基于CDIO的計(jì)算機(jī)類應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐

摘 要：文章基于CDIO工程教育模式的框架，探討了計(jì)算機(jī)類應(yīng)用型創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，從培養(yǎng)方案、教學(xué)改革、師資建設(shè)、校企合作等方面進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。

關(guān)鍵詞：CDIO；應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式；項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)；理實(shí)耦合

中圖分類號(hào)：G642.0

我國高等工科教育的迫切任務(wù)是盡快培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師，然而我國工科的教育實(shí)踐中還存在不少問題，如重理論輕實(shí)踐、強(qiáng)調(diào)個(gè)人學(xué)術(shù)能力而忽視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、重視知識(shí)學(xué)習(xí)而輕視開拓創(chuàng)新的培養(yǎng)等問題。計(jì)算機(jī)類相關(guān)專業(yè)如計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)等要求有很強(qiáng)的動(dòng)手能力和實(shí)際應(yīng)用能力，要求培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和創(chuàng)新能力。如何培養(yǎng)創(chuàng)新型和應(yīng)用型專業(yè)人才是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)面臨的新問題。

在國際上，可借鑒的一種新模式是CDIO工程教育模式，它是近年來國際工程教育改革的最新成果。它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。迄今為止，已有幾十所世界著名大學(xué)加入了CDIO組織，全面采用CDIO工程教育理念和教學(xué)大綱，取得了良好效果。按CDIO模式培養(yǎng)的學(xué)生深受社會(huì)與企業(yè)歡迎。

1 基于CDIO的人才培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

本文基于CDIO（Conceive Design Implement Operate）工程教育模式的計(jì)算機(jī)類應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式的改革與實(shí)踐，試圖彌補(bǔ)當(dāng)前傳統(tǒng)教育存在的缺點(diǎn)，積極探索改革并設(shè)計(jì)出新的有利于促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)類應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，以點(diǎn)帶面，最后惠及全校所有的工科專業(yè)，具有重要的實(shí)際意義。

本文提出的人才培養(yǎng)模式的改革將以CDIO為中心，并結(jié)合我校實(shí)際情況，提出一種新的人才培養(yǎng)模式，它以工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、以工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的工程教育模式。其特點(diǎn)是：所有需要學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容都圍繞項(xiàng)目設(shè)計(jì)這個(gè)核心，形成一個(gè)有機(jī)的整體。以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)為試點(diǎn)對(duì)象，在人才培養(yǎng)體系、校企合作、課程體系、教學(xué)方法和手段、學(xué)生實(shí)踐與實(shí)訓(xùn)、師資隊(duì)伍建設(shè)等方面進(jìn)行立體式的全方位改革。

2 基于CDIO的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案課程體系架構(gòu)

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生具有全面而堅(jiān)實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)、硬件基礎(chǔ)，掌握計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的基本理論、基本技能和專業(yè)知識(shí)，熟悉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和應(yīng)用環(huán)境，掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分析、設(shè)計(jì)的基本方法，具有從事計(jì)算機(jī)軟件、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫等系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)維護(hù)能力，具有從事計(jì)算機(jī)新技術(shù)研究設(shè)計(jì)開發(fā)能力，綜合素質(zhì)高、專業(yè)能力強(qiáng)、職業(yè)技能優(yōu)，德、智、體全面發(fā)展的具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高等工程技術(shù)人才。

以厚基礎(chǔ)寬口徑作為本科教育的基本宗旨，把學(xué)生培養(yǎng)成能適應(yīng)未來社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)技術(shù)人才需求廣泛、工作變化大、專業(yè)細(xì)化日益加強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)，以不變應(yīng)萬變，能夠立于不敗之地。培養(yǎng)學(xué)生具有分析問題和解決問題的能力，以及知識(shí)自我更新和不斷創(chuàng)新的能力。在計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐和應(yīng)用方面受過良好訓(xùn)練，能適應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展。在個(gè)人素質(zhì)方面，具有全面的文化素質(zhì)、良好的知識(shí)結(jié)構(gòu)和較強(qiáng)的適應(yīng)新環(huán)境、新群體的能力，并具有良好的語言（中、英文）運(yùn)用能力。構(gòu)建并全面實(shí)施自然分層、因材施教的知識(shí)、能力、素質(zhì)“三位一體”的人才培養(yǎng)方案。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)采用如下課程體系結(jié)構(gòu)：

通識(shí)教育與基礎(chǔ)課程+專業(yè)基礎(chǔ)課程+專業(yè)（方向）課程+專業(yè)實(shí)踐課程

專業(yè)基礎(chǔ)課主要包括計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)導(dǎo)論、高級(jí)語言程序設(shè)計(jì)、離散數(shù)學(xué)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、電子技術(shù)基礎(chǔ)、計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)等課程。

專業(yè)方向課分為三個(gè)方向的實(shí)訓(xùn)模塊：軟件項(xiàng)目開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)工程和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用。

3 教學(xué)模式的改革與實(shí)踐

在課程的教學(xué)過程中滲透CDIO的各項(xiàng)指標(biāo)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)理論知識(shí)的同時(shí)獲取專業(yè)技能及各種綜合素質(zhì)。

3.1 教學(xué)資源的建立

以工程項(xiàng)目完整性實(shí)施為目標(biāo)，靈活多樣組織教學(xué)材料和資源，不固定上課教材，以免約束學(xué)生思維。

3.2 課堂教學(xué)形式的改革

以工程項(xiàng)目為導(dǎo)向，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神，提升學(xué)生職業(yè)道德，加強(qiáng)專業(yè)理論與技能教學(xué)。以項(xiàng)目為導(dǎo)向和中心任務(wù)，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。在課堂教學(xué)中，體現(xiàn)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合。將所講的理論知識(shí)以解決工程實(shí)踐中的問題引出，引領(lǐng)學(xué)生積極地分析和討論，找出解決問題的方法，從而將新的知識(shí)傳授給學(xué)生，這樣可以進(jìn)一步調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.3 實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)

依托校企合作、實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)，培育大學(xué)生創(chuàng)新研究基地，完整完成工程項(xiàng)目實(shí)踐訓(xùn)練。

3.4 教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的設(shè)計(jì)

過程評(píng)價(jià)與效果評(píng)價(jià)相結(jié)合，建立完善的、可監(jiān)控的過程評(píng)價(jià)與激勵(lì)體系，以及建立能體現(xiàn)技能水平的效果評(píng)價(jià)體系。

3.5 實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的實(shí)踐與探索

計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)開設(shè)軟件項(xiàng)目開發(fā)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與管理、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與管理三個(gè)實(shí)訓(xùn)模塊，其中軟件項(xiàng)目開發(fā)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)與管理兩個(gè)模塊均在機(jī)房開展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與管理模塊在多媒體教師、現(xiàn)代教育技術(shù)中心以及實(shí)驗(yàn)室開展，通過實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力、分析問題解決問題的能力和實(shí)際動(dòng)手能力。在掌握理論知識(shí)的同時(shí)提高實(shí)踐能力。通過實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目可以培養(yǎng)學(xué)生掌控項(xiàng)目實(shí)施全過程的能力，通過小組成員之間的合作與交流可以培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作與溝通的能力，在實(shí)踐中強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)精神。通過小組之間的競(jìng)爭可以激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新實(shí)踐能力，提高自主學(xué)習(xí)的能力。

4 構(gòu)建雙師型的師資隊(duì)伍

在創(chuàng)新人才培養(yǎng)過程中，需要有一支高水平的教學(xué)與科研相結(jié)合的師資隊(duì)伍，還要有一支結(jié)構(gòu)合理的雙師型教師隊(duì)伍。通過引進(jìn)、培養(yǎng)、外聘等形式和開展校本培訓(xùn)、企業(yè)實(shí)踐和以老帶新等措施，逐步組建一支理論教學(xué)水平高、實(shí)踐教學(xué)能力強(qiáng)、專業(yè)結(jié)構(gòu)合理的高素質(zhì)雙師型教師隊(duì)伍。

依托校企合作、校校合作等形式，以跟蹤掌握最新技術(shù)動(dòng)態(tài)和提升工程項(xiàng)目技能和經(jīng)驗(yàn)積累為中心，設(shè)計(jì)長期有效的師資培訓(xùn)體系。充分利用校企合作的平臺(tái)，深入著名企業(yè)，了解最新技術(shù)及其發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)雙師型的、掌握先進(jìn)技術(shù)和先進(jìn)教學(xué)理念的優(yōu)秀教師隊(duì)伍。

5 結(jié)語

本文吸取CDIO切實(shí)可行的先進(jìn)教育理念，結(jié)合我校教育現(xiàn)狀，提出切實(shí)可行、可操作的基于CDIO的應(yīng)用創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，從培養(yǎng)方案、教學(xué)組織、校企合作、實(shí)踐設(shè)計(jì)、質(zhì)量評(píng)價(jià)和師資培訓(xùn)等方面進(jìn)行探索與實(shí)踐，最后改革并設(shè)計(jì)出新的有利于促進(jìn)大學(xué)生創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)類應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，將理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐訓(xùn)練有機(jī)地結(jié)合起來，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)和工程能力、綜合能力、就業(yè)能力，以適應(yīng)社會(huì)對(duì)工程技術(shù)人才的新要求，進(jìn)一步提高就業(yè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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作者單位：河北建筑工程學(xué)院，河北張家口 075024