基于CDIO模式的課程教學(xué)改革與實(shí)踐
——以數(shù)據(jù)恢復(fù)課程為例

趙振洲

（北京政法職業(yè)學(xué)院,北京 100024）

[文章編號(hào)]1671-802X（2016）04-0036-04

基于CDIO模式的課程教學(xué)改革與實(shí)踐
——以數(shù)據(jù)恢復(fù)課程為例

趙振洲

（北京政法職業(yè)學(xué)院,北京 100024）

基于CDIO工程教育理念及課程大綱，以信息安全技術(shù)專業(yè)核心課程“數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)”為例，圍繞綜合能力培養(yǎng)完成了課程教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)，并基于真實(shí)工作場(chǎng)景構(gòu)建了該課程的教學(xué)內(nèi)容，最后介紹了該課程中一個(gè)完整項(xiàng)目的CDIO教學(xué)過程設(shè)計(jì)。

CDIO；教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)內(nèi)容；教學(xué)過程

一、CDIO工程教育模式

CDIO是美國(guó)麻省理工學(xué)院和瑞典查爾姆斯技術(shù)大學(xué)、林克平大學(xué)以及皇家技術(shù)學(xué)院等國(guó)際一流工科大學(xué)創(chuàng)立的一種工程教育理念和實(shí)施體系,其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)高等教育與工程實(shí)踐的重構(gòu)。CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)4個(gè)英文單詞的縮寫。其以產(chǎn)品或服務(wù)從研發(fā)到運(yùn)作的生命周期作為工程教育的環(huán)境,不僅提出以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的CDIO大綱,而且系統(tǒng)地提出了能力培養(yǎng)、實(shí)施指導(dǎo)以及實(shí)施過程和結(jié)果檢驗(yàn)的12條標(biāo)準(zhǔn),是“一體化教育”、“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教學(xué)”的集中概括和抽象表達(dá)。CDIO使教師與學(xué)生以一定角色融入課程教學(xué)和工程實(shí)踐的情景環(huán)境,以項(xiàng)目和任務(wù)實(shí)現(xiàn)所必須的工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人職業(yè)技能、人際交往能力、工程系統(tǒng)能力為問題,使學(xué)生主動(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,獲得工程實(shí)踐的理論、技術(shù)與經(jīng)驗(yàn),養(yǎng)成工程技術(shù)的職業(yè)素養(yǎng)[1]。CDIO工程教育模式是對(duì)傳統(tǒng)教育理念和模式的一次突破,符合工程專業(yè)人才培養(yǎng)的一般規(guī)律,為我國(guó)高等職業(yè)教育的改革、尤其是工科專業(yè)的改革提供了借鑒意義。本文以信息安全專業(yè)的數(shù)據(jù)恢復(fù)課程為例介紹基于CDIO模式的課程教學(xué)改革與實(shí)踐。

二、基于CDIO理念的課程設(shè)計(jì)

(一)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

CDIO主張以產(chǎn)品或服務(wù)從研發(fā)到運(yùn)作的生命周期為載體,培養(yǎng)學(xué)生的四類能力,即技術(shù)知識(shí)與推理能力、個(gè)人與職業(yè)技能、人際交往能力、企業(yè)與社會(huì)環(huán)境中的CDIO能力。CDIO的課程設(shè)計(jì)需要建立在對(duì)人才培養(yǎng)目標(biāo)綜合分析的基礎(chǔ)之上，技術(shù)知識(shí)與推理能力是專業(yè)人才培養(yǎng)的基礎(chǔ)；個(gè)人與職業(yè)技能是崗位工程師必備的核心素質(zhì)；為了能夠在以團(tuán)隊(duì)合作為基礎(chǔ)的環(huán)境中工作，學(xué)生還必須掌握必要的人際交往技巧、良好的溝通能力；最后，為了能夠真正做到創(chuàng)建和運(yùn)行產(chǎn)品/系統(tǒng)，學(xué)生還必須具備構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行產(chǎn)品/系統(tǒng)的能力。為提高可操作性，CDIO課程大綱對(duì)這4個(gè)目標(biāo)進(jìn)行了細(xì)化，建立了2級(jí)指標(biāo)和3級(jí)指標(biāo),2級(jí)指標(biāo)見表1。[2]

《數(shù)據(jù)恢復(fù)》是信息安全專業(yè)的一門核心課程,其以培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師綜合職業(yè)能力為目標(biāo),注重培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力。參照企業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師的知識(shí)、能力、素質(zhì)要求,以及行業(yè)職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn),我們制定了如表2所示的課程教學(xué)目標(biāo)。

表1 CDIO課程體系大綱

(二)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

CDIO強(qiáng)調(diào)以企業(yè)的真實(shí)工作環(huán)境為教學(xué)的背景環(huán)境,為此我們?cè)O(shè)計(jì)了一套“校內(nèi)模擬、校外頂崗實(shí)戰(zhàn)”的能力訓(xùn)練體系。

在“校內(nèi)模擬”階段,我們根據(jù)數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師的典型工作任務(wù)和工作過程設(shè)計(jì)課程體系和內(nèi)容。從數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師的典型工作任務(wù)調(diào)研入手,并依據(jù)典型工作任務(wù)的能力要求,分析、歸納形成不同的行動(dòng)領(lǐng)域,再經(jīng)過科學(xué)的分析,實(shí)現(xiàn)行動(dòng)領(lǐng)域到學(xué)習(xí)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)化,最后根據(jù)學(xué)習(xí)領(lǐng)域構(gòu)建學(xué)習(xí)情境,達(dá)到以知識(shí)運(yùn)用、能力訓(xùn)練為主,以完成項(xiàng)目任務(wù)為載體,對(duì)傳統(tǒng)課程進(jìn)行重組或重構(gòu)。數(shù)據(jù)恢復(fù)課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)示例如表3所示。

表2 數(shù)據(jù)恢復(fù)課程教學(xué)目標(biāo)

在“校外頂崗實(shí)戰(zhàn)階段”,我們安排學(xué)生到學(xué)校成立的“數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)服務(wù)中心”頂崗實(shí)習(xí)。數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)服務(wù)中心完全按照企業(yè)環(huán)境進(jìn)行搭建,具備基于數(shù)據(jù)恢復(fù)工作流程進(jìn)行設(shè)計(jì)、具備完成數(shù)據(jù)恢復(fù)技術(shù)服務(wù)和教學(xué)要求的軟硬件環(huán)境。服務(wù)中心面向社會(huì)承接數(shù)據(jù)恢復(fù)項(xiàng)目,項(xiàng)目的實(shí)施學(xué)生全程參與,采取師傅帶徒弟的模式展開。通過項(xiàng)目的運(yùn)作,使學(xué)生熟悉崗位工作流程、鍛煉崗位工作技能,促進(jìn)學(xué)生職業(yè)素養(yǎng)的養(yǎng)成,積累學(xué)生的工作經(jīng)驗(yàn),實(shí)現(xiàn)學(xué)生畢業(yè)后的“零距離”就業(yè)。

三、基于CDIO理念的教學(xué)實(shí)踐

在CDIO教學(xué)模式下,每一個(gè)教學(xué)項(xiàng)目采用構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作四個(gè)階段來實(shí)現(xiàn)。構(gòu)思階段要明確任務(wù)并完成任務(wù)準(zhǔn)備,使學(xué)生明白做什么,并考慮怎樣做。設(shè)計(jì)階段是項(xiàng)目實(shí)施方案的設(shè)計(jì),要求學(xué)生設(shè)計(jì)項(xiàng)目實(shí)施方案。實(shí)現(xiàn)階段是項(xiàng)目實(shí)施,要求學(xué)生動(dòng)手完成項(xiàng)目。運(yùn)作階段是項(xiàng)目的檢驗(yàn)與評(píng)價(jià),根據(jù)項(xiàng)目要求,對(duì)學(xué)生完成情況進(jìn)行檢驗(yàn)、評(píng)價(jià)和反饋[3-4]。

表3 課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)

在數(shù)據(jù)恢復(fù)課程教學(xué)實(shí)踐中,我們根據(jù)數(shù)據(jù)恢復(fù)工程師典型工作任務(wù)開發(fā)了“分區(qū)誤刪除恢復(fù)”等五個(gè)教學(xué)項(xiàng)目,其中“分區(qū)誤刪除恢復(fù)”項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)是掌握分區(qū)表結(jié)構(gòu)、分區(qū)鏈接關(guān)系、分區(qū)信息分析技術(shù)、分區(qū)恢復(fù)工具的使用,教學(xué)時(shí)數(shù)為8課時(shí),該項(xiàng)目教學(xué)過程如圖1所示。

1.第一階段:情景導(dǎo)入

圖1 項(xiàng)目教學(xué)過程設(shè)計(jì)

這是CDIO的“構(gòu)思”階段,在圖1所示中為教學(xué)過程①。通過情境導(dǎo)入可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探索欲望,明確學(xué)習(xí)與實(shí)踐內(nèi)容及目標(biāo),變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí),實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位,并快速融入工程項(xiàng)目的場(chǎng)景之中,教學(xué)情境由典型工程任務(wù)、根據(jù)教學(xué)需求進(jìn)行轉(zhuǎn)化而成,應(yīng)有機(jī)地把教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)環(huán)境和教學(xué)過程結(jié)合起來。

圖1所示為分區(qū)誤刪除恢復(fù)為教學(xué)情景,導(dǎo)入的情景可以為某客戶硬盤一個(gè)邏輯分區(qū)丟失,該丟失分區(qū)下有客戶所需的重要文件,其來到數(shù)據(jù)恢復(fù)公司,希望該分區(qū)下所有文件。通過這樣一個(gè)情景的導(dǎo)入,學(xué)生感覺到“這樣的問題我也遇到過”或“我以后可能也會(huì)遇到這樣的問題”,它就會(huì)認(rèn)為這個(gè)教學(xué)內(nèi)容很實(shí)用,激發(fā)了其學(xué)習(xí)興趣。

2.第二階段:一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)

這是CDIO的“實(shí)現(xiàn)”階段,在圖1所示中為教學(xué)過程②、③和④。教師通過一個(gè)案例講解分區(qū)誤刪除恢復(fù)的思路、過程、技術(shù)以及工具的使用,學(xué)生以分組方式,在仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)下完成分區(qū)誤刪除恢復(fù)的實(shí)驗(yàn)。在該過程中,教師巡視指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),通過“做”,使學(xué)生進(jìn)一步理清工作思路及過程,通過“做”中遇到的問題,可以明確技術(shù)要點(diǎn)、加深印象。最后,教師基于巡視過程中所掌握的情況,對(duì)任務(wù)進(jìn)行過程中的常見問題進(jìn)行解答,對(duì)分區(qū)恢復(fù)的技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。

3.第三階段:設(shè)計(jì)一個(gè)分區(qū)恢復(fù)項(xiàng)目方案

這是CDIO的“設(shè)計(jì)”階段,在圖1所示中為教學(xué)過程⑤和⑥。基于第二階段的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn),教師布置一個(gè)綜合分區(qū)恢復(fù)項(xiàng)目,學(xué)生分組完成綜合分區(qū)恢復(fù)項(xiàng)目方案設(shè)計(jì),然后各小組通過交流、匯報(bào)以及教師點(diǎn)評(píng),發(fā)現(xiàn)不足之處,并修改、完善設(shè)計(jì)方案。

4.第四階段:實(shí)現(xiàn)分區(qū)恢復(fù)項(xiàng)目方案

這是CDIO的“實(shí)現(xiàn)”階段,在圖1所示中為教學(xué)過程⑦。學(xué)生依據(jù)設(shè)計(jì)方案,在仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)上分組完成工作任務(wù),在此過程中,各組成員分工協(xié)作,并利用各種教學(xué)資源解決遇到的問題,學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。教師在工作任務(wù)實(shí)施過程中巡回指導(dǎo),引導(dǎo)學(xué)生解決問題。

5.第五階段:項(xiàng)目匯報(bào)與總結(jié)

這是CDIO的“運(yùn)作”階段,在圖1所示中為教學(xué)過程⑧和⑨。各組對(duì)完成工作任務(wù)情況進(jìn)行匯報(bào),教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自評(píng)與互評(píng),提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解以及對(duì)技術(shù)的把握,并提升學(xué)生的綜合能力。最后,各小組編寫項(xiàng)目報(bào)告,教師對(duì)各組完成任務(wù)情況進(jìn)行總體評(píng)價(jià),并根據(jù)項(xiàng)目考核表給出學(xué)生在該項(xiàng)目中的綜合成績(jī)。

四、結(jié)語

CDIO主張學(xué)生綜合能力的培養(yǎng),尤其注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)意愿,教師由知識(shí)和技能的傳授者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)過程的指導(dǎo)者,學(xué)生由被動(dòng)的知識(shí)和技能接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)的綜合能力培養(yǎng)者。CDIO強(qiáng)調(diào)以企業(yè)的真實(shí)工作場(chǎng)景開展教學(xué),因此引入CDIO工程教育理念進(jìn)行課程改革,必須對(duì)課程教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容以及教學(xué)過程進(jìn)行重構(gòu)。教學(xué)目標(biāo)的設(shè)計(jì)需調(diào)研當(dāng)前以及未來一段時(shí)間內(nèi)崗位從業(yè)人員必備的知識(shí)、技能和價(jià)值觀系統(tǒng),教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與實(shí)施則需以項(xiàng)目任務(wù)為載體,對(duì)傳統(tǒng)課程進(jìn)行重組,構(gòu)建一個(gè)綜合的能力訓(xùn)練體系。

CDIO不是一個(gè)恒久不變的固定模式，而是一個(gè)開放的系統(tǒng)。CDIO課程大綱為工程教育提供了一個(gè)普遍適用的人才培養(yǎng)目標(biāo)基準(zhǔn),各院校在借鑒時(shí)可以根據(jù)不同專業(yè)、不同課程、不同學(xué)情,靈活運(yùn)用。

[1]王碩旺.CDIO:美國(guó)麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式[J].理工高教研究,2009，(8):117.

[2]The CDIO Standards:2[EB/OL].[2013-06-13].http://www. cdio.org/tools/cdio_standards.html.

[3]劉曉川.基于CDIO高職課程“教學(xué)做一體化”的構(gòu)建與實(shí)施[J].職教論壇,2013，(14):66.

[4]于永玲.基于CDIO的軟件學(xué)院數(shù)據(jù)庫(kù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國(guó)現(xiàn)代教育裝備,2013，(3):39.

（責(zé)任編輯：卓 如）

G642.4

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2016-06-25

趙振洲（1978-），男,遼寧遼陽人,講師,碩士,研究方向:信息安全應(yīng)用研究。E-mail:zhousun21@163.com.