基于CDIO理念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革實(shí)踐與探索

徐善永　黃友銳　凌六一　唐超禮　韓濤

【摘 要】針對(duì)傳統(tǒng)的高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在的單一性、教條式和缺乏創(chuàng)新性等諸多問(wèn)題，引入CDIO教育理念，提出一種基于CDIO理念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革及創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，采用分類別、分層次、分階段的進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地、全方位的知識(shí)體系覆蓋，建立全面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系和人才培養(yǎng)模式，深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)模式，加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。

【關(guān)鍵詞】CDIO教育理念；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；改革

隨著我們國(guó)家和世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)高等教育人才培養(yǎng)模式已經(jīng)嚴(yán)重滯后市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求。隨著國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展國(guó)家綱要的《關(guān)于實(shí)施高等學(xué)校創(chuàng)新能力提升計(jì)劃的意見(jiàn)》等文件出臺(tái)，國(guó)家已認(rèn)識(shí)到深化改革現(xiàn)代高等教育人才培養(yǎng)模式的重要性和緊迫性，我校也展開(kāi)了以“工程實(shí)踐創(chuàng)新能力”為導(dǎo)向[1]，培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐能力、提高學(xué)生創(chuàng)新能力為主的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教育教學(xué)改革，針對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、教條式和缺乏創(chuàng)新性等諸多缺點(diǎn)，我們引入了CDIO實(shí)驗(yàn)教育理念[2]，并根據(jù)CDIO的實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，建立一種全新的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

1 CDIO教育理念

CDIO是麻省理工學(xué)院創(chuàng)立的工程教育模式，CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)作（Operation），它改變了傳統(tǒng)的教育教學(xué)模式，是現(xiàn)代工程教育教學(xué)的最新研究成果，它是為學(xué)生將想法變成現(xiàn)實(shí)的一種工程性的教育方法，即讓學(xué)生從產(chǎn)品構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)作，來(lái)完成產(chǎn)品從無(wú)到有的一系列的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。通過(guò)實(shí)施項(xiàng)目來(lái)達(dá)到教學(xué)目的，將理論與實(shí)際緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣的同時(shí)提升學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

2 原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的問(wèn)題

隨著中國(guó)高等教育越來(lái)越普及，現(xiàn)在的大學(xué)生的綜合能力越來(lái)越落后于社會(huì)的發(fā)展需要，對(duì)于如何提高大學(xué)生的綜合創(chuàng)新實(shí)踐能力，如何正確認(rèn)識(shí)創(chuàng)新實(shí)踐教育在高校教育中的地位，尋找出適應(yīng)社會(huì)發(fā)展要求的人才教育培養(yǎng)模式是當(dāng)前教育改革亟待解決的問(wèn)題[3]。高等學(xué)校的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)是提升學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力最為直接有效的方法，但傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)模式存在著許多不足之處。

2.1 傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不成體系

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念認(rèn)為實(shí)驗(yàn)教學(xué)從屬于理論教學(xué)，是理論教學(xué)的輔助手段，沒(méi)有獨(dú)立的實(shí)驗(yàn)教學(xué)教學(xué)體系，各門實(shí)驗(yàn)課程相互獨(dú)立，不成體系，缺乏連貫性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的考核影響力不夠，大多實(shí)驗(yàn)課程的考核結(jié)果只當(dāng)成理論課程的平時(shí)分其中的參考標(biāo)準(zhǔn)之一，引起不了學(xué)生的重視，同時(shí)也打擊實(shí)驗(yàn)課程老師的積極性。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式和內(nèi)容單一

由于傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程大都從屬于理論課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)學(xué)時(shí)很少，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目多為理論驗(yàn)證性的，缺乏綜和性、設(shè)計(jì)性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式大都采用“灌輸式”的教學(xué)模式，學(xué)生只是遵照老師要求，機(jī)械性使用儀器、接線和測(cè)量數(shù)據(jù)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜绾危袥](méi)有更優(yōu)的方法就無(wú)從談起。

2.3 為學(xué)而學(xué)，缺乏主動(dòng)性

學(xué)生只是被動(dòng)的按照老師要求完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，學(xué)生缺乏主動(dòng)性、限制了學(xué)生思維，直接導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣的缺失，從而抑制了對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。

3 基于CDIO理念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與實(shí)踐

針對(duì)上述中原有實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在各種問(wèn)題，根據(jù)我校的實(shí)際情況，結(jié)合CDIO教育思維，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革為導(dǎo)向，以服務(wù)學(xué)生課程實(shí)踐、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手能力為主，探索開(kāi)放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革及CDIO創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。

3.1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的改革

如圖1所示，根據(jù)CDIO教育思維[4]，建立多元化分層次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。其內(nèi)容有建立多元化的開(kāi)放時(shí)間、多元化的開(kāi)放教學(xué)內(nèi)容、多元化的開(kāi)放教育模式，改變單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，探究適應(yīng)創(chuàng)新教育要求的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法。采用分類別、分層次、分階段的進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目，對(duì)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)地、全方位的知識(shí)體系覆蓋，建設(shè)出先進(jìn)的、全面的實(shí)驗(yàn)工程教育教學(xué)體系和創(chuàng)新應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，以此來(lái)提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和實(shí)踐動(dòng)手能力。

圖1 多元化分層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

3.2 實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的改革

CDIO教學(xué)思維最大特點(diǎn)是讓學(xué)生在“做中學(xué)”，主要體現(xiàn)在工程實(shí)踐應(yīng)用，理論與實(shí)戰(zhàn)相結(jié)合，讓學(xué)生所學(xué)習(xí)到的理論知識(shí)應(yīng)用到具體的工程實(shí)踐中，并通過(guò)工程項(xiàng)目驗(yàn)證所學(xué)的理論知識(shí)，加強(qiáng)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)?；贑DIO教學(xué)思維法的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容要完全融合到具體的工程實(shí)踐應(yīng)用中[5-6]，通過(guò)設(shè)計(jì)具體的工程項(xiàng)目，來(lái)取代原來(lái)單一的、驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在具體的工程項(xiàng)目中，把學(xué)科知識(shí)與具體的工程實(shí)踐項(xiàng)目結(jié)合起來(lái)，通過(guò)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、實(shí)施、應(yīng)用等環(huán)節(jié)，提升學(xué)生的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)能力和理論分析能力。以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為基礎(chǔ)，以工程項(xiàng)目為依托，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容的多元化；以研究設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)為核心，建立基于CDIO理念的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。因此，設(shè)置實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容時(shí)，在實(shí)驗(yàn)課程與理論課保持有機(jī)聯(lián)系的基礎(chǔ)上，建立基于工程項(xiàng)目應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，實(shí)現(xiàn)跨學(xué)科、多門類實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的交匯融合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

3.3 創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)

創(chuàng)新教育是以培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的創(chuàng)新型人才為培養(yǎng)目標(biāo)，正好與CDIO教育模式的培養(yǎng)目標(biāo)相契合[7]。基于CDIO理念培養(yǎng)創(chuàng)新型工程應(yīng)用人才滿足當(dāng)前社會(huì)發(fā)展需求，也是高等教育改革的一個(gè)趨勢(shì)。關(guān)鍵在于發(fā)揮和提高學(xué)生的主觀能動(dòng)性，這樣學(xué)生才會(huì)有興趣和動(dòng)力，才會(huì)有創(chuàng)造力，思路才能打開(kāi)，才會(huì)有創(chuàng)新。采用“以工程項(xiàng)目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，要求學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目要求，在教師的指導(dǎo)下，自主完成實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，在開(kāi)始實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生必須根據(jù)項(xiàng)目要求，先行考慮很多實(shí)際因素，如資料查找、實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭建、儀器調(diào)試、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄與處理等；教師僅負(fù)責(zé)提供咨詢、監(jiān)督、管理和考核等方面的工作。這樣才能充分發(fā)揮學(xué)生主動(dòng)性，提升學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探索（下轉(zhuǎn)第57頁(yè)）（上接第29頁(yè)）精神、科研意識(shí)以及獨(dú)立思考能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新實(shí)踐能力。

4 結(jié)論

通過(guò)應(yīng)用實(shí)踐，基于CDIO理念實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到極大的提高，學(xué)生的動(dòng)手能力、電路分析能力和表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到提升，增強(qiáng)了學(xué)生的科技創(chuàng)新能力，有利于創(chuàng)新人才的培養(yǎng)。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：楊玉潔]