健全學(xué)科競賽體系和CDIO模式培養(yǎng)應(yīng)用型人才＊

梅從立，蔡建平，楊啟堯，郭 棟

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健全學(xué)科競賽體系和CDIO模式培養(yǎng)應(yīng)用型人才＊

梅從立，蔡建平，楊啟堯，郭 棟

（浙江水利水電學(xué)院電氣工程學(xué)院，浙江 杭州 310018）

近年來，發(fā)展應(yīng)用型本科教育、培養(yǎng)本科層次的應(yīng)用型人才已經(jīng)成為許多高等院校的辦學(xué)定位和培養(yǎng)目標(biāo)。CDIO工程教育模式反映了最新國際工程教育改革成果。CDIO以產(chǎn)品生命周期的4個(gè)環(huán)節(jié)即構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行代表4個(gè)教育和實(shí)踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)，鼓勵(lì)學(xué)生以主動(dòng)的方式學(xué)習(xí)工程。在我國高校，各類學(xué)科競賽已經(jīng)比較豐富，有效地促進(jìn)了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，同時(shí)對改變高?，F(xiàn)有教學(xué)模式，特別是對應(yīng)用創(chuàng)新教學(xué)與大學(xué)生能力培養(yǎng)起著積極的促進(jìn)作用。學(xué)科競賽命題涉及知識面廣，面向?qū)嵺`，并鼓勵(lì)新技術(shù)應(yīng)用，可以有效地檢驗(yàn)學(xué)生知識應(yīng)用與創(chuàng)新能力。可以說，學(xué)科競賽是CDIO模式“落地”的理想對象，探討如何結(jié)合學(xué)科競賽和CDIO模式培養(yǎng)應(yīng)用型人才對于應(yīng)用型高校具有重要的實(shí)踐意義。

學(xué)科競賽體系；CDIO模式；應(yīng)用型人才；應(yīng)用型高校

1 學(xué)科競賽作用

許多高等院校對學(xué)生參加各種學(xué)科競賽都持鼓勵(lì)態(tài)度，甚至為促進(jìn)競賽工作，制定了學(xué)科競賽培訓(xùn)方案、競賽組織形式和獎(jiǎng)勵(lì)辦法。浙江水利水電學(xué)院電氣工程學(xué)院經(jīng)過多年的實(shí)踐，逐步形成了一套競賽組織、管理師資和制度體系。在學(xué)科競賽前期，通過校內(nèi)網(wǎng)站、微信等媒體宣傳方式發(fā)動(dòng)學(xué)生參賽。在競賽過程中，安排具有豐富經(jīng)驗(yàn)的教師負(fù)責(zé)培訓(xùn)，以便給予學(xué)生針對性的訓(xùn)練。

學(xué)生通過競賽可以夯實(shí)自己的內(nèi)功，無論獲獎(jiǎng)與否都提升了自己的知識水平。甚至有的高校制定了學(xué)分、榮譽(yù)、獎(jiǎng)學(xué)金等激勵(lì)辦法。對于教師而言，通過參與組織學(xué)科競賽，教師需要不斷查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料、追蹤最新專業(yè)知識、提升學(xué)生能力。這樣不僅提升了本身的教學(xué)能力，還積累了競賽類項(xiàng)目培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)，反哺教學(xué)過程。

學(xué)科競賽是對靈活掌握知識的檢驗(yàn)，也是對各門功課積累知識的綜合運(yùn)用。學(xué)生在全程參與培訓(xùn)競賽中能夠培養(yǎng)各方面的能力。在前期集訓(xùn)過程中，學(xué)生可以有效地鞏固書本知識，針對學(xué)科競賽項(xiàng)目特點(diǎn)和背景，進(jìn)一步提升競賽知識相關(guān)內(nèi)容，與團(tuán)隊(duì)成員相互學(xué)習(xí)。學(xué)生參與競賽的過程中，教師可以有效地考察學(xué)生現(xiàn)場分析問題和解決問題的能力。競賽過后，學(xué)生從成敗中汲取、總結(jié)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)和實(shí)踐問題。這樣有利于查漏補(bǔ)缺。學(xué)科競賽不僅是高校應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的載體，更是檢測學(xué)生從理論知識到應(yīng)用能力轉(zhuǎn)化的手段和工具。因此，通過健全競賽體系，能夠讓更多的學(xué)生從競賽全程獲益，促進(jìn)學(xué)風(fēng)好轉(zhuǎn)。這必將成為實(shí)踐教學(xué)中需要不斷實(shí)踐與探索的課題。

2 CDIO模式特點(diǎn)

發(fā)達(dá)國家已經(jīng)有許多大學(xué)采納，并在應(yīng)用中不斷創(chuàng)新CDIO教育模式，已取得較好的教學(xué)效果。CDIO是一種應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，包括Conceive（構(gòu)思）、Design（設(shè)計(jì)）、Implement（實(shí)施）、Operate（運(yùn)行）4個(gè)環(huán)節(jié)。該模式主要思想是讓學(xué)生“做中學(xué)”以及“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”。該模式重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力、學(xué)科知識學(xué)習(xí)與應(yīng)用能力、學(xué)生處理人際關(guān)系與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、系統(tǒng)化的過程建設(shè)能力等。針對CDIO模式培養(yǎng)的需要，系統(tǒng)建立了培養(yǎng)方案、實(shí)施理念等，具有較好的實(shí)踐意義。

我國的工程教學(xué)比較重視系統(tǒng)完備的知識課程學(xué)習(xí)，該體系的特點(diǎn)是：①重視理論教學(xué)；②重視學(xué)科知識系統(tǒng)化；③教學(xué)方式側(cè)重于理論教學(xué)。該模式培養(yǎng)人才手段單調(diào)，以理論知識講授為主，削弱了應(yīng)用與實(shí)踐教學(xué)?，F(xiàn)代社會(huì)要求高校能夠把理論知識、應(yīng)用技能、實(shí)際項(xiàng)目聯(lián)合為一體，充分發(fā)揮學(xué)生應(yīng)用與創(chuàng)新能力，圍繞項(xiàng)目為中心，建立全面人才培養(yǎng)的CDIO教育范式。CDIO教育模式主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用創(chuàng)新能力。圍繞課程教學(xué)大綱，要求把教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)內(nèi)容融為一體，促進(jìn)不同類型師資組織的實(shí)施，重中之重是以科研項(xiàng)目為載體，通過發(fā)展應(yīng)用能力，促進(jìn)學(xué)生從書本知識到綜合運(yùn)用能力的升華。在教學(xué)過程中盡量以學(xué)生為主導(dǎo)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。通過學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中找到所學(xué)的知識點(diǎn)在知識結(jié)構(gòu)和課程體系中的位置，引導(dǎo)掌握自主學(xué)習(xí)新知識和新能力的方向，推動(dòng)理論知識與實(shí)踐能力協(xié)調(diào)發(fā)展，從而提升學(xué)生的學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力。

3 基于學(xué)科競賽和CDIO模式培養(yǎng)應(yīng)用型人才實(shí)踐

針對不同學(xué)科的競賽很多，以影響較大的大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽為例。全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是電子信息類大學(xué)生關(guān)注率較高的競賽，也是面向全國普通高校在校大學(xué)生的一項(xiàng)學(xué)生群體科技活動(dòng)。同時(shí)，全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)精神，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)發(fā)展的重要平臺。全國大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽極大地激發(fā)了參賽學(xué)生的專業(yè)知識學(xué)習(xí)熱情，對創(chuàng)新教育理念、改革傳統(tǒng)教學(xué)方法、培養(yǎng)創(chuàng)新型應(yīng)用人才等都起到了促進(jìn)作用。許多高校從依托學(xué)科競賽培養(yǎng)人才中獲益[1-3]。

近年來，CDIO模式在國內(nèi)高校中逐步受到重視[4]。CDIO工程教育的主要思想是：①充分發(fā)揮實(shí)踐作用，使得學(xué)生在“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”；②以研發(fā)活動(dòng)的生命周期為載體，基于產(chǎn)品目標(biāo)、過程或系統(tǒng)設(shè)計(jì)為工程背景，讓學(xué)生充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性、采用實(shí)踐與課程有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程；③將工程職業(yè)實(shí)踐環(huán)境作為應(yīng)用型人才的教育環(huán)境，全面培養(yǎng)學(xué)生的工程能力與學(xué)習(xí)能力。采用CDIO模式培養(yǎng)人才已經(jīng)受到國內(nèi)教育界普遍關(guān)注。

浙江水利水電學(xué)院電氣工程學(xué)院多年來一貫堅(jiān)持以CDIO人才培養(yǎng)模式為引領(lǐng)，全面開展教學(xué)改革，以系列“項(xiàng)目制”課程為抓手，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，扎實(shí)推進(jìn)“學(xué)生創(chuàng)新能力提升工程”，強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。通過各類校級學(xué)科技能競賽選拔優(yōu)秀隊(duì)員。同時(shí)，通過“創(chuàng)新班”培養(yǎng)，優(yōu)中選優(yōu)，最終組建隊(duì)伍參加省級、國家級競賽角逐。2018年，在浙江省大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽中，浙江水利水電學(xué)院電氣工程學(xué)院9支參賽隊(duì)伍共獲得本科組二等獎(jiǎng)3項(xiàng)、三等獎(jiǎng)2項(xiàng)，專科組二等獎(jiǎng)2項(xiàng)。在全國大學(xué)生“恩智浦”杯智能汽車競賽中，6支本科參賽隊(duì)伍共獲得本科組三等獎(jiǎng)2項(xiàng)、成功參賽獎(jiǎng)4項(xiàng)。浙江水利水電學(xué)院電氣工程學(xué)院以各類學(xué)科技能競賽為載體，以CDIO模式為指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用和創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)符合時(shí)代要求的應(yīng)用型人才夯實(shí)了基礎(chǔ)。

4 學(xué)科競賽與CDIO模式結(jié)合培養(yǎng)應(yīng)用型人才存在的問題

4.1 亟需開發(fā)規(guī)?；?xùn)課程體系

科技競賽活動(dòng)是理論到應(yīng)用的載體，但是更需要注重考查知識的轉(zhuǎn)化能力。通常，為保證競賽活動(dòng)順利發(fā)展，學(xué)生的知識培養(yǎng)被分為若干個(gè)階段。以大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽為例：①基礎(chǔ)階段。研究構(gòu)建機(jī)械制作、電路設(shè)計(jì)與仿真等課程體系。②強(qiáng)化數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)等具有能力提升課程。③綜合創(chuàng)新能力訓(xùn)練階段，探索開發(fā)具有機(jī)電一體化系統(tǒng)特征的整體訓(xùn)練項(xiàng)目，例如智能小車。上述各階段中，學(xué)生按照培訓(xùn)目的和興趣愛好進(jìn)行分組。隨著培訓(xùn)的深入，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)將逐漸完善，學(xué)習(xí)和應(yīng)用能力得到全面強(qiáng)化與提高，從而確?？萍紕?chuàng)新活動(dòng)的順利進(jìn)行。根據(jù)上述培訓(xùn)步驟，如果要讓更多的學(xué)生從學(xué)科競賽中獲益，產(chǎn)生規(guī)模效應(yīng)，就需要針對專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)、針對不同培訓(xùn)階段開發(fā)系列課程。目前，還缺少相關(guān)教材。

4.2 亟需建立以實(shí)踐項(xiàng)目為中心的培訓(xùn)課程體系

學(xué)生可以按照創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室平臺設(shè)立的具有開放性、柔性和綜合性特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，自由設(shè)計(jì)應(yīng)用項(xiàng)目。例如，在智能小車競賽教學(xué)中，學(xué)生自主完成機(jī)械傳動(dòng)和電氣傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用創(chuàng)新。學(xué)生也可以自選相關(guān)項(xiàng)目來增加綜合實(shí)踐能力。研究建立相應(yīng)的課程培訓(xùn)體系、開發(fā)更合適的柔性項(xiàng)目。例如，采用仿真實(shí)驗(yàn)部分替代硬件實(shí)驗(yàn)，解決實(shí)驗(yàn)室資源、時(shí)間、空間等矛盾，這還有待深入研究和探索。

4.3 亟需深入推廣自主學(xué)習(xí)方式

大學(xué)生學(xué)習(xí)能力最終要發(fā)展為自主學(xué)習(xí)能力。在各類科技競賽活動(dòng)中，采用團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)方式，互相取長補(bǔ)短，可以有效地提高學(xué)習(xí)效率，對發(fā)展自主學(xué)習(xí)能力的提高也有極大的幫助。而以項(xiàng)目為中心，提倡學(xué)生針對特定工程問題，開展科技文獻(xiàn)與資料查詢、新知識學(xué)習(xí)，提高提出困難問題和解決實(shí)際問題的能力以及團(tuán)體學(xué)習(xí)和協(xié)同工程的能力。這樣的學(xué)習(xí)方式和要求，突破了傳統(tǒng)填鴨式理論教學(xué)模式，亟需探索合適的推廣方式。

5 總結(jié)

開展豐富多彩的學(xué)科競賽有利于改善學(xué)習(xí)氛圍，帶動(dòng)優(yōu)良學(xué)風(fēng)的形成。同時(shí)，也有利于學(xué)科建設(shè)、提煉和形成教學(xué)特色、有針對性地提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。本文針對CDIO模式特點(diǎn)，基于學(xué)科競賽的示范性和導(dǎo)向效應(yīng)，探討了如何依托健全學(xué)科競賽，增強(qiáng)學(xué)生實(shí)際應(yīng)用能力，提高學(xué)生解決工程問題的能力，創(chuàng)新規(guī)?；咚刭|(zhì)創(chuàng)新人才培養(yǎng)的途徑。

［1］沈秀，眭榮方，曾德偉.地方高校學(xué)科競賽管理體系的構(gòu)建［J］.實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2014，33（11）：187-190.

［2］薛玉利.基于學(xué)科競賽的電子信息工程專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)研究［J］.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2018，（2）：118-120.

［3］陳東清，朱東紅.基于學(xué)科競賽視角的應(yīng)用型物流人才培養(yǎng)模式改革及實(shí)踐［J］.物流技術(shù)，2017，36（4）：179-183.

［4］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.

G642

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2018.22.094

2095－6835（2018）22－0094－02

浙江水利水電學(xué)院教學(xué)改革項(xiàng)目（編號：JG201812）

梅從立（1978—），男，江蘇海安人，工學(xué)博士，副教授，主要從事智能信息處理與工業(yè)過程建模研究。

〔編輯：辛霞〕