CDIO模式下電氣自動(dòng)化專業(yè)實(shí)踐課程體系改革研究

孫立書

摘要：本文以電氣自動(dòng)化專業(yè)為例，提出一種具有創(chuàng)新意義的CDIO模式下電氣自動(dòng)化專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系改革，改變?cè)袑?shí)訓(xùn)課程或畢業(yè)設(shè)計(jì)所帶來的不足，重構(gòu)專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系架構(gòu)，推廣專業(yè)教學(xué)改革思想，推動(dòng)電氣自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展建設(shè)，促進(jìn)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生個(gè)性化和工程化思維發(fā)展，真正達(dá)到高質(zhì)量人才輸出所需要的能力矩陣，促進(jìn)學(xué)校和企業(yè)的零對(duì)接。

關(guān)鍵詞：CDIO模式；實(shí)踐課程體系；工程化思維；能力矩陣

培養(yǎng)高端技能型人才是獨(dú)立學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)，如何提高學(xué)生應(yīng)用創(chuàng)新能力，構(gòu)建科技創(chuàng)新實(shí)踐體系，必須突出實(shí)踐教學(xué)，強(qiáng)化應(yīng)用，注重應(yīng)用能力培養(yǎng)，強(qiáng)化動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)學(xué)生具有較強(qiáng)的科技創(chuàng)新實(shí)踐能力。然而，在人才培養(yǎng)過程中，仍存在一些問題，如工程專業(yè)的教育非工程教育現(xiàn)象，不懂得工程過程，不熟悉工程的各個(gè)環(huán)節(jié)運(yùn)作。懂專業(yè)知識(shí)無法實(shí)際應(yīng)用，能實(shí)際應(yīng)用不能很好溝通，能溝通但無法運(yùn)作推廣，能推廣但無法綜合組織等等，人才培養(yǎng)程式化。說是學(xué)校和企業(yè)零對(duì)接，但距離企業(yè)需求仍有一定距離，經(jīng)常出現(xiàn)學(xué)生無法適應(yīng)企業(yè)現(xiàn)有工作崗位。究其原因，主要是人才培養(yǎng)模式中，人才培養(yǎng)方案缺少真正實(shí)務(wù)的專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系，而有實(shí)務(wù)課程則是嵌入課程的實(shí)務(wù)操作或課程結(jié)束的集中實(shí)訓(xùn)或課程設(shè)計(jì)，另外就是畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)。但課程的實(shí)務(wù)操作或集中實(shí)訓(xùn)很難成體系。畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)實(shí)習(xí)則通常流于形式，并且將它們安排在大四，受就業(yè)和考研影響，質(zhì)量難以保證。若嚴(yán)格要求學(xué)生完成畢業(yè)論文，則學(xué)生苦于在校期間沒有經(jīng)歷完整的實(shí)務(wù)操作過程，不會(huì)分析問題，更不會(huì)解決問題，所以在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)抄襲或找別人代做現(xiàn)象。因此若能以一種創(chuàng)新性的專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目體系教育模式，讓學(xué)生在校期間就經(jīng)歷完整的實(shí)務(wù)操作過程，這不失是一種好方法。將專業(yè)的項(xiàng)目實(shí)踐課程體系化，以低年級(jí)的認(rèn)知學(xué)習(xí)，中年級(jí)的需求分析和概要設(shè)計(jì)，高年級(jí)的項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)，在過程中引入專業(yè)項(xiàng)目化產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，以團(tuán)隊(duì)合作方式，讓學(xué)生在校期間了解項(xiàng)目產(chǎn)品的運(yùn)作全過程，具備工程化思想和思維，這是一種對(duì)項(xiàng)目化教育模式的深化和改革。提升學(xué)生技能操作能力、寫作能力、溝通能力，實(shí)現(xiàn)在校期間的“零距離”實(shí)習(xí)，必然受到學(xué)生、企業(yè)的歡迎，從而提升專業(yè)及學(xué)校知名度，創(chuàng)建品牌與特色，促使專業(yè)教師具備真正雙師素質(zhì)，提升教師專業(yè)水平，使得學(xué)生、教師、企業(yè)和學(xué)校多贏。

而CDIO模式正是基于這一思想而設(shè)計(jì)創(chuàng)立的，它包括構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operation）四個(gè)過程，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，它符合“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的教學(xué)方法，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工科課程。CDIO參照工業(yè)界需求提出工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力人才培養(yǎng)大綱，以及全面實(shí)施指導(dǎo)的培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)方法、實(shí)施過程、結(jié)果檢驗(yàn)的12條標(biāo)準(zhǔn)，其中CDIO培養(yǎng)大綱培養(yǎng)方式使學(xué)生在四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)；12條標(biāo)準(zhǔn)則涉及教師、學(xué)生、課堂以及實(shí)踐等方面應(yīng)達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)。CDIO模式是以培養(yǎng)既有過硬的學(xué)科專業(yè)知識(shí)、深厚的工程能力，又有良好職業(yè)道德的國(guó)際化工程師為目標(biāo)。

因此，CDIO模式正好契合提出的創(chuàng)新性教育模式，將它應(yīng)用到工科專業(yè)中，構(gòu)建一套完整的專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系，提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，轉(zhuǎn)變教育理念，提升學(xué)生專業(yè)技能和創(chuàng)新思維，提升教師能力素質(zhì)，讓學(xué)生、企業(yè)、學(xué)校和教師受益，這也是課題研究的意義所在。

1 CDIO研究現(xiàn)狀

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，CDIO工程教育模式是于2000年麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)經(jīng)過四年的探索研究而創(chuàng)立的工程教育理念，在國(guó)外截止到2010年就取得CDIO項(xiàng)目改革的較大成果。我國(guó)于2005年底由汕頭大學(xué)工學(xué)院率先引入CDIO理念，先后有近百所大學(xué)在不同范圍、不同程度開展了CDIO工程教育模式改革的研究和實(shí)驗(yàn)，均取得了令人滿意的效果。例如江蘇大學(xué)、汕頭大學(xué)、清華大學(xué)等都取得了良好的效果。2009年7月教育部決定CDIO教育模式在獨(dú)立學(xué)院和高職院校教育中推廣，也取得一定的效果，如廈門嘉庚學(xué)院、蘇州工業(yè)園區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)院。

近年來，一些獨(dú)立學(xué)院在不同的課程或?qū)I(yè)引入CDIO教學(xué)模式，如南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院以“ 結(jié)構(gòu)力學(xué)”課程為對(duì)象；南京大學(xué)金陵學(xué)院以計(jì)算機(jī)專業(yè)為研究對(duì)象，提出基于CDIO模式的計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)專業(yè)課程體系創(chuàng)新構(gòu)建與研究；東南大學(xué)成賢學(xué)院以汽車工程專業(yè)為對(duì)象引入CDIO模式。但從現(xiàn)有資料來看主要以工程類專業(yè)為主，是因?yàn)楠?dú)立學(xué)院工程類專業(yè)主要是培養(yǎng)應(yīng)用型、創(chuàng)新性、技術(shù)技能型人才，非常適合CDIO教育模式。雖然如此，但相比課程或?qū)I(yè)，則很少進(jìn)行專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系的專門改革研究。因此，提出基于CDIO模式下，獨(dú)立學(xué)院工程類專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目課程體系教學(xué)改革，改變?cè)袑?shí)訓(xùn)課程或畢業(yè)設(shè)計(jì)所帶來的不足，重構(gòu)專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系，推廣專業(yè)教學(xué)改革思想，推動(dòng)電氣自動(dòng)化專業(yè)發(fā)展建設(shè)，促進(jìn)獨(dú)立學(xué)院學(xué)生個(gè)性化和工程化思維發(fā)展，真正達(dá)到高質(zhì)量人才輸出所需要的能力矩陣。促進(jìn)獨(dú)立學(xué)院工程類專業(yè)發(fā)展，提升工程類專業(yè)教育教學(xué)水平，促進(jìn)學(xué)校和企業(yè)的零對(duì)接。同時(shí)，該研究成果可供其他兄弟院校進(jìn)行參考和借鑒，有助其更快更好地開展課程教學(xué)、實(shí)踐課程體系構(gòu)建和專業(yè)構(gòu)建。

2改革內(nèi)容

在CDIO模式下，將蘇州理工學(xué)院電氣自動(dòng)化專業(yè)獨(dú)立的分散的實(shí)訓(xùn)課程，轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂畜w系化創(chuàng)新性的專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程，同時(shí)對(duì)教師理念、教學(xué)方法和手段、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)形式、教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系等方面進(jìn)行改革研究，改革具體內(nèi)容包括：

（1）電氣自動(dòng)化專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系改革：進(jìn)一步深入研究CDIO模式，通過現(xiàn)有CDIO模式的教學(xué)大綱，制定適合獨(dú)立學(xué)院電氣自動(dòng)化專業(yè)創(chuàng)新性實(shí)踐課程體系。

（2）教師理念的改革：CDIO工程教育的教育模式是基于實(shí)踐，需要任課教師具有扎實(shí)的工程實(shí)踐能力和一定的項(xiàng)目工作經(jīng)驗(yàn)，熟悉系統(tǒng)運(yùn)作過程，更新教學(xué)理念，加強(qiáng)教師實(shí)踐能力培養(yǎng)，提升產(chǎn)品、項(xiàng)目的運(yùn)作管理能力。

（3）教學(xué)方法和手段的改革：CDIO教學(xué)模式改變?cè)械闹v授法、練習(xí)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)法等，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)、項(xiàng)目式教學(xué)方法，同時(shí)會(huì)有討論法、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)法、角色扮演法以及演講法等。教學(xué)手段采用現(xiàn)代師徒制進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)傳授。

（4）教學(xué)內(nèi)容和形式的改革：傳統(tǒng)教學(xué)中以案例居多，主要是作品的設(shè)計(jì)過程，而CDIO基于工程實(shí)踐，教學(xué)內(nèi)容來自實(shí)際項(xiàng)目，通過前期需求分析，到中期設(shè)計(jì)實(shí)施，到最后推廣應(yīng)用。教學(xué)形式方面，從嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼n堂教學(xué)改為輕松的形式多樣的教學(xué)。

（5）教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系的改革：傳統(tǒng)教學(xué)中主要參照作業(yè)和出勤，以終結(jié)性考核為主，過程考核占比較少。但CDIO工程教育的教學(xué)模式類似公司運(yùn)作，以過程和效果相結(jié)合的評(píng)價(jià)考核方式，地位均等，過程評(píng)價(jià)體現(xiàn)學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計(jì)和實(shí)施能力，效果評(píng)價(jià)體現(xiàn)學(xué)生技能水平以及綜合能力。

3改革實(shí)施方案

以CDIO為中心，引入CDIO工程教學(xué)模式，結(jié)合我院現(xiàn)有電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)，構(gòu)建一個(gè)完善的專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系，低年級(jí)以認(rèn)知學(xué)習(xí)為主，中年級(jí)以需求分析和概要設(shè)計(jì)為主，高年級(jí)以專業(yè)項(xiàng)目詳細(xì)設(shè)計(jì)為主，改變傳統(tǒng)的課程教學(xué)中“一門課一教師一項(xiàng)目一班級(jí)”的教學(xué)方法，采用“一門課多教師多項(xiàng)目多學(xué)生”的方案進(jìn)行實(shí)施，以工程項(xiàng)目完整性實(shí)施為目標(biāo)，根據(jù)學(xué)生專業(yè)專長(zhǎng)及興趣愛好進(jìn)行項(xiàng)目選擇，分配指導(dǎo)教師，符合教育多元化的思想，然后采用分組小班制教學(xué)，盡可能做到“真項(xiàng)目真做”，要求學(xué)生從產(chǎn)品的構(gòu)思開始，進(jìn)行設(shè)計(jì)、實(shí)施，并加以推廣和運(yùn)作，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神和項(xiàng)目運(yùn)作能力，真正提升學(xué)生職業(yè)素質(zhì)水平，加強(qiáng)專業(yè)理論與技能的再學(xué)習(xí)，建立一套較為完整的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系。

4改革實(shí)施方法

以CDIO模式為中心，專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐為基礎(chǔ)，課程體系構(gòu)建為根本，具體的實(shí)施方法有：

（1）改變傳統(tǒng)的“一門課一教師一項(xiàng)目一班級(jí)”的教學(xué)模式，采用現(xiàn)代師徒制的“一門課多教師多項(xiàng)目多學(xué)生”的教學(xué)模式，改變?cè)脊噍斒?、以教學(xué)為導(dǎo)向的教學(xué)，注重以學(xué)習(xí)為導(dǎo)向、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，采用啟發(fā)式教學(xué)方法培養(yǎng)學(xué)生再學(xué)習(xí)能力。采用“一門課多教師多項(xiàng)目多學(xué)生”的方式，全方位提高學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性。

（2）采用工程化教育思想，做到真正的項(xiàng)目化。真正的項(xiàng)目化教學(xué)包括整個(gè)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)作。不僅僅是對(duì)項(xiàng)目的實(shí)施。在項(xiàng)目改革過程中，要強(qiáng)調(diào)工程化思想，將產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施與運(yùn)作全程引入到實(shí)踐課程教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)校內(nèi)零距離實(shí)踐。

（3）采用多元化教育思想，在專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程實(shí)施中，根據(jù)學(xué)生的專業(yè)興趣、愛好和專長(zhǎng)進(jìn)行項(xiàng)目選擇，然后分配指導(dǎo)教師，這樣學(xué)生就會(huì)在教師的指導(dǎo)下，發(fā)揮自己的特色和專長(zhǎng)。

（4）以體系化創(chuàng)新性思想構(gòu)建專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系。原有實(shí)踐課程是分散的、獨(dú)立的，不成體系。將原有的課程進(jìn)行改革和重組，采用一級(jí)項(xiàng)目、二級(jí)項(xiàng)目、三級(jí)項(xiàng)目分類進(jìn)行設(shè)計(jì)，構(gòu)建具有創(chuàng)新性的專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程體系。

（5）以培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)和技能為根本，強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)能力培養(yǎng)，提升職業(yè)綜合素養(yǎng)，開發(fā)學(xué)生的職業(yè)能力矩陣。CDIO模式強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)合作能力和工程系統(tǒng)能力。

（6）學(xué)生成果評(píng)價(jià)檢測(cè)。引入PDCA（計(jì)劃、實(shí)施、檢查、反饋），形成項(xiàng)目實(shí)施的正向反饋機(jī)制。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)不重視學(xué)生學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)檢測(cè)，或者檢測(cè)單一化。而CDIO模式非常重視學(xué)生成果評(píng)價(jià)檢測(cè)，只有這樣才能形成良性循環(huán)機(jī)制。

5改革實(shí)施過程

主要實(shí)施過程包括如下幾點(diǎn)：

（1）深入研究學(xué)習(xí)，掌握理解CDIO模式內(nèi)涵：以CDIO為中心，引入CDIO工程教學(xué)模式，深入研究其課程大綱和標(biāo)準(zhǔn)。

（2）廣泛調(diào)查研究，明確專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐課程教學(xué)內(nèi)容和定位：課題組成員通過深入到企業(yè)、公司進(jìn)行調(diào)研，以訪學(xué)、企業(yè)掛職、培訓(xùn)、會(huì)議學(xué)習(xí)進(jìn)行深入研究專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目課程教學(xué)內(nèi)容和定位，結(jié)合今年專業(yè)人才培養(yǎng)方案再制定的過程中，提出一種切實(shí)可行的創(chuàng)新性專業(yè)實(shí)踐項(xiàng)目課程體系。

（3）實(shí)證研究，總結(jié)提煉教學(xué)改革研究成果：將創(chuàng)新專業(yè)項(xiàng)目課程體系應(yīng)用于專業(yè)教育中，加于實(shí)施和操作，建立合理的教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，不斷進(jìn)行反饋和總結(jié)。

6結(jié)語

針對(duì)獨(dú)立學(xué)院的人才培養(yǎng)目標(biāo)以及目前教學(xué)工作中職業(yè)技能培養(yǎng)仍然程式化的現(xiàn)狀，在高端技能人才培養(yǎng)的過程中引入CDIO實(shí)踐教學(xué)模式。在該模式下建立低年級(jí)認(rèn)知學(xué)習(xí)、中年級(jí)需求分析與概要設(shè)計(jì)、高年級(jí)具體實(shí)施設(shè)計(jì)的實(shí)踐課程體系。以蘇州理工學(xué)院電氣自動(dòng)化專業(yè)為例，從創(chuàng)新性項(xiàng)目實(shí)踐課程體系、教師理念、教學(xué)方法手段、教學(xué)形式內(nèi)容以及教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)體系五大方面實(shí)際而全面地開展CDIO教學(xué)模式改革。通過以CDIO模式為中心，以專業(yè)項(xiàng)目實(shí)踐為基礎(chǔ)，以課程體系構(gòu)建為根本，從而有效改善目前實(shí)踐教學(xué)課程獨(dú)立分散的情況，輔以PDCA評(píng)價(jià)反饋機(jī)制，引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)與探索，逐步實(shí)現(xiàn)高端技能人才的培養(yǎng)，建立教學(xué)機(jī)制的良性循環(huán)。

參考文獻(xiàn)：

[1]曹海平，管圖華.基于CDIO理念的電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，12（1）：140-142.

[2]雷環(huán)，湯威頤，Edward F.Crawley.培養(yǎng)創(chuàng)新型、多層次、專業(yè)化的工程科技人才——CDIO工程教育改革的人才理念和培養(yǎng)模式[J].高等工程教育研究，2009（05）.

[3]吳恭興，劉文白，張寶吉，郭佳民，操安喜.基于CDIO模式的卓越工程師培養(yǎng)方案的探索與實(shí)踐研究[J].大學(xué)教育，2013（18）.

[4]顧佩華，包能勝，康全禮，陸小華，熊光晶，林鵬，陳嚴(yán).CDIO在中國(guó)（下）[J].高等工程教育研究，2012（05）.

[5]謝燕，蔣建平，李健，鄭偉.基于航空航天專業(yè)CDIO課程體系分析MIT本科教學(xué)特點(diǎn)[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2012（03）.

編輯∕王劍慧