基于CDIO理論的獨(dú)立院校創(chuàng)新人才培養(yǎng)

鐘 誠，徐陶

（武漢科技大學(xué)城市學(xué)院，武漢 430083）

一、CDIO教學(xué)模式及其發(fā)展

CDIO教育模式是由美國麻省理工學(xué)院以及瑞典皇家工學(xué)院等四所高校為了解決工程教育中的問題而提出的，其主要目的是為了解決如何培養(yǎng)為現(xiàn)代社會培養(yǎng)滿足社會需求的工程人才。CDIO教育理念認(rèn)為，當(dāng)前社會中一個(gè)合格的工科大學(xué)畢業(yè)生應(yīng)當(dāng)在工程實(shí)際中具有構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行復(fù)雜的具有附加值的工程產(chǎn)品、過程及系統(tǒng)。因此，CDIO教育模式以現(xiàn)代工程實(shí)際項(xiàng)目為背景，將學(xué)生的專業(yè)課程與構(gòu)思（conceive，包括產(chǎn)品的需求分析、技術(shù)及企業(yè)管理方法）、設(shè)計(jì)（design，主要包括工程設(shè)計(jì)以及實(shí)施方案等）、實(shí)施（implement，主要指將設(shè)計(jì)圖紙轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品的過程，包括制造、解碼及測試等）和運(yùn)作（operation，主要指對產(chǎn)品的生命周期進(jìn)行管理，包括對系統(tǒng)的修訂、改進(jìn)和淘汰）過程相結(jié)合，培養(yǎng)滿足社會生產(chǎn)需求的工程畢業(yè)生[1]。

我國在2008年成立了《中國CDIO工程教育模式研究與實(shí)踐》課題組，開始根據(jù)國內(nèi)高校的實(shí)際情況對我國工程教育改革情況進(jìn)行調(diào)研，并指導(dǎo)有關(guān)院校開展CDIO工程教育模式試點(diǎn)，且已取得一部分成效[2]。

二、獨(dú)立院校的創(chuàng)新人才培養(yǎng)現(xiàn)狀

近年來，由于經(jīng)濟(jì)發(fā)展和就業(yè)因素的原因，國家和社會對于大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)越來越重視。國內(nèi)出現(xiàn)了大量的各類大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)相關(guān)的比賽。培養(yǎng)大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力對于獨(dú)立院校來說是十分重要的，這不僅能夠提升獨(dú)立院校學(xué)生就業(yè)的綜合競爭力，同時(shí)也能夠通過學(xué)生的創(chuàng)業(yè)實(shí)現(xiàn)就業(yè)。但獨(dú)立院校相比與公辦院校有較大的不同，首先，獨(dú)立院校往往限于自身?xiàng)l件等因素，沒有良好的硬件與軟件基礎(chǔ)設(shè)施，沒有較好的創(chuàng)新平臺；其次，獨(dú)立院校在各項(xiàng)制度上缺乏在制度上創(chuàng)新的勇氣與實(shí)力[3]。因此，在培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力上往往只注重形式，或者是以少數(shù)學(xué)生參加創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)比賽得獎(jiǎng)的成果來衡量對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，而沒有從學(xué)校和學(xué)生個(gè)人的實(shí)際情況出發(fā)來對學(xué)生進(jìn)行綜合能力的培養(yǎng)。

三、CDIO教學(xué)大綱與創(chuàng)新人才培養(yǎng)

1.CDIO大綱。根據(jù)現(xiàn)代工程實(shí)踐準(zhǔn)則以及對人才培養(yǎng)目標(biāo)分析的基礎(chǔ)上提出了CDIO的大綱。從技術(shù)知識和推理、個(gè)人能力及職業(yè)能力和態(tài)度、人際交往能力，以及企業(yè)與社會環(huán)境下構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行系統(tǒng)的能力這四個(gè)方面對所培養(yǎng)的人才進(jìn)行評價(jià)，并對這四個(gè)大類目標(biāo)進(jìn)行了細(xì)化，提出了各個(gè)大類下的二級和三級指標(biāo)，共包含了四大類17條70點(diǎn)[4]。

2.CDIO大綱與創(chuàng)新人才要求之間的聯(lián)系。創(chuàng)新人才是相對與傳統(tǒng)人才的一種人才類型。其具有以下四個(gè)特點(diǎn)：一是知識面開闊，并且具有自己的專長，知識面既有專的深度，又具有博的廣度；二是具有很強(qiáng)的創(chuàng)新性學(xué)習(xí)能力，進(jìn)行自主的、探索性的學(xué)習(xí)；三是個(gè)性鮮明，思維方式獨(dú)特；四是意志堅(jiān)強(qiáng)，具有很高的成就動(dòng)機(jī)[5]。CDIO大綱中第一大類的技術(shù)知識與推理能力是創(chuàng)新人才所必需具備的基礎(chǔ)專業(yè)知識。第二部分的工程思維、科學(xué)思維及系統(tǒng)思維，從問題的發(fā)現(xiàn)到提出假設(shè)驗(yàn)證，并最終解決問題的過程正是創(chuàng)新的過程。大綱的第三和第四部分都是在現(xiàn)代企業(yè)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新的必不可少的條件。從上可以看出，創(chuàng)新人才的教育與CDIO大綱的培養(yǎng)目標(biāo)是一致的?；贑DIO培養(yǎng)模式來進(jìn)行創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，正是當(dāng)前高等教育改革的趨勢[6]。

四、CDIO教育模式的實(shí)踐與探索

武漢科技大學(xué)城市學(xué)院機(jī)電自動(dòng)化專業(yè)在創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了一些嘗試。該專業(yè)對學(xué)生培養(yǎng)的目標(biāo)為，以實(shí)踐為基礎(chǔ)，培養(yǎng)面向工程的具有專業(yè)知識以及管理能力的一線工程師為培養(yǎng)目標(biāo)，并探索培養(yǎng)綜合素質(zhì)高、實(shí)踐能力強(qiáng)并具有寬廣知識面的綜合性創(chuàng)新人才。專業(yè)教師選擇一部分學(xué)習(xí)基礎(chǔ)較好的學(xué)生，通過整合學(xué)校資源，在原來的培養(yǎng)方式外，以尋求企業(yè)合作，創(chuàng)新競賽等方式，引入構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行項(xiàng)目（CDIO項(xiàng)目）。引導(dǎo)學(xué)生對本專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，并通過項(xiàng)目的開展學(xué)習(xí)并體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合作，承擔(dān)責(zé)任以及職業(yè)精神等素質(zhì)。

1.人員的選拔與團(tuán)隊(duì)的建設(shè)。由于限于客觀因素，不能對整個(gè)專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，因此首先要進(jìn)行人員的選擇。人員的選擇條件著重考慮三個(gè)方面，一是基礎(chǔ)知識，二是學(xué)習(xí)能力，三是學(xué)習(xí)態(tài)度。在選擇人員的方法上可以采用布置任務(wù)的形式，對學(xué)生的基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)能力以及邏輯思維能力等方面進(jìn)行考核。另一方面，在同學(xué)間的交流中可以發(fā)現(xiàn)學(xué)生的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生不同的特點(diǎn)，在平常參與項(xiàng)目的同時(shí)進(jìn)行有針對的培養(yǎng)。人員選擇完后要進(jìn)行分組，一般5—7人一組。在分組過程中要充分考慮到團(tuán)隊(duì)中各個(gè)成員的特長，使團(tuán)隊(duì)的能力比較全面。根據(jù)團(tuán)隊(duì)的不同情況，在日后的實(shí)際項(xiàng)目開展過程中，需要對團(tuán)隊(duì)中的隊(duì)員進(jìn)行不同方面的培養(yǎng)。

2.項(xiàng)目的實(shí)施與人員的培養(yǎng)。自動(dòng)化專業(yè)本次引入的項(xiàng)目為“風(fēng)道管道清掃機(jī)器人”。在構(gòu)思方面，首先團(tuán)隊(duì)成員對該產(chǎn)品的市場情況、產(chǎn)品定義以及產(chǎn)品可行性規(guī)劃、產(chǎn)品功能進(jìn)行調(diào)研，提出對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和功能的需求和定義。在設(shè)計(jì)方面，利用應(yīng)用工程力學(xué)、機(jī)械工程基礎(chǔ)等學(xué)科的知識進(jìn)行機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。利用單片機(jī)、PCB繪圖以及電路等相關(guān)課程的知識進(jìn)行控制系統(tǒng)部分的電路設(shè)計(jì)與程序編寫。在實(shí)施方面，團(tuán)隊(duì)內(nèi)分工合作，發(fā)揮自己所擅長的知識。采用3D打印制作非標(biāo)件，焊接調(diào)試控制電路板，利用Android編寫手機(jī)控制端程序。在運(yùn)行方面，所有部分進(jìn)行分部測試，最后完成樣機(jī)組裝以及測試。讓學(xué)生在團(tuán)隊(duì)的氣氛中充分感受團(tuán)隊(duì)的重要性。在以上過程中，技術(shù)難題是一定會碰到的，為了保證項(xiàng)目能夠成功，專業(yè)教師通過尋求企業(yè)合作，讓企業(yè)也參與到項(xiàng)目實(shí)施中，同時(shí)也讓學(xué)生真正地參與到實(shí)際工作中去。

3.人才培養(yǎng)的結(jié)果。本次參與的“風(fēng)道管道清掃機(jī)器人”項(xiàng)目，在全國“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外創(chuàng)作科技大賽中獲得了湖北省一等獎(jiǎng)，并獲得了發(fā)明專利一項(xiàng)。參與項(xiàng)目的7名學(xué)生中，除考研的學(xué)生外，其他學(xué)生均已在合作企業(yè)中從事相關(guān)的設(shè)計(jì)崗位。

五、結(jié)語

在經(jīng)濟(jì)與技術(shù)不斷發(fā)展的今天，傳統(tǒng)的大學(xué)教學(xué)模式已經(jīng)越來越不適應(yīng)當(dāng)前企業(yè)對人才的需求，而CDIO教學(xué)模式的引入有助于解決這個(gè)問題。盡管目前CDIO教學(xué)模式出現(xiàn)的時(shí)間并不長，但已具有一定的成效。而獨(dú)立院校由于其特點(diǎn)，需要從小規(guī)模的試點(diǎn)開始，逐步探索出一條合適的創(chuàng)新人才培養(yǎng)方案。

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[3]胡興志，丁飛己，王紀(jì)坤.從CDIO教學(xué)大綱變動(dòng)看CDIO課程改革[J].高等工程教育研究，2015，(3)：189-192.

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[6]曹淼孫，梁志星.基于CDIO理念的工程專業(yè)教師角色轉(zhuǎn)型[J].高等工程教育研究，2012，(1)：88-91.