地方高校工科專業(yè)CDIO教學模式與實踐共同體實施對策研究

【摘要】以湖南城市學院多個工程類專業(yè)為試點對象，在CDIO理念指導下對教學運行模式及實踐共同體構建進行了實施探索。通過設置基于“CDIO工程教育理念”的一體化專業(yè)課程體系、構建校企聯合式的實踐共同體、創(chuàng)建多元化的CDIO 能力評估模式等一系列施行對策，從整體規(guī)劃層面探討了“CDIO工程教育理念”的內涵建設，并在課程結構改革、實踐教學模式構建及實施效果評價等多方面深度挖掘了該理念對地方高校工科專業(yè)轉型發(fā)展與應用型人才培養(yǎng)的提升效果。

【關鍵詞】地方高校 工科專業(yè) CDIO教學模式與實踐共同體 實施對策

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）16-0245-02

湖南城市學院是一所具有區(qū)域發(fā)展特色和城市特色的地方本科院校，該校擁有城鄉(xiāng)規(guī)劃、城市建設、土木工程等省級重點核心專業(yè)群，近年來又大力依托地方產業(yè)，設立了以生物工程專業(yè)為代表的一批特色工科專業(yè)，更好地服務于地方經濟建設。按照學?！笆灏l(fā)展規(guī)劃綱要”，基于我校工科專業(yè)群的發(fā)展現狀、專業(yè)特色及當前就業(yè)形勢，學校對工科專業(yè)群發(fā)展過程中存在的核心問題進行了深刻剖析，認為主要表現在專業(yè)定位方向與發(fā)展主題不明確、應用性課程設置不科學、實踐體系構建模式不完善等多個方面。對此，學校以培養(yǎng)工科專業(yè)應用型人才為主要抓手，在對培養(yǎng)目標、知識結構、能力結構、素質結構等主要環(huán)節(jié)進行深入研究的基礎上，大膽借鑒并運用了“CDIO工程教育理念”中涉及教學體系建設和實踐體系構建方面的指導性內容，在我校工科專業(yè)群的轉型規(guī)劃、發(fā)展布局、人才培養(yǎng)等方面進行了應用性探索與實施。代表著構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）這一周期性和循環(huán)式產品研發(fā)及使用過程的“CDIO理念”，近年來已逐步發(fā)展為工程教育改革的新成果，廣泛應用于高等教育和人才培養(yǎng)方面[1]；而融合了多種實踐參與性因素的開放式、立體化的教學共同體，其構建運行對于高校應用型人才工程素質培養(yǎng)則具有相當大的提升促進作用。本研究基于湖南城市學院工科專業(yè)發(fā)展現狀，結合專業(yè)特點和區(qū)域產業(yè)特色，對部分工科專業(yè)在CDIO理念指導下的教學運行模式及實踐共同體構建方面進行了試點探索，并提出了相應的實施對策。

1.整體規(guī)劃方面，著眼學校學科發(fā)展實際，深入系統(tǒng)地開展“CDIO工程教育理念”的本土化研究

基于益陽市地方經濟發(fā)展戰(zhàn)略和產業(yè)結構升級對人才需求的調研，認真研究了如何使我校人才培養(yǎng)教育更好地適應地方經濟發(fā)展需求，從而培養(yǎng)出符合本地區(qū)企業(yè)生產需要的應用型人才。具體以土木工程、生物工程等工科專業(yè)為試點，借鑒CDIO工程教育中關于應用型人才培養(yǎng)的標準，系統(tǒng)設計了基于“校企合作、產教融合、協(xié)同育人”的思想，并付諸于人才培養(yǎng)方案的改革，制定出了學校對工程類專業(yè)應用型人才的培養(yǎng)標準，突出強調了對學生在專業(yè)能力、綜合實踐、創(chuàng)新思維三方面的培養(yǎng)要求。根據學校對工程類專業(yè)學生的培養(yǎng)目標，采用了以職業(yè)資質認證為抓手，結合企業(yè)用人需求制定了實踐教學方案，拓展和建設了一批高標準的校外實踐基地，充分利用校外實習基地開展CDIO的實踐環(huán)節(jié)；采用認知實習、頂崗實習、工程設計、聯合實訓的方式，實現實踐教學與學科創(chuàng)新、職業(yè)能力和就業(yè)需求的三方面結合，從而推動實踐教學內容的立體化建設；充分利用社會資源，探索新型的校企深度合作、工學交替、頂崗實訓等產學研合作新模式，在教學場地、教學人員、教學工具和教學時間等教學資源的安排上，實現實踐教學環(huán)境、教學內容和教學師資的三個開放，構建開放式的實踐教學體系。上述實施內容對于我校工程類專業(yè)大學生構建校企實踐共同體起到了良好的引導推動作用。

2.課程結構改革方面，設置基于“CDIO工程教育理念”的一體化專業(yè)課程體系

CDIO工程教育理念針對工程類人才培養(yǎng)目標提出了明確標準，即要求學生在牢固掌握專業(yè)基礎知識的前提下，能夠領導新產品、過程或系統(tǒng)的開發(fā)與運行，并深入了解專業(yè)技術對社會發(fā)展的重要性與戰(zhàn)略影響。在人才培養(yǎng)過程方面，CDIO采用了建構主義教育理論，從基本理念（標準1中的背景環(huán)境）和培養(yǎng)目標（標準2中的學習效果），到課程體系（標準3中的一體化課程體系）和學習構建（標準4中的工程導論、標準7中的一體化學習經驗、標準8中的主動學習），再到工程實踐環(huán)境（標準6中的工程實踐場所）和教師能力（標準9中的教師工程教學能力），最終落實到考核與評估（標準11中的學生考核、標準12中的專業(yè)評估），均圍繞著人才培養(yǎng)目標和一體化課程結構來進行[2]。基于此，湖南城市學院在工程類專業(yè)的核心課程結構方面進行了必要改革，依據工程類專業(yè)特色和所具有的硬件設施，適度增加實踐教學專業(yè)課程，與相關生產企業(yè)掛鉤，基礎性實驗教學過程可模擬工廠生產線進行；摒棄因人設課、因學分設課的落后設課方式，在保留核心課程群的前提下，去除一些不相關、不必要的純理論性課程，改為一些實踐性、應用性強的課程來補充；將課程設置與人才培養(yǎng)周期緊密結合，按照專業(yè)課程的開設規(guī)模和范圍，采取“大平臺+小模塊”的課程設置方案，大平臺主要包括通識教育課程平臺和專業(yè)基礎課程平臺，小模塊指按市場需求靈活設置的彈性專業(yè)課程；面向專業(yè)基礎課和專業(yè)課設立了點、線、面相結合的立體開放式課程體系，要求學生在完成理論課程學習、掌握本專業(yè)理論知識的同時，能夠綜合運用課程體系中涉及的基本原理，自行設計并完成一定量的工程類實踐項目，并對完成效果進行自我評價，從而構建一個微型項目的CDIO循環(huán)過程；通過設置相互嵌套、相互關聯和相互支撐的課程體系，達到一體化、集成化的教學目標，使學生在學習課程知識的同時，綜合獲得設計能力、研發(fā)能力及系統(tǒng)建造能力，將專業(yè)知識的系統(tǒng)性、工程項目的創(chuàng)新性及能力提升的關聯性三者融合起來。

3.教學模式運行方面，構建校企產教聯合式、科研教學聯合式等多種形式的實踐共同體，全面實現“CDIO工程教育理念”指導下的應用型人才培養(yǎng)目標

CDIO理念提倡構建有利于應用型人才培養(yǎng)的一體化的實踐共同體，從根本上體現出當代工程實踐的導向，即包含工程性人才所具有的知識、能力和素質。CDIO工程教育改革在培養(yǎng)目標、課程體系、教學方法和評估效果等方面是一個整體，一方面表現在工程教育的目標是培養(yǎng)學生成為合格的工程實踐者，另一方面表現在工程教育的過程需要使學生能夠把學到的內容應用于工程實踐[3]。此外，建構主義認知觀認為，客觀事物的外在結構通過個體與之交互作用而內化為認知結構。CDIO建構理念即是通過其樹立的具體要求和標準，以CDIO教學大綱為培養(yǎng)依據，建立相互支撐和有機聯系的一體化的實踐共同體，讓學生以主動的方式學習和實踐工程類的項目。因此從本質上說，CDIO不僅僅涉及傳統(tǒng)教學方法的改變，而且在教學體系運行載體方面也實現了質的跨越。湖南城市學院在該方面作了大膽嘗試，在CDIO理念指導下，從學科建設層面進行了整體規(guī)劃、設計和實施，采取的主要舉措有：創(chuàng)建了基于校企合作培養(yǎng)模式的產教聯合式實踐共同體，讓學生主動地、有目的地參與到工程實踐當中，從而完整、系統(tǒng)地經歷從理論到實踐、從技術到生產、從研發(fā)到應用的全過程；開創(chuàng)了基于“CDIO理念”的認知教學運行模式，該模式之所以受到CDIO工程教育實踐者的青睞，原因在于其符合“一體化”的人才培養(yǎng)理念，解決了工程素質教育中長期存在的“硬”素質與“軟”素質二元式分裂的問題，從根本上將學習、研究和實踐有機結合起來，據此，學校在教學過程中通過“提出問題—建立假設—設計實驗—驗證假設—得出結論—反饋評價”等一系列操作環(huán)節(jié)，為學生提供創(chuàng)造性運用知識、活化知識和關聯知識的平臺，培養(yǎng)了學生自主學習、發(fā)現問題、解決問題以及創(chuàng)新思維的能力，深度契合了“教”與“學”的雙向過程；此外，我校近兩年大力提倡科研反哺教學，實施科研教學并進戰(zhàn)略，鼓勵教師將科研內容融入教學過程，通過科研項目優(yōu)化教學內容、改進教學方法，促進學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，并由此建立科研成果進課堂、進教材的工作機制，動員教師將科研成果服務于課程建設，開設反映學術前沿的選修課，支持部分教師結合自身科研項目指導學生實踐等一系列重要舉措。

4.效果評價方面，創(chuàng)建多元化的CDIO 能力評估模式，積極推進工程教育認證體系的建設與完善

湖南城市學院從2011年起開始對某些工程類專業(yè)試點實施CDIO教學模式，于2016年完成第一輪實施過程的效果評估。通過完善專業(yè)課程體系、改進實踐教學方法、創(chuàng)建實踐共同體、優(yōu)化師資培訓等諸多環(huán)節(jié)，較好地貫徹執(zhí)行了CDIO工程教育理念：包括主動設計情境讓學生參與項目的全過程運作并進行全程指導，逐步形成了集專業(yè)理論、工程實踐及創(chuàng)新意識于一體的CDIO工程教育評價指標；構建了多過程、多層次、多模式、多元化的課程教學體系指標，完善了包含課程實驗、實習見習、實訓拓展項目、課程設計、大學生創(chuàng)新型實驗項目、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)技能培訓項目等在內的實踐教學體系指標；采用了形成性與過程性相結合的多樣化評價方式和評價機制對實施效果進行評估比較。例如我校生物工程專業(yè)從2012級新生入校即開始實施CDIO教學，通過不斷改善實踐教學條件、更新課程教學內容和開放企業(yè)教學場所等措施，構建了一個基于CDIO理念的開放式、立體化的教學共同體，并從理論知識與基本技能、實踐過程與學習方法、創(chuàng)新能力與個人感受等多個角度進行全方位、多元化的績效評價，評價主體涉及教師、企業(yè)工程師、管理者和學生等。經過4年的實施統(tǒng)計結果表明，該專業(yè)試點班級實驗組（甲組）與對照組（乙組）相比，學生的工程實踐能力得到顯著提升：甲組中有6名學生在近年的湖南省“挑戰(zhàn)杯”、工程設計競賽中獲獎；甲組學生專業(yè)核心課程的綜合評定成績平均高出13.6%～22.8%；甲組學生的就業(yè)率、考研率等多項綜合測評指標均明顯高于乙組。由此可見，基于CDIO理念下的教學改革取得了顯著成效。

CDIO教學模式和實踐共同體的推行實施，對地方本科院校工科專業(yè)發(fā)展及應用型人才培養(yǎng)均可產生較大的促進作用，特別是構建基于這一背景的教學運行體系、教學保障體系及效果評價體系尤為重要[4]，既可促進工科專業(yè)大學生“知識—能力—素養(yǎng)”的協(xié)調發(fā)展，又能突出“目標—過程—效果”的一體化人才培養(yǎng)模式，最終達到滿足社會需求、擴大就業(yè)的目的。湖南城市學院基于CDIO理念的教學改革實施案例，在教學體系運行和人才培養(yǎng)模式等方面為其他地方高校提供了有利的對策建議和成果借鑒。

參考文獻：

[1]顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2012，（3）：24-40.

[2]溫濤.探索構建一體化TOPCARES？鄄CDIO人才培養(yǎng)模式[J].中國高等教育，2011，（7）：41-43.

[3]潘巧明.基于CDIO理念的地方高校實踐教學體系研究[J].麗水學院學報，2015，37（2）： 120-123.

[4]謝愛娟，陶宇煒，羅士平，等.基于CDIO理念下的高校實踐教學體系的構建[J].常州大學學報（社會科學版），2015，16（3）：118-121.

作者簡介：

陳國民，男，1964年11月生，湖南益陽人，博士、教授，現任湖南城市學院宣傳統(tǒng)戰(zhàn)部部長，主要從事高等教育教學與管理方向的研究，發(fā)表論文36篇，出版專著2部。