基于CDIO的運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)教學(xué)改革探索

韓霜+王小霞+盧建鋒

[摘 要]針對高等院校工程教育脫離工程實(shí)際、大學(xué)生缺乏對生產(chǎn)實(shí)際的直觀認(rèn)識的問題，基于CDIO工程教育理念，結(jié)合運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與要求、教學(xué)組織形式等方面對課程教學(xué)進(jìn)行改革，在項(xiàng)目貫穿式、研討式教學(xué)過程中夯實(shí)學(xué)生的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力、團(tuán)隊(duì)合作能力以及創(chuàng)新能力，增強(qiáng)教學(xué)效果。

[關(guān)鍵詞]運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)；CDIO教育理念；工程教育；項(xiàng)目貫穿式教學(xué)

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）01-0017-03

一、引言

CDIO教育模式是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)經(jīng)過4年的探索形成的一種全新的工程教育理念和實(shí)施體系。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，為學(xué)生提供實(shí)踐、理論課程知識有機(jī)關(guān)聯(lián)的教學(xué)情境，鼓勵學(xué)生以主動的方式學(xué)習(xí)工程學(xué)[1]。CDIO教育模式注重引導(dǎo)學(xué)生掌握扎實(shí)的工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，并在此基礎(chǔ)上將教育過程放到工程領(lǐng)域的具體情境中，通過貫穿整個(gè)人才培養(yǎng)過程的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐訓(xùn)練，培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、職業(yè)道德高尚的新一代高水平工程師。CDIO教育模式使工程教育改革具有更加明確的方向性、系統(tǒng)性，并且實(shí)施過程具有可操作性和可測量性，對學(xué)生和教師都具有重要指導(dǎo)意義。

CDIO 教育模式提出并實(shí)施以來，在工程教育領(lǐng)域取得了顯著成效。本文將CDIO工程教育模式引入運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程教學(xué)中，通過對CDIO教育模式的深入研究，探索適合該課程的科學(xué)教學(xué)體系，加強(qiáng)交通運(yùn)輸專業(yè)學(xué)生的實(shí)踐和就業(yè)能力，推動應(yīng)用型、創(chuàng)新型本科交通人才的培養(yǎng)。

二、基于CDIO理念的國內(nèi)本科教學(xué)研究現(xiàn)狀

我國針對CDIO理念的研究主要分為CDIO教育模式內(nèi)涵分析和CDIO教育理念應(yīng)用研究兩個(gè)部分，其中基于CDIO教育理念的應(yīng)用研究又可細(xì)分為3個(gè)方面，即人才培養(yǎng)模式、專業(yè)教學(xué)改革和課程教學(xué)改革。

在CDIO教育模式內(nèi)涵分析方面，王剛提出CDIO 模式既是一種工程教育實(shí)施方案，也是一種工程教育理念，在實(shí)踐中可以參照CDIO模式，但又要切合我國社會的特點(diǎn)和每個(gè)學(xué)校、每個(gè)專業(yè)的不同特點(diǎn)，在理論和實(shí)踐兩個(gè)方面加強(qiáng)探索，構(gòu)建富有成效的工程教育新模式[2]。熊和平等認(rèn)為在目前應(yīng)用CDIO教學(xué)理念的改革過程中，CDIO模式常被誤解為問題教學(xué)、項(xiàng)目教學(xué)、典型產(chǎn)品組織教學(xué)、做中學(xué)等，從而使高等工程教育面臨著降格為職業(yè)技能培訓(xùn)的風(fēng)險(xiǎn)[3]。

在CDIO教育理念應(yīng)用研究方面，劉榮佩等探討了CDIO帶來的思考與啟示，以及開展以CDIO人才培養(yǎng)模式為特色的試點(diǎn)專業(yè)實(shí)施情況[4]。陳冬松等將CDIO-CMM能力成熟度模型引入工科院校人才培養(yǎng)之中，與我國高等工程教育特點(diǎn)相結(jié)合，提出了加強(qiáng)校企合作、更新教師理念、健全評估與反饋機(jī)制與改革課程體系和教學(xué)方式的人才培養(yǎng)途徑[5]。李發(fā)宗等探討了基于CDIO教育理念的汽車服務(wù)工程專業(yè)的教育改革模式與實(shí)踐，提出了該專業(yè)教學(xué)改革的具體措施[6]。潘柏松等構(gòu)思了基于協(xié)同理論的CDIO工程教育模式，結(jié)合浙江工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程及自動化專業(yè)實(shí)際，設(shè)計(jì)了S-CDIO模式的框架，具體闡述了教學(xué)大綱、課程體系和評價(jià)體系[7]。龐然等將CDIO工程教育模式引入交通運(yùn)輸系統(tǒng)規(guī)劃課程的建設(shè)，旨在加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、合作交流能力及綜合應(yīng)用能力[8]。楊海娟通過研究CDIO教育模式在國內(nèi)外電子商務(wù)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了在傳統(tǒng)教學(xué)模式下電子商務(wù)實(shí)踐教學(xué)存在的不足，構(gòu)建了基于CDIO教育模式的電子商務(wù)實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)體系[9]。鐘宇光等針對機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)和存在的問題，基于 CDIO 工程教育思想及理念，建立了機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程改革體系，提出了課程內(nèi)容模塊化、教學(xué)過程層次化、綜合型的成績考核等課程環(huán)節(jié)的具體實(shí)施策略[10]。

通過總結(jié)CDIO研究成果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前研究主要集中在應(yīng)用研究方面，尤其是聚焦于結(jié)合我國高校教學(xué)的實(shí)際情況，運(yùn)用CDIO的原理重新審視人才培養(yǎng)方式以及重新組織專業(yè)教學(xué)、課程教學(xué)并進(jìn)行課程體系建設(shè)。

三、運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容邊界框定

運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程是交通運(yùn)輸專業(yè)的一門主要專業(yè)課，具有理論和實(shí)踐緊密結(jié)合的特點(diǎn)。運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)以機(jī)場、港口、公路、鐵路運(yùn)輸樞紐等交通運(yùn)輸場站的形成機(jī)理、規(guī)劃及設(shè)計(jì)為主線，以運(yùn)輸場站的規(guī)劃方法和工藝設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，使學(xué)生掌握運(yùn)輸場站規(guī)劃及設(shè)計(jì)的基本理論、基本知識和基本方法，著重培養(yǎng)學(xué)生分析運(yùn)輸場站建設(shè)中的實(shí)際問題和解決問題的能力。

由于各種交通運(yùn)輸方式均有各自獨(dú)特的運(yùn)營特性，運(yùn)輸場站及所采用的運(yùn)輸工具等均有巨大的差別，因此各學(xué)校開設(shè)的交通運(yùn)輸專業(yè)一般會依托于特定的交通運(yùn)輸方式，與此相對應(yīng)，其運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容也會基于特定的交通運(yùn)輸方式而確定。根據(jù)社會人才需求現(xiàn)狀，我校交通運(yùn)輸專業(yè)主要向?qū)W生系統(tǒng)傳授公路運(yùn)輸方式的基本理論，故運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程也側(cè)重于向?qū)W生傳授公路運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)的相關(guān)知識。

四、CDIO理念下運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程的教學(xué)目標(biāo)

運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程要求學(xué)生應(yīng)用現(xiàn)代規(guī)劃及設(shè)計(jì)方法對交通運(yùn)輸領(lǐng)域內(nèi)的工程類項(xiàng)目進(jìn)行規(guī)劃并設(shè)計(jì)，是一門理論性與應(yīng)用性兼具的學(xué)科。該課程的基礎(chǔ)理論是從具體的運(yùn)輸生產(chǎn)實(shí)踐中提煉構(gòu)建而來，而在校大學(xué)生往往都缺乏生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，因此課程中的理論知識容易讓學(xué)生感到空洞、抽象且無趣。而場站的規(guī)劃設(shè)計(jì)內(nèi)容雖然具體，但由于學(xué)生缺乏必要的認(rèn)知與體驗(yàn)，同樣會讓學(xué)生覺得有距離感。

基于該課程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，我們引入CDIO培養(yǎng)模式進(jìn)行教學(xué)改革探索，并以高素質(zhì)的應(yīng)用型本科交通運(yùn)輸專業(yè)人才培養(yǎng)要求為導(dǎo)向，在教學(xué)中重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和創(chuàng)新意識，從根本上激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，以提高其工程素養(yǎng)、實(shí)踐能力以及綜合素質(zhì)作為教學(xué)改革目標(biāo)。希望在系統(tǒng)地闡述現(xiàn)代公路運(yùn)輸場站規(guī)劃基本理論的同時(shí)，將運(yùn)輸場站設(shè)計(jì)與工程實(shí)踐緊密結(jié)合起來，為交通運(yùn)輸行業(yè)培養(yǎng)應(yīng)用型人才，使學(xué)生既懂理論又懂規(guī)劃設(shè)計(jì)，提高交通運(yùn)輸從業(yè)人員的基本技能和綜合素質(zhì)，為他們畢業(yè)后從事交通運(yùn)輸場站規(guī)劃設(shè)計(jì)、交通運(yùn)輸管理等工作創(chuàng)造條件。endprint

五、運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革實(shí)施方案

（一）重新審視并核定教學(xué)內(nèi)容及要求

有針對性地向?qū)W生系統(tǒng)講授緊跟時(shí)代且應(yīng)用性強(qiáng)的知識是提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的重要保證，也是實(shí)現(xiàn)高素質(zhì)應(yīng)用型本科交通運(yùn)輸專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的根本途徑。教學(xué)改革團(tuán)隊(duì)基于CDIO教學(xué)理念，重新審視并核定教學(xué)內(nèi)容及要求，力求使本課程的教學(xué)內(nèi)容既有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論，又有助于提升學(xué)生的綜合能力。經(jīng)過討論，最終確定本課程的主要教學(xué)內(nèi)容如下：公路運(yùn)輸樞紐的基本功能及形成機(jī)理、公路運(yùn)輸樞紐的需求預(yù)測及規(guī)劃方法、汽車客運(yùn)站設(shè)計(jì)、公路貨運(yùn)站設(shè)計(jì)、停車場設(shè)計(jì)、配送中心規(guī)劃設(shè)計(jì)等，如下表所示。

（二）創(chuàng)新教學(xué)組織形式

傳統(tǒng)課堂采用的是一種灌輸式教學(xué)方式，通常按照“給出命題—解釋—應(yīng)用舉例”的順序展開，學(xué)生被動地接受知識，而且一堂課往往有大量的知識點(diǎn)灌輸，這些知識點(diǎn)于部分學(xué)生而言就像過眼云煙，轉(zhuǎn)瞬即忘，而且學(xué)生也無法意識到這些知識在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的重要作用，在這種狀態(tài)下，很難引起學(xué)生對課程學(xué)習(xí)的持續(xù)興趣，他們也就難以產(chǎn)生主動學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力。針對課堂教學(xué)中存在的問題，需要積極地對教學(xué)組織形式進(jìn)行創(chuàng)新，從而提高學(xué)生在課程教學(xué)過程中的參與意識和參與度，做到“教”與“學(xué)”的有機(jī)融合。

為了讓學(xué)生更主動地參與學(xué)習(xí)，我們可以在教學(xué)組織上進(jìn)行如下設(shè)計(jì)。

一是明確課程性質(zhì)及其應(yīng)用領(lǐng)域。教學(xué)伊始，通過公路運(yùn)輸場站建設(shè)的實(shí)例，綜合性地介紹本門課程的知識體系。通過這個(gè)過程不僅讓學(xué)生了解本課程的主要內(nèi)容和知識體系，更重要的是讓學(xué)生認(rèn)識到本課程知識的實(shí)際作用以及應(yīng)用前景，以此來激發(fā)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力。

二是加大直觀性教學(xué)環(huán)節(jié)的比重。為了使學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)理論知識之前形成對運(yùn)輸場站的直觀認(rèn)識，教師可以在教學(xué)過程中增加現(xiàn)場實(shí)踐環(huán)節(jié)，或者在實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)突出運(yùn)輸場站規(guī)劃設(shè)計(jì)的內(nèi)容，使學(xué)生對所學(xué)知識有一個(gè)感性認(rèn)識，幫助學(xué)生在此基礎(chǔ)上鞏固課堂知識，積極思考，深入理解。交通運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的學(xué)科，通過現(xiàn)場教學(xué)、實(shí)習(xí)等實(shí)踐環(huán)節(jié)讓學(xué)生熟悉運(yùn)輸場站的總體結(jié)構(gòu)，了解不同類型、不同等級的運(yùn)輸場站中各個(gè)作業(yè)區(qū)域的功能和要求等，理解各個(gè)功能區(qū)之間的內(nèi)在聯(lián)系，為理論教學(xué)做好鋪墊。如果學(xué)生上課前有一定的感性認(rèn)識，那么書本上抽象的知識就會變得形象、生動起來，教學(xué)效果也會得到提高。

三是采用項(xiàng)目貫穿式教學(xué)方法。在具體的章節(jié)教學(xué)中，教師可以根據(jù)運(yùn)輸場站的工程實(shí)例，設(shè)計(jì)若干微型項(xiàng)目來開展項(xiàng)目貫穿式教學(xué)。在教學(xué)中，教師可以微型項(xiàng)目作為任務(wù)，先把項(xiàng)目背景以及項(xiàng)目要求達(dá)到的目標(biāo)拋出來，激發(fā)學(xué)生解決該問題的興趣。在此階段，學(xué)生由于還沒有學(xué)習(xí)到相關(guān)知識，會在心中產(chǎn)生一個(gè)個(gè)待解的疑惑，此時(shí)教師可以按照知識點(diǎn)之間的邏輯關(guān)系逐一講解，并要求學(xué)生同步動手設(shè)計(jì)項(xiàng)目方案。在講解的過程中學(xué)生心中的疑惑被逐步解開，學(xué)生被解決疑問的滿足感所驅(qū)動，被設(shè)計(jì)任務(wù)所牽引，注意力更容易集中，從而可以讓被動的知識灌輸變?yōu)橹鲃拥闹R獲取，提高學(xué)習(xí)效果。以“公路汽車客運(yùn)站設(shè)計(jì)”項(xiàng)目為例，該項(xiàng)目要求學(xué)生根據(jù)基礎(chǔ)資料設(shè)計(jì)客運(yùn)站的工藝流線，進(jìn)行工藝計(jì)算并布置客運(yùn)站的總平面。這種項(xiàng)目貫穿式教學(xué)要求理論與實(shí)踐相互結(jié)合，學(xué)生需要以小組為單位邊學(xué)邊做，其高標(biāo)準(zhǔn)的要求促使學(xué)生必須集中注意力并且需要理解知識點(diǎn)之間的聯(lián)系。整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程強(qiáng)調(diào)教師和學(xué)生的互動，充分做到開放式教學(xué)；教學(xué)內(nèi)容與項(xiàng)目規(guī)劃設(shè)計(jì)過程密切配合，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的辯證統(tǒng)一。

項(xiàng)目貫穿式教學(xué)中，微型項(xiàng)目設(shè)計(jì)的階段性成果以及最終成果將作為課程總評成績的組成部分，教師根據(jù)教學(xué)進(jìn)度設(shè)置若干考核節(jié)點(diǎn)，由各個(gè)節(jié)點(diǎn)的考核成績確定項(xiàng)目設(shè)計(jì)得分，并且按照比例折算到總評成績中。這種教學(xué)方式能極大地激發(fā)和保持學(xué)生的求知熱情，也可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

四是加入研討教學(xué)環(huán)節(jié)。教師在每一次微型項(xiàng)目設(shè)計(jì)結(jié)束之后，以小組為單位，采用討論式教學(xué)方法來培養(yǎng)學(xué)生的系統(tǒng)思維、綜合分析能力和創(chuàng)新能力。討論過程中，各小組首先對工藝計(jì)算及總平面布置過程進(jìn)行解釋，然后由其他組對該組的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析、評價(jià)并探討設(shè)計(jì)方案優(yōu)化辦法。

五是強(qiáng)化課程設(shè)計(jì)。課程理論教學(xué)完成以后，配以運(yùn)輸場站的課程設(shè)計(jì)。教師在課程設(shè)計(jì)中，給學(xué)生提供運(yùn)輸場站規(guī)劃設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目基礎(chǔ)資料，要求學(xué)生以小組為單位綜合運(yùn)用所學(xué)知識，按照要求完成該工程項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)。教師要在現(xiàn)場調(diào)研、工程實(shí)踐等過程中幫助學(xué)生對該門課程零散的知識點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)重構(gòu)，進(jìn)一步提高學(xué)生對理論知識的綜合掌握程度。同時(shí)，通過難易適當(dāng)?shù)恼n程設(shè)計(jì)讓學(xué)生提前感受較為真實(shí)的工作內(nèi)容，促使學(xué)生發(fā)現(xiàn)各自知識面的不足之處，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生認(rèn)真學(xué)習(xí)的內(nèi)生動力，逐步培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、終身學(xué)習(xí)與創(chuàng)新的意識，使其能夠適應(yīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與社會的可持續(xù)發(fā)展需要。

六、結(jié)語

運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)是交通運(yùn)輸專業(yè)的主干專業(yè)課程，其內(nèi)容豐富，實(shí)踐性強(qiáng)，教學(xué)難度較大，要取得良好的教學(xué)效果要求教師深刻理解這門課的教學(xué)規(guī)律并采用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法。CDIO工程教育理念是我國高校教育改革的探索方向之一，通過項(xiàng)目貫穿式教學(xué)，同時(shí)配合研討式教學(xué)和課程設(shè)計(jì)等手段，將CDIO教育理念融入運(yùn)輸場站規(guī)劃與設(shè)計(jì)課程教學(xué)實(shí)踐中。該教學(xué)組織形式既能夠讓學(xué)生掌握和鞏固基本理論，又能夠提供機(jī)會讓學(xué)生應(yīng)用理論知識解決實(shí)際問題，同時(shí)還能鍛煉學(xué)生的綜合分析能力、創(chuàng)新能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

[1] Crawley E. F.，Malmqvist J.， Ostlund S.，etal.. Rethinking Engineering Education-The CDIO Approach[M].New York：Springer，2007.

[2] 王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究，2009（5）：86-87.

[3] 熊和平，岳愛臣.CDIO工程教育模式：誤解的澄明與風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避[J].高等工程教育研究，2009（5）：48-51.

[4] 劉榮佩，史慶南，陳揚(yáng)建，等.CDIO工程教育模式[J].中國冶金教育，2011（5）：9-10+13.

[5] 陳冬松，孫陽春.CDIO工程教育模式下的工科院校人才培養(yǎng)途徑[J].現(xiàn)代教育管理，2011（11）：34-37.

[6] 李發(fā)宗，崔仲華，黃永青，等.汽車服務(wù)工程專業(yè)CDIO教育模式的探索與實(shí)踐[J].寧波工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（1）：128-132.

[7] 潘柏松，胡玨，秦寶榮.基于協(xié)同理論的CDIO工程教育模式探索——以機(jī)械工程及自動化專業(yè)為例[J].中國大學(xué)教學(xué)，2012（5）：35-38.

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

[9] 楊海娟.CDIO教育模式在電子商務(wù)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2015（13）：109-110.

[10] 鐘宇光，史東巖，展勇.基于CDIO模式的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革研究[J].大學(xué)教育，2016（1）：144-145.

[責(zé)任編輯：龐丹丹]endprint