基于CDIO的《基礎(chǔ)工業(yè)工程學(xué)》教學(xué)改革與實(shí)踐

葛曉梅

摘 要：針對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)中存在的問題，將CDIO教育模式引入到教學(xué)改革中，制定能力培養(yǎng)目標(biāo)矩陣，重構(gòu)課程知識(shí)體系，采用基于CDIO的項(xiàng)目式教學(xué)模式，并對(duì)項(xiàng)目的選題、實(shí)施和評(píng)價(jià)進(jìn)行了詳細(xì)探討。從教學(xué)過程運(yùn)行和管理的角度，構(gòu)建教學(xué)過程監(jiān)督管理機(jī)制和方法，制定多元化的評(píng)價(jià)體系，加強(qiáng)教學(xué)反思，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。教學(xué)實(shí)踐證明，該教學(xué)改革可以有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和職業(yè)綜合技能。

關(guān)鍵詞：CDIO；能力培養(yǎng)；項(xiàng)目式教學(xué)；過程管理

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2096-000X（2018）20-0123-03

Abstract： In view of the problems existing in traditional teaching， the CDIO education model was introduced into the teaching reform. The ability training target matrix based on CDIO is developed， and the course knowledge system is reconstructed. The project teaching mode based on CDIO is proposed. The selection， implementation and evaluation of the project are discussed in detail. From the operation and management of teaching process， the mechanism and methods about supervision and management of teaching process are put forward， the diversified evaluation system is established and the teaching reflection is strengthened. The achievement of the teaching goal is promoted through the above reforms. The practice results show that the teaching reform can effectively improve students' learning initiative， engineering practice ability， innovation ability and comprehensive occupation skill.

Keywords： CDIO； ability training； project teaching； process management

引言

CDIO模式作為一種工程教育模式，以產(chǎn)品或項(xiàng)目的“構(gòu)思（Conceive）-設(shè)計(jì)（Design）-實(shí)現(xiàn)（Implement）-運(yùn)作（Operate）”為載體，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、動(dòng)手實(shí)踐、分析問題和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力[1]。近年來，國內(nèi)很多高校結(jié)合CDIO理念在課程體系建設(shè)、專業(yè)建設(shè)、人才培養(yǎng)模式、課程教學(xué)等方面進(jìn)行了探索與改革，已取得階段性成果，但實(shí)施專業(yè)大多為工科類專業(yè)。工業(yè)工程是從科學(xué)管理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門應(yīng)用性工程專業(yè)技術(shù)，兼具工程技術(shù)和管理技術(shù)的雙重屬性。有關(guān)工業(yè)工程專業(yè)的CDIO改革，主要集中在人才培養(yǎng)、專業(yè)建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)等方面[2-4]，針對(duì)某一理論課程的研究較少。

基礎(chǔ)工業(yè)工程學(xué)是工業(yè)工程專業(yè)第一門專業(yè)主干課程，具有專業(yè)技術(shù)特色顯著、實(shí)踐性強(qiáng)，各知識(shí)點(diǎn)之間聯(lián)系密切的特點(diǎn)。長期以來，由于受傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，教學(xué)效果不太理想，主要表現(xiàn)為主動(dòng)學(xué)習(xí)性不高，實(shí)際應(yīng)用能力差，缺乏創(chuàng)造力，與社會(huì)對(duì)人才培養(yǎng)的目標(biāo)有較大差距。因此，本文將CDIO模式引入基礎(chǔ)工業(yè)工程課程的教學(xué)改革中，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)過程管理等方面進(jìn)行全方位改革。

一、基于CDIO的教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容重構(gòu)

（一）制定能力培養(yǎng)目標(biāo)矩陣

借鑒CDIO大綱，從培養(yǎng)現(xiàn)場工業(yè)工程師的角度出發(fā)，調(diào)研分析當(dāng)前企業(yè)對(duì)工業(yè)工程人才的評(píng)價(jià)與需求，突出應(yīng)用能力和學(xué)習(xí)能力并重，設(shè)計(jì)CDIO能力培養(yǎng)目標(biāo)矩陣，在CDIO四個(gè)大層次中的36個(gè)微觀層次上建立能力培養(yǎng)目標(biāo)，能力培養(yǎng)目標(biāo)列在課程教學(xué)大綱中，使學(xué)生的能力評(píng)估有了可靠的依據(jù)。

（二）重構(gòu)課程知識(shí)體系

課程教學(xué)內(nèi)容的合理設(shè)計(jì)，是能力培養(yǎng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)的前提。依據(jù)CDIO能力目標(biāo)，將摒棄以往按教材章節(jié)的順序逐一講解的形式，按知識(shí)模塊重構(gòu)知識(shí)體系，突出課堂講授的重點(diǎn)，基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的核心知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)的擴(kuò)展知識(shí)點(diǎn)，形成三個(gè)層次的知識(shí)點(diǎn)體系，給出每個(gè)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)方式主要有教師授課，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)和課下自主學(xué)習(xí)等。

二、基于CDIO的項(xiàng)目式教學(xué)模式

（一）項(xiàng)目選題

根據(jù)CDIO的關(guān)聯(lián)性原則，以標(biāo)準(zhǔn)工作方法及標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間制定為項(xiàng)目主線，將課程中的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為若干個(gè)教學(xué)項(xiàng)目，一個(gè)項(xiàng)目可能會(huì)關(guān)聯(lián)到多個(gè)知識(shí)點(diǎn)。項(xiàng)目主要分為調(diào)研改善類和動(dòng)手加工類，項(xiàng)目選題不要太大，具有可操作性，選題主要來自實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品加工項(xiàng)目如燈光控制器加工、自行車模型組裝和風(fēng)扇模型組裝等，也可以來源于生活中的項(xiàng)目如食堂就餐、圖書館借還書、取快遞、超市購物等。

（二）項(xiàng)目實(shí)施

以團(tuán)隊(duì)形式開展項(xiàng)目，人數(shù)根據(jù)項(xiàng)目類型而定，調(diào)研改善類的一般為2-3人，動(dòng)手加工類的一般為6-8人。采取不同的分組規(guī)則隨機(jī)分組，最大程度地增加學(xué)生之間交流的機(jī)會(huì)。組長采取隨機(jī)選定，每次選取不同人的擔(dān)任組長，為了監(jiān)督組長的工作，每個(gè)組員要對(duì)組長進(jìn)行評(píng)價(jià)。

貫徹CDIO理念，在整個(gè)實(shí)施過程中，以項(xiàng)目為載體、以學(xué)生為主體、教師為引導(dǎo)，以能力培養(yǎng)為目標(biāo)，將CDIO理念融入整個(gè)教學(xué)過程，教師在設(shè)計(jì)過程中主要起到輔導(dǎo)、答疑、監(jiān)督和評(píng)價(jià)的作用，具體實(shí)施流程如圖1所示。

（三）項(xiàng)目評(píng)價(jià)

項(xiàng)目組的成績由學(xué)生和老師來共同評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括項(xiàng)目記錄表、比賽、項(xiàng)目報(bào)告、答辯和創(chuàng)新性等方面。每個(gè)組員的個(gè)人成績?yōu)轫?xiàng)目組成績和個(gè)人貢獻(xiàn)系數(shù)的乘積，個(gè)人貢獻(xiàn)系數(shù)由項(xiàng)目組成員互評(píng)來評(píng)定，其評(píng)價(jià)指標(biāo)包括項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)參與度、勞動(dòng)量、創(chuàng)新性和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等。

三、基于CDIO的教學(xué)過程監(jiān)督管理機(jī)制

（一）填寫項(xiàng)目學(xué)習(xí)記錄表

項(xiàng)目組在項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程中填寫項(xiàng)目學(xué)習(xí)記錄表，記錄表上要求詳細(xì)記錄每次出勤情況、具體議題、具體任務(wù)、任務(wù)完成情況、成員的貢獻(xiàn)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作等，教師通過學(xué)習(xí)記錄表可以有效監(jiān)控項(xiàng)目進(jìn)度和風(fēng)險(xiǎn)。

（二）借助互聯(lián)網(wǎng)+，線上監(jiān)控學(xué)習(xí)過程

由于項(xiàng)目組較多，為了提高指導(dǎo)效率，教師可以利用“互聯(lián)網(wǎng)+”建立微信群或QQ群進(jìn)行線上指導(dǎo)，及時(shí)進(jìn)行指導(dǎo)和答疑。同時(shí)，要求每個(gè)小組定期把學(xué)習(xí)階段性成果、學(xué)習(xí)過程的照片和錄像上傳到群里，無形中形成競爭的學(xué)習(xí)氣氛，互相督促，互相學(xué)習(xí)。通過線上指導(dǎo)老師能實(shí)時(shí)地對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行監(jiān)督和控制，還能夠有效培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探索式學(xué)習(xí)的能力。

（三）引入“PK學(xué)習(xí)法”

“PK學(xué)習(xí)法”是一種合作加競爭的學(xué)習(xí)方式，倡導(dǎo)“組內(nèi)合作，組間競爭”[5]，應(yīng)用在項(xiàng)目學(xué)習(xí)的中后期。項(xiàng)目中期的比賽主要為了督促項(xiàng)目組主動(dòng)學(xué)習(xí)，比賽結(jié)果不計(jì)入總成績，項(xiàng)目后期引入現(xiàn)場比賽，比賽成績計(jì)入總成績的一部分?！癙K學(xué)習(xí)法”讓那些不愛學(xué)習(xí)或?qū)W習(xí)中下游的同學(xué)認(rèn)識(shí)到自己在團(tuán)隊(duì)中的價(jià)值，激發(fā)每位同學(xué)的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作力和批判性思維，還可以大大提高創(chuàng)新能力的培養(yǎng)效率。

（四）開展學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)

由于大多學(xué)生的自我約束力和執(zhí)行力不太強(qiáng)，因此，要求每個(gè)學(xué)生用筆記本記錄學(xué)習(xí)筆記。在教師指導(dǎo)和監(jiān)督下，采用自我評(píng)價(jià)或同學(xué)互評(píng)的方式來評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)效果。開展學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)，能及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)上出現(xiàn)的問題，督促學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率和效果。為了監(jiān)督學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)的有效實(shí)施，教師要定期檢查評(píng)價(jià)情況，并把學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)作為平時(shí)成績的一部分。

四、基于CDIO的教學(xué)考核和反思

（一）突出多元化考核

基于CDIO理念和標(biāo)準(zhǔn)，提出了“多樣化、多角度、多主體、全過程”的多元化考核方式，采取定性與定量、過程與結(jié)果、自評(píng)與互評(píng)、學(xué)生與教師評(píng)價(jià)、學(xué)習(xí)效果評(píng)價(jià)和學(xué)習(xí)反思相結(jié)合[6]，如表1所示，其中，項(xiàng)目組成績根據(jù)不同的項(xiàng)目類型，選取不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)。多元化考核方式可以較為全面地評(píng)估學(xué)生的能力，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力和學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。

（二）加強(qiáng)教學(xué)反思

為了深化學(xué)習(xí)目標(biāo)和優(yōu)化教學(xué)，加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)反思和教師的教學(xué)反思。學(xué)習(xí)反思表設(shè)計(jì)包括各階段的反思問題、達(dá)成的目標(biāo)、存在問題和建議等內(nèi)容，教師教學(xué)反思表設(shè)計(jì)包含各教學(xué)階段的反思問題、達(dá)成目標(biāo)、存在問題和建議等內(nèi)容。每個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)完之后，學(xué)生填寫反思表，并和學(xué)生進(jìn)行當(dāng)面交流，根據(jù)學(xué)生反思情況，教師進(jìn)行教學(xué)反思，不斷改善教學(xué)設(shè)計(jì)，優(yōu)化教學(xué)過程，促進(jìn)教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成。

五、結(jié)束語

為驗(yàn)證教學(xué)改革效果，在15級(jí)工業(yè)工程和15級(jí)物流工程專業(yè)進(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐，取得了非常好的教學(xué)效果。通過項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，加深了學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的掌握和理解，提高了每位同學(xué)的學(xué)習(xí)主動(dòng)性；增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、競爭意識(shí)和批判性思維；提高了動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和綜合職業(yè)能力，增強(qiáng)了學(xué)生科技創(chuàng)新的自信心。參加各種國家級(jí)、省級(jí)學(xué)科競賽中，取得較好的成績，在2017年第十二屆“清華IE亮劍”全國工業(yè)工程應(yīng)用案例比賽中獲三等獎(jiǎng)5項(xiàng)；第十三屆“新道杯”沙盤模擬經(jīng)營大賽全國總決賽中獲二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，河南省總決賽中獲特等獎(jiǎng)2項(xiàng)，一等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

實(shí)踐證明，將CDIO理念引入基礎(chǔ)工業(yè)工程學(xué)教學(xué)改革中是可行的，可以在工業(yè)工程類其他專業(yè)課程教學(xué)中推廣，同時(shí)，對(duì)其他管工類或管理類學(xué)科專業(yè)的教學(xué)改革也具有一定的借鑒價(jià)值。

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