基于CDIO理念的人才培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐

史艷國等

摘要：隨著社會對工程技術(shù)人才要求的不斷提高，高校工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式的改革也勢在必行。以燕山大學(xué)機(jī)械電子工程專業(yè)為例，介紹了將“三級項(xiàng)目”與課堂教學(xué)相融合的改革模式，分別從體系的構(gòu)建、評價(jià)機(jī)制的制定、項(xiàng)目的實(shí)施和最終成效等方面進(jìn)行了詳細(xì)闡述，力求簡單準(zhǔn)確的將改革的理念呈現(xiàn)給讀者，以便給同類高校的工程技術(shù)人才培養(yǎng)和人才培養(yǎng)模式改革提供借鑒。

關(guān)鍵詞：三級項(xiàng)目；CDIO；人才培養(yǎng)模式

中圖分類號：G642.0文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：10054634（2015）05007705

0引言

國家對創(chuàng)新型工程技術(shù)人才的迫切需求，促使高等教育的深刻變革。因此，開展地方高校工程人才培養(yǎng)模式改革研究，提出相應(yīng)改革舉措，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，開展自主創(chuàng)新，建設(shè)創(chuàng)新型國家實(shí)現(xiàn)中國夢的客觀需求。燕山大學(xué)機(jī)械電子工程系基于CDIO工程教育改革，提出以能力為導(dǎo)向，項(xiàng)目為載體，知識學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)并重的工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式，探索出一條創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的新道路。

國內(nèi)外基于CDIO的工程技術(shù)人才培養(yǎng)模式改革

汕頭大學(xué)基于CDIO開展探究式教學(xué)改革，摒棄了學(xué)生過分依賴教師和教材的傳統(tǒng)模式，轉(zhuǎn)而重點(diǎn)突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性。云南大學(xué)軟件學(xué)院把CDIO的普遍原理同軟件生命周期相結(jié)合，創(chuàng)立了適合培養(yǎng)軟件工程師的SECDIO課程體系。MIT將原有的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行修整，建立了復(fù)雜系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室。將CDIO生命周期中的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行中的每個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置到特定的工作區(qū)，以便整個(gè)團(tuán)隊(duì)協(xié)同合作，充分體現(xiàn)了空間上的便利性。瑞典皇家工學(xué)院航空與運(yùn)載器系為兩個(gè)不同專業(yè)定制了設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目，將項(xiàng)目成員分成小組，每個(gè)成員既要對自己承擔(dān)的技術(shù)負(fù)責(zé)還要對整個(gè)項(xiàng)目的管理和進(jìn)展負(fù)責(zé)，實(shí)現(xiàn)了將CDIO的理念融合于設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目中的目標(biāo)。

基于CDIO理念的機(jī)械電子工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式

三級項(xiàng)目體系的構(gòu)建

[JP2]基于CDIO工程教育理念的指導(dǎo)，燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院機(jī)械電子工程系按照創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型工程師培養(yǎng)目標(biāo)要求，遵循“知識學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)并重”的指導(dǎo)思想，以專業(yè)能力和行業(yè)需求為背景，構(gòu)建了‘以崗位技術(shù)需求為導(dǎo)向、工程能力為目標(biāo)、項(xiàng)目實(shí)施為主線將理論學(xué)習(xí)、實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)、項(xiàng)目實(shí)施、實(shí)習(xí)及實(shí)訓(xùn)有機(jī)融合的一體化課程體系，貫穿這個(gè)一體化課程體系的主線就是豐富多樣的項(xiàng)目。

整個(gè)項(xiàng)目體系包含緊密關(guān)聯(lián)的三個(gè)層次的項(xiàng)目：包括以單門課程（或兩門課程聯(lián)合）基礎(chǔ)知識應(yīng)用為主旨的三級項(xiàng)目，基于團(tuán)隊(duì)的以多門課程知識有機(jī)融合為目標(biāo)、能夠充分體現(xiàn)構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行整個(gè)過程的二級項(xiàng)目，以專業(yè)知識綜合應(yīng)用與創(chuàng)新為主旨的一級項(xiàng)目。

三級項(xiàng)目設(shè)置于專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課程內(nèi)，也可以作為一級項(xiàng)目或二級項(xiàng)目的子項(xiàng)目，多數(shù)項(xiàng)目為教師從其科研項(xiàng)目中提煉的，旨在加強(qiáng)學(xué)生對該門課程核心知識或技能的理解和運(yùn)用。

二級項(xiàng)目旨在加強(qiáng)學(xué)生專業(yè)核心能力的培養(yǎng)，通常將多門專業(yè)核心課程內(nèi)容相結(jié)合，并與三級項(xiàng)目相關(guān)聯(lián)，是多門課程聯(lián)合設(shè)立的基于團(tuán)隊(duì)的項(xiàng)目。二級項(xiàng)目和相關(guān)聯(lián)的每個(gè)三級項(xiàng)目具有獨(dú)立的研究設(shè)計(jì)內(nèi)容、考核節(jié)點(diǎn)、考核評分標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)報(bào)告和演示匯報(bào)等。具有比較充分的項(xiàng)目實(shí)施時(shí)間，可以構(gòu)建一系列水平較高并基于團(tuán)隊(duì)的專業(yè)研究項(xiàng)目，學(xué)生可以完成一個(gè)項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行（CDIO）的整個(gè)或主要過程。

新的培養(yǎng)方案中包括兩個(gè)一級項(xiàng)目，即創(chuàng)新與特長教育和畢業(yè)設(shè)計(jì)。創(chuàng)新與特長教育一級項(xiàng)目設(shè)在第一學(xué)年，旨在使學(xué)生初步建立起“機(jī)械工程”的概念，增強(qiáng)對機(jī)械工程的興趣；畢業(yè)設(shè)計(jì)一級項(xiàng)目主要是讓學(xué)生參與教師為企業(yè)開發(fā)的新產(chǎn)品或關(guān)鍵技術(shù)改造的項(xiàng)目，或者是企業(yè)的下一代產(chǎn)品研發(fā)。培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識和技術(shù)（包括人文社會科學(xué)和工程管理知識）解決工程問題的能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生綜合全面的能力與素質(zhì)，如圖1所示。

上述三個(gè)層次的項(xiàng)目前后緊密關(guān)聯(lián)，與各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)緊密銜接，環(huán)環(huán)相扣，并從課內(nèi)延伸到課外，從易到難、從寬泛到專業(yè)分層次進(jìn)行，涵蓋了專業(yè)基礎(chǔ)知識和各專業(yè)方向的核心知識體系，整個(gè)項(xiàng)目式體系的實(shí)施過程就是一個(gè)學(xué)生知識學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)的過程，如圖2所示。

各類內(nèi)容豐富的項(xiàng)目（尤其是基于團(tuán)隊(duì)的綜合項(xiàng)目）的實(shí)施激發(fā)了學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情，使學(xué)生更加扎實(shí)地掌握了本專業(yè)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，有效培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，主動思考與探索能力、創(chuàng)新意識與創(chuàng)新能力、分析與解決問題能力、文獻(xiàn)檢索和綜合能力、人際溝通與思想表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作精神等，高水平的課程項(xiàng)目也為學(xué)有余力的學(xué)生提供了廣闊的個(gè)性發(fā)展空間。以項(xiàng)目為載體，通過課程教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)與多層次項(xiàng)目的有機(jī)融合，體現(xiàn)了知識、能力和素質(zhì)一體化的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型工程人才培養(yǎng)新思路。這是機(jī)械工程學(xué)院通過引進(jìn)消化吸收而自主再創(chuàng)新的一種項(xiàng)目式工程教育模式，為地方高校培養(yǎng)高水平工程人才探索出一條新路。

2.2評價(jià)機(jī)制的改革

與此同時(shí)，機(jī)械電子工程專業(yè)還建立了注重過程和綜合能力素質(zhì)考核、全過程管理的課程考核評價(jià)體系及機(jī)制。將學(xué)生課堂出勤、平時(shí)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)成績、討論課、課程項(xiàng)目、隨堂測驗(yàn)、結(jié)課考試等多個(gè)環(huán)節(jié)均納入課程的考核指標(biāo)體系中，綜合考核學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)，對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行全過程管理。

改革后的考核方式規(guī)定，課程的總成績包含平時(shí)出勤、作業(yè)、實(shí)驗(yàn)（或上機(jī)）、討論課、課程項(xiàng)目和結(jié)課考試等六部分內(nèi)容，前五項(xiàng)的成績權(quán)重最高可占總成績的70%。該項(xiàng)改革將學(xué)生在課程學(xué)習(xí)全過程中的表現(xiàn)和態(tài)度均納入考核范疇，促使學(xué)生把更多的精力投入到學(xué)習(xí)的過程中，對學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、知識的掌握、能力與素質(zhì)的提升等做出更加全面合理的評價(jià)。

三級項(xiàng)目采用PPT演示匯報(bào)或書面報(bào)告的方式驗(yàn)收。二級項(xiàng)目和一級項(xiàng)目則采用演示匯報(bào)和書面報(bào)告加節(jié)點(diǎn)考核方式的驗(yàn)收，確保學(xué)生按照項(xiàng)目計(jì)劃按時(shí)完成項(xiàng)目內(nèi)容，并能科學(xué)、合理、完整地培養(yǎng)考核學(xué)生的能力和素質(zhì)。以畢業(yè)設(shè)計(jì)為例，該一級項(xiàng)目設(shè)置了三個(gè)考核節(jié)點(diǎn)，第一節(jié)點(diǎn)為開題考核（權(quán)重20%），設(shè)置在第四周末；第二節(jié)點(diǎn)為中期考核（權(quán)重30%），設(shè)置在第十周末；第三節(jié)點(diǎn)為結(jié)題答辯考核（權(quán)重50%），設(shè)置在第十八周末。每個(gè)節(jié)點(diǎn)均采用PPT演示匯報(bào)方式，結(jié)合報(bào)告、論文、圖紙及其他相關(guān)資料進(jìn)行綜合答辯。作為一種全過程管理模式，節(jié)點(diǎn)考核方式既能保證學(xué)生在整個(gè)項(xiàng)目周期都能夠全身心投入，又能對學(xué)生的能力和素質(zhì)做出科學(xué)合理的評價(jià)。

2.3創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式

結(jié)合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型工程人才培養(yǎng)的實(shí)際需求和先進(jìn)的國外經(jīng)驗(yàn)[[KG-*6]4][KG-*6]，根據(jù)機(jī)械電子工程專業(yè)自身特點(diǎn)，大力壓縮了理論授課學(xué)時(shí)、增加了實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，將主要的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵺`教學(xué)內(nèi)容融入到課程項(xiàng)目的實(shí)施之中，大幅提高了實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)涵與水平，同時(shí)為課程項(xiàng)目的實(shí)施提供了寶貴的計(jì)劃學(xué)時(shí)。通過課程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)的有機(jī)融合，形成“基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)、與項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)驗(yàn)、工程實(shí)踐”四層次、分階段、循序漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)模式，如圖3所示，形成了獨(dú)具特色的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)模式。

第一層次—基本實(shí)驗(yàn)，旨在對學(xué)生進(jìn)行基本的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，使其掌握實(shí)驗(yàn)的基本方法和技能。通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對理論課程相關(guān)內(nèi)容的理解，幫助其鞏固和提高理論課的學(xué)習(xí)教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力；

第二層次—綜合性實(shí)驗(yàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力，主要包括綜合型和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，如機(jī)械拆裝實(shí)習(xí)、專業(yè)綜合實(shí)驗(yàn)等；

第三層次—與項(xiàng)目結(jié)合的實(shí)驗(yàn)，這類實(shí)驗(yàn)并不單獨(dú)開設(shè)，而是隨三級項(xiàng)目、二級項(xiàng)目一起進(jìn)行，學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將所學(xué)的知識應(yīng)用于項(xiàng)目研究中，并且在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力；

第四層次—工程實(shí)踐，旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識進(jìn)行創(chuàng)新性設(shè)計(jì)的能力，鍛煉學(xué)生的動手能力和交流能力，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，了解企業(yè)文化、培養(yǎng)學(xué)生的工程師素質(zhì)。工程實(shí)踐包括工程訓(xùn)練、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、企業(yè)實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計(jì)等產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的一級項(xiàng)目、專業(yè)課程設(shè)計(jì)等綜合型二級項(xiàng)目以及各類競賽和課外實(shí)踐項(xiàng)目等。

四層次、分階段、循序漸進(jìn)的實(shí)踐教學(xué)體系，將理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)、項(xiàng)目實(shí)施、實(shí)習(xí)及實(shí)訓(xùn)有機(jī)結(jié)合，并延伸到大學(xué)生的課外科技活動，形成了系統(tǒng)性、整體性、關(guān)聯(lián)性協(xié)調(diào)統(tǒng)一的大實(shí)踐教學(xué)模式。

2.4改革成效顯著

學(xué)生在基于項(xiàng)目式課程體系的教學(xué)改革中收獲良多，通過改變教學(xué)方法和考核評價(jià)機(jī)制，使課堂成為學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的師生互動平臺，課堂氣氛活躍，充分調(diào)動了學(xué)生全程參與課程教學(xué)的積極性，激發(fā)了學(xué)生參與教學(xué)活動、主動探索思考的興趣，鍛煉了學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力、自學(xué)能力與團(tuán)隊(duì)合作能力，全方位提升了學(xué)生的素質(zhì)，各門課程出勤率、平均成績以及課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量也均有明顯提高。

在課外實(shí)踐方面，將課程理論學(xué)習(xí)與實(shí)踐教學(xué)緊密結(jié)合，鼓勵(lì)學(xué)有余力的學(xué)生參加課外實(shí)踐活動，學(xué)生科技作品多次在校級、省級乃至國家級的學(xué)生科技作品競賽上獲獎。學(xué)生就業(yè)方向廣泛，就業(yè)形勢一直在學(xué)校內(nèi)保持領(lǐng)先水平，畢業(yè)生深受企業(yè)歡迎，近幾年學(xué)生一次就業(yè)率始終保持在97%以上。

3結(jié)束語

三級項(xiàng)目式教學(xué)與以往傳統(tǒng)教學(xué)模式相比有了較大改觀，通過不同專業(yè)課程中項(xiàng)目的層層遞進(jìn)，幫助學(xué)生加深了對課程的理解，逐步培養(yǎng)了學(xué)生的工程實(shí)踐思維；通過評價(jià)機(jī)制的改革，增加了實(shí)驗(yàn)過程所占的比重，促使學(xué)生更多的將功夫下在平時(shí)，從而有助于對知識的理解和消化吸收；通過創(chuàng)新實(shí)踐教學(xué)模式，逐漸培養(yǎng)了學(xué)生主動思考與探索求知的精神，使學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力得到普遍提升，工程實(shí)踐能力更加突出，人際溝通與思想表達(dá)能力顯著增強(qiáng)，團(tuán)隊(duì)合作精神得到充分養(yǎng)成，使他們能夠更清楚的認(rèn)識自己，并為今后的職業(yè)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？偠灾?，CDIO項(xiàng)目教學(xué)改革的成功實(shí)現(xiàn)了從重知識到重能力、重理論到重實(shí)踐、重結(jié)果到重過程的轉(zhuǎn)變，也為同類院校CDIO項(xiàng)目式改革提供了借鑒。

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