基于CDIO的應用型本科交通運輸類專業(yè)系統(tǒng)工程學課程教學改革研究

包旭 李耘 周君 朱勝雪

摘 要：針對應用型本科交通運輸類專業(yè)系統(tǒng)工程學課程側(cè)重于理論教學，無法使學生滿足產(chǎn)業(yè)需求的問題，本文將CDIO工程教育模式引入到系統(tǒng)工程學課程建設中，分析系統(tǒng)工程學課程教學的難點，提出基于CDIO的系統(tǒng)工程學教學改革措施。

關鍵詞：CDIO；應用型本科；系統(tǒng)工程學；教學改革

本項目受江蘇省教育科學“十二五”規(guī)劃課題（D/2013/01/125）、淮陰工學院校教改基金（JYC201314）、淮陰工學院優(yōu)秀課程建設項目資助

系統(tǒng)工程學是交通運輸類專業(yè)的核心課程，在課程體系中基礎課和專業(yè)課之間起到承上啟下作用，是一門理論性和實踐性都很強的課程。學習該課程的目的是使學生能夠利用系統(tǒng)工程方法論解決交通規(guī)劃、設計、管理等方面的具體問題。目前應用型本科交通運輸類專業(yè)系統(tǒng)工程學課程仍然大多仍側(cè)重于系統(tǒng)工程方法論的基本原理的講解，而忽略了系統(tǒng)工程學的具體實踐，教學效果不太理想。學生往往在學完系統(tǒng)工程學后仍然不能用系統(tǒng)工程方法論考慮專業(yè)問題。

1 系統(tǒng)工程學教學難點

系統(tǒng)工程學課程教學體系包括課堂理論教學、實驗教學和課程設計三個部分。課堂理論教學主要教學系統(tǒng)工程的方法論及具體的系統(tǒng)工程技術(shù)；實驗教學主要是驗證系統(tǒng)工程技術(shù)，如系統(tǒng)分析、系統(tǒng)預測及系統(tǒng)評價等；課程設計則是綜合利用所學系統(tǒng)工程方法解決交通運輸具體問題。

一方面，在理論教學中，諸多原理的學習以及模型的計算（如層次分析法、線性回歸模型的構(gòu)建與檢驗等）對學生來抽象且枯燥，自然也就成為學生學習的難點。另一方面，實驗教學和課程設計內(nèi)容雖然相對具體，學生通過實踐可以較快地掌握相關知識，但這兩部分內(nèi)容在傳統(tǒng)設置中往往比較零散，僅針對單個知識點，而沒有形成一個前后連貫的實踐體系，因此學生雖然可能掌握局部知識點，但無法構(gòu)建系統(tǒng)工程方法論的完整全局體系，從而在課程設計過程中總會呈現(xiàn)或多或少的形而上學問題。

2 CDIO工程教育模式

CDIO （conceive， design， implement， operate），是近年來國際工程教育改革的最新成果，是構(gòu)思、設計、實施和運作的合稱，且將其體現(xiàn)在學生培養(yǎng)的全生命周期、旨在通過項目帶動培養(yǎng)學生的工程實踐能力的一種工程教育模式[1，2]。CDIO是“做中學”的一種模式，是對以課堂教學為主的教學模式的改革。CDIO的特點主要體現(xiàn)在：

（1）以系統(tǒng)的思想培養(yǎng)人才。CDIO模式打破學科、專業(yè)、文理之間的限制，在教學工程中首先統(tǒng)一確定培養(yǎng)目標，明確工程師的目標與技能，界定工程師的社會責任，要求學生能在特定要求下實現(xiàn)對行業(yè)項目的構(gòu)思、設計、實施和運行。

（2）以綜合素質(zhì)培養(yǎng)為導向。CDIO模式在實施過程中不僅培養(yǎng)學生的專業(yè)素質(zhì)，更將培養(yǎng)目標融入到具體的項目中，要求學生在學習過程中不斷加強與他人的溝通協(xié)調(diào)能力。

（3）以產(chǎn)業(yè)需求為基準。CDIO模式要求學生以項目為中心，開展理論與實踐學習，使學生能將學科知識融入到真實的項目實施中。CDIO模式中所運用的項目均來源于行業(yè)產(chǎn)業(yè)，因此是不斷滿足產(chǎn)業(yè)變化的工程教育模式[3，4]。

3 基于CDIO的應用型本科交通運輸類專業(yè)系統(tǒng)工程學教學改革方案

（1） 基于項目的課堂理論教學

理論教學是系統(tǒng)工程學教學的首要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)方法往往按照課本順序依次講解，教師以實踐案例為基本時間軸，依次講解實踐案例所用到的系統(tǒng)工程方法論的具體技術(shù)。例如，通過針對公交車服務質(zhì)量評價實踐案例的講解，重點依次講解公交系統(tǒng)與要素、公交系統(tǒng)分析、公交系統(tǒng)優(yōu)化、公交系統(tǒng)評價指標的選取、公交系統(tǒng)評價等知識點。理論教學中所講解的實踐案例均來源于教師團隊的科研項目。

在課后作業(yè)的布置中，更加注重使得學生理解系統(tǒng)工程方法論的運用。每5人一組，為每組分配不同的項目，要求每組學生之間充分討論，對課堂所講到的知識點進行驗證及運用。

（2） 基于項目的實踐教學

在實驗教學和課程設計中，同樣采取分組形式，為各組學生分配不同的項目，各組之間互不相同。系統(tǒng)工程學實驗目前共6學時，均為驗證型實驗，要求所有學生獨立完成。而課程設計中，為每組分配的項目則是一個完整的系統(tǒng)工程項目，要求每組學生通過內(nèi)部合作完成，在具體的實施過程中，要求每一名學生通過內(nèi)部協(xié)調(diào)，獲得各自不同的具體分工，完成1-2個知識點，最后所有人的完成內(nèi)容綜合成課程設計報告。

（3） 成績評定

依據(jù)CDIO思想，將系統(tǒng)工程學課程理論考核成績分為三個部分：平時成績、階段考成績、期末考試成績，三者在總成績中的權(quán)重分別為2：3：5。其中，平時成績包括課堂表現(xiàn)、作業(yè)成績以及實驗成績；階段考共有2次，分別通過項目的形式，隨堂讓學生基于系統(tǒng)工程方法論提出項目的實施方案，并進行適當?shù)赜嬎?。期末考試采用閉卷形式，主要考核學生在利用系統(tǒng)工程學方法論解決具體問題時所涉及的基本知識點。

4 結(jié)論

系統(tǒng)工程學是交通運輸類專業(yè)的核心課，要想取得良好的教學效果需要深刻理解這門課的教學內(nèi)容，探索學生在學習過程中的難點，從而不斷改革教學方法。通過基于CDIO的系統(tǒng)工程學教學改革實踐，學生對課程的學習熱情有了很大的提高，同時對具體項目實施也有了貫穿全周期的實踐機會，不僅提高了學生利用系統(tǒng)工程方法論解決具體項目的能力，更提高了學生相互協(xié)作和溝通的能力，從而能夠快速適應后續(xù)的專業(yè)課學習，更能快速適應交通運輸行業(yè)崗位的專業(yè)需求，因此CDIO模式可以在應用型本科中工程教育類課程中進一步作推廣。

參考文獻

[1] 龐然，吳彪. 基于CDIO培養(yǎng)模式的交通運輸系統(tǒng)規(guī)劃課程改革與探索[J]. 林區(qū)教學，2013（10）：88-89.

[2] 王天寶，程衛(wèi)東. 基于CDIO的創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)模式研究與實踐——成都信息工程學院的工程教育改革實踐[J]. 高等工程教育研究，2010（1）：25-31.

[3] 胡文龍. 基于CDIO的工科探究式教學改革研究[J]. 高等工程教育研究，2014（1）：163-168.

[4] 王向輝，崔巍，徐俊麗. 基于CDIO的數(shù)據(jù)庫課程教學改革方案研究[J]. 計算機教育，2011（2）：38-41.

作者簡介

包旭（1982-），男，漢族，副教授，博士，淮陰工學院交通工程學院。