內涵

我校是以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的應用型高級專門人才為主，重點服務于黑龍江地方經(jīng)濟建設與社會發(fā)展的多學科性大學,在長期的教育實踐過程中，逐漸地形成了“大德育，大工程，大實踐”的教學總體思路，即以培養(yǎng)學生成人成才、全面發(fā)展為宗旨，以社會需求為導向，科學設計人才培養(yǎng)體系，深化教學改革，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，著力提升學生人文素質、思想道德素質、職業(yè)素質、實踐能力和創(chuàng)新精神，努力增強學生職業(yè)能力、就業(yè)能力、創(chuàng)業(yè)能力，使大學生工程實踐能力與創(chuàng)新意識進一步增強.生產實踐活動不但使課堂教學和實踐得到良好結合，而且對培養(yǎng)大學生的創(chuàng)業(yè)技能起到重要的作用.利用物理演示實驗基地能有效提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力;有利于協(xié)作學習方式的形成;有利于培養(yǎng)學生獨立思考、自主學習能力，有利于改善自身知識結構.

2.1 與生產實踐相結合的內涵

生產實踐本身不僅是物理學發(fā)展的源泉和動力,為大學物理的傳授提出了許多新問題,還提供了運用物理理論解決這些問題的廣闊空間[2];使學生初步了解企業(yè)生產的運轉過程，了解現(xiàn)代企業(yè)對人才的要求，培養(yǎng)學生參與生產的實施過程,體驗產品開發(fā)和生產的整個實踐過程;使學生有機會把所有的知識有機地聯(lián)系起來，學會以探究方式獲取知識和運用知識的能力;使學生能夠掌握深厚的大學物理基礎知識，為我省東部煤電化建設規(guī)劃的實施提供強有力的人才支撐，緊跟東部煤電化建設重點產業(yè)，將煤化工企業(yè)采用的先進技術、先進工藝引進教材、引進課堂；使學生及時掌握先進的與生產接軌的新知識，知識內容與生產零距離，適應崗位需求.

緊跟世界煤化工發(fā)展前沿，將物理原理及其在生產實踐中應用的典型實例講授給學生，營造物理情境，促進學生對所學知識的深入理解;增強學生的工程閱歷.將世界先進技術和工藝引進課堂，讓學生掌握煤化工領域的前沿科技，讓學生有發(fā)展?jié)摿?；物理教師組織學生參觀科技館、天文臺等；利用假期到工廠、企業(yè)實習，了解工廠和企業(yè)在發(fā)展中遇到的技術困難，同時把自己在課堂上所學到的知識運用到解決這些問題的實踐中去.由于與工程實際聯(lián)系緊密,使學生充分認識到有關物理理論的重要性,增強了學生對物理的興趣與學習的積極性.在教學中,我們特別注意“從理論到實踐是一個質的飛躍,有許多技術(或理論)問題需要解決,這個過程實際上就是一個創(chuàng)新的過程”,以培養(yǎng)學生聯(lián)系工程實際及創(chuàng)新意識.

2.2 物理演示實驗基地的內涵

21世紀的競爭是人才的競爭,是人才的能力與素質的競爭.能力與素質的培養(yǎng)，是教育工作者的頭等大事[3].在充分發(fā)揮演示室作用的同時，結合大學物理教學，我們以物理演示室為基地，進行了素質教育、能力培養(yǎng)實踐的探索.在實踐中培養(yǎng)創(chuàng)新能力，開展物理演示儀器科技制作活動.進一步開放演示實驗基地，提高學生科研創(chuàng)新能力，對培養(yǎng)學生的動手能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力發(fā)揮了較好的作用.讓他們自主立項，申請課題，自主進實驗室進行研究，培養(yǎng)其科學探索精神和創(chuàng)新能力.依托物理演示實驗基地，開展教學改革、教學研究.為教師課堂理論教學服務是物理演示實驗基地最基本的職能;為實施素質教育服務是其拓展職能;為社會科普服務是其輻射職能.

演示實驗進入課堂,受到學生熱烈歡迎.根據(jù)演示儀器可難、可易、可簡、可繁的特點，教師可以指導學生動手制作.作為實踐基地，我們首先為學生提供場地、工具及材料，在指導中啟發(fā)創(chuàng)新.這首先表現(xiàn)在課堂上演示的那些典型實驗，這些實驗所演示的物理現(xiàn)象不但使學生感到新奇，更加強了其對基本規(guī)律的理解，同時也最容易看到設計者的創(chuàng)新思維，從中受到啟迪.另外，物理演示實驗基地還對學生開放，其中有一些實驗由學生操作，這不但從設計思想上，而且在原理、結構等方面都為學生提供了借鑒.教學實踐表明，加強教師的指導，是成功的關鍵.這項活動的開展，要求教師必須進行大量的初期準備，查閱大量資料，以便對學生進行有效的指導.首先，我們把住了設計審查這一關.學生交出設計方案后，經(jīng)教師審查認為可行者，方可投入制作.在制作過程中，由任課教師跟蹤指導，并在演示室設專人負責指

導.在制作過程中，教師的工作重點在調試階段，特別是預期現(xiàn)象不出現(xiàn)時，幫助學生分析原因并給予及時指導.

CDIO模式下，與生產實踐相結合的大學物理教學支持服務平臺以在工程問題和實際應用中展現(xiàn)物理知識，講述知識的應用為前提，通過專題工程問題解析，引導學生進行工程思維，培養(yǎng)學生的工程能力.學生自主學習能力得到了明顯的提高；并且利用物理演示實驗基地有效提高了學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，把創(chuàng)新意識和實踐能力的培養(yǎng)滲透到大學物理教學的各個環(huán)節(jié)，教學效果顯著提升.

參考文獻

1 王碩旺,洪成文.CDIO：美國麻省理工學院工程教育的經(jīng)典模式——基于對CDIO課程大綱的解讀.理工高教研究，2009(4) : 39～44

2 包秋燕.基于CDIO理念探討大學生現(xiàn)代工程意識培養(yǎng).福建工程學院學報，2008(10) : 29～31

3 江松琦. EIP-CDIO:一種高等工程教育培養(yǎng)模式改革.中國電力教育, 2008 (10): 32～33