CDIO在高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的探索

梁莉娟

【摘要】在高等工科教育國(guó)際化趨勢(shì)越來越清晰的背景下，針對(duì)日前我國(guó)工科畢業(yè)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力明顯不足、在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)地位這一現(xiàn)狀，通過實(shí)踐教學(xué)實(shí)踐，提出借鑒和采用發(fā)達(dá)國(guó)家的教育模式和理念、改革實(shí)踐教學(xué)方式方法、實(shí)施CDIO工程教育模式是提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的有效途徑。

【關(guān)鍵詞】CDIO 工程教育 實(shí)踐能力

CDIO是國(guó)際高等工程教育領(lǐng)域中先進(jìn)的、系統(tǒng)的教育理念和人才培養(yǎng)模式，是以構(gòu)思（Conceive）——設(shè)計(jì) （ Design）——實(shí)現(xiàn)（Implement）——運(yùn)作（Operate）為培養(yǎng)主線，綜合考慮了基礎(chǔ)知識(shí)、職業(yè)技能以及個(gè)人與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人際交往技能，乃至在整個(gè)社會(huì)環(huán)境下企業(yè)進(jìn)行CDIO的實(shí)踐過程；是讓學(xué)生在主動(dòng)的、實(shí)踐的課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力。實(shí)踐教學(xué)既是理論知識(shí)的鞏固與延伸，又是學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，既是對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練的理想課程，又是每一個(gè)優(yōu)秀工程技術(shù)人員不可缺少的學(xué)習(xí)歷程。因此，本文將CDIO工程教育理念引入實(shí)踐教學(xué)，完善了基于CDIO理念的實(shí)踐教學(xué)課程及內(nèi)容，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和CDIO工程實(shí)踐能力。

CDIO強(qiáng)調(diào)學(xué)生綜合能力的發(fā)展，包括創(chuàng)新思維、工程實(shí)踐能力和個(gè)人與團(tuán)隊(duì)合作的職業(yè)素養(yǎng)。CDIO教育理念的先進(jìn)性既能保證大多數(shù)學(xué)生系統(tǒng)地獲取實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)及基本技能，又能使優(yōu)秀學(xué)生更好地發(fā)揮自己的個(gè)性和特長(zhǎng)；既能充分激發(fā)與挖掘?qū)W生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和潛力，又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)也有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來解決工程中遇到的實(shí)際問題，并能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

實(shí)驗(yàn)室是學(xué)校教學(xué)、科研和人才培養(yǎng)的重要基地。實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為一種知識(shí)與能力結(jié)合、理論與實(shí)踐結(jié)合的教學(xué)模式，既是理論教學(xué)的擴(kuò)展與延伸，又是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新精神的重要手段。因此，許多高校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中積極引入新理念，不斷探討新方法。

1 大學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)

服務(wù)創(chuàng)新型國(guó)家建設(shè)，培養(yǎng)出適應(yīng)國(guó)家重大戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求的優(yōu)秀人才，是高等教育改革與發(fā)展的根本目標(biāo)。工程訓(xùn)練課程是高等教育課程體系的重要組成部分，是實(shí)踐教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是提高工科大學(xué)生實(shí)踐能力的主要抓手。因此，提高對(duì)工程訓(xùn)練課程的認(rèn)識(shí)，改善工程訓(xùn)練課程基礎(chǔ)條件，提升實(shí)踐教學(xué)指導(dǎo)教師整體素質(zhì)，改革實(shí)踐教學(xué)方式方法，就能盡快改變工科畢業(yè)生實(shí)踐能力不足這一沉病瘤疾。CDIO強(qiáng)調(diào)綜合的創(chuàng)新能力，與社會(huì)大環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展；同時(shí)更關(guān)注工程實(shí)踐，加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。我們緊密圍繞提高工科大學(xué)生實(shí)踐能力這一主要任務(wù)，強(qiáng)化CDIO工程教育理念，在工程訓(xùn)練課程改革中進(jìn)行了有益嘗試，積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，取得了一些成效。

2 實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)

隨著高等教育的改革與發(fā)展，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)已成為建設(shè)高水平研究型大學(xué)的重要組成部分，高素質(zhì)的實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍是高校可持續(xù)發(fā)展的重要資源，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)施、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通和大系統(tǒng)掌控等能力。要實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)目標(biāo)，首先要加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)。學(xué)?？梢岳枚喾N渠道為自己打造一支具有較高思想覺悟和理論素養(yǎng)、較強(qiáng)動(dòng)手能力，既熟悉實(shí)驗(yàn)設(shè)備性能，又能熟練操作這些設(shè)備，并指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍。這支隊(duì)伍是搞好實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)、充分發(fā)揮儀器設(shè)備效益的關(guān)鍵。

加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍的思想建設(shè)，重視師德師風(fēng)建設(shè)，不斷強(qiáng)化教師的師德修養(yǎng)和敬業(yè)精神，不斷增強(qiáng)教師教書育人的自覺性和責(zé)任感，努力提高教書育人的能力和水平。在實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍中形成“奮發(fā)向上”的風(fēng)氣，大家積極從事理論教學(xué)工作、實(shí)驗(yàn)工作、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)開發(fā)工作、編寫實(shí)驗(yàn)教材或講義，并通過參加培訓(xùn)或進(jìn)修不斷提高自己的水平，為良好教風(fēng)的形成奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

CDIO理念的引入要求高校的“教與學(xué)”轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，使高校不僅能夠傳授知識(shí)，并能為企業(yè)輸送有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的勞動(dòng)者。因此，作為高校教學(xué)的重要組成部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要引入新理念，探討新方法。

3.1 優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

以提高學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力為目標(biāo)，本著繼承與創(chuàng)新、循序漸進(jìn)與適度跳躍的原則，按照學(xué)生能力形成的不同階段，改革現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)體系和管理體制。在完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，適當(dāng)增加綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和研究創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)的比例，著力培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)基本技能、綜合設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)新研究能力，最大限度縮短教學(xué)性實(shí)驗(yàn)與工程實(shí)踐的跨度，構(gòu)建較完善的“以基本實(shí)踐教學(xué)為主體、知識(shí)技能拓展和創(chuàng)新能力提升為兩翼”的工程實(shí)踐創(chuàng)新機(jī)制，其中，基本實(shí)踐教學(xué)包括課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)，分四個(gè)層次：第一層次以演示性實(shí)驗(yàn)和認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)為主；第二層次以綜合型、選擇型實(shí)驗(yàn)，生產(chǎn)實(shí)習(xí)、工程實(shí)踐為主；第三層次以課程設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，畢業(yè)實(shí)習(xí)、項(xiàng)目實(shí)踐為主；第四層次為畢業(yè)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的人才。在完善基本實(shí)踐教學(xué)主體的同時(shí)，加強(qiáng)左右兩翼的建設(shè)，并充分發(fā)揮其作用。將工程實(shí)訓(xùn)作為第一層次實(shí)踐教學(xué)的延伸；第二、三層結(jié)合大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃在校外企業(yè)實(shí)習(xí)基地完成；60%的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目來自工程應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、企業(yè)科研開發(fā)、學(xué)科競(jìng)賽等項(xiàng)目。該機(jī)制“一體兩翼”各有側(cè)重，互補(bǔ)互動(dòng)，形成實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)相結(jié)合、校內(nèi)和校外相結(jié)合、教學(xué)和科研相結(jié)合、面向工程應(yīng)用的多層次立體化實(shí)踐教學(xué)體系。

3.2 深化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容

將CDIO融入實(shí)踐教學(xué)之中，構(gòu)建“一個(gè)目標(biāo)、兩個(gè)實(shí)踐主體、三個(gè)實(shí)踐過程、四個(gè)實(shí)踐層次多種教學(xué)模式”的CDIO實(shí)踐教學(xué)新體系。

（1）樹立CDIO工程教育目標(biāo)

通過調(diào)整實(shí)踐課程體系，改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法，充實(shí)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)基礎(chǔ)理論教學(xué)與專業(yè)技能訓(xùn)練相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)新理念，促進(jìn)學(xué)生基本技能、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及系統(tǒng)工程四個(gè)層面的協(xié)調(diào)發(fā)展，全面體現(xiàn)學(xué)生工程開發(fā)能力和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)并重的思路，從而形成融理論知識(shí)、工程實(shí)踐及創(chuàng)新意識(shí)為一體的CDIO工程教育目標(biāo)。

（2）堅(jiān)持教師和學(xué)生主體并重

CDIO工程教育模式要求教師以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、不斷探索、努力創(chuàng)新。教師要特別強(qiáng)調(diào)相關(guān)知識(shí)和能力在實(shí)踐中的相互聯(lián)系；教學(xué)中應(yīng)安排豐富多彩的設(shè)計(jì)性、綜合性、實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)，提供更多的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓學(xué)生親自動(dòng)手，強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)——分析——解決問題的能力培養(yǎng)。

（3）強(qiáng)化基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、綜合實(shí)踐三過程

在基礎(chǔ)實(shí)踐過程中，通過傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，使學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)室常用電子設(shè)備的使用，掌握最基本的實(shí)驗(yàn)操作技能；專業(yè)實(shí)踐突出科學(xué)方法和動(dòng)手能力的結(jié)合，提高學(xué)生綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技能分析解決問題的能力；綜合實(shí)踐則是基本技能和專業(yè)技能基礎(chǔ)上的升華，在這一環(huán)節(jié)，應(yīng)拓寬實(shí)習(xí)渠道，擴(kuò)大校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，以此鍛煉學(xué)生的CDIO能力。

（4）運(yùn)用多種教學(xué)模式

課內(nèi)開展多樣化的教學(xué)方式，包括問題式、啟發(fā)式、探究式等研究性實(shí)踐教學(xué)模式，課外鼓勵(lì)多樣化的自主創(chuàng)新模式和工程實(shí)踐教學(xué)模式。這種工程教育模式將不同年級(jí)和不同專業(yè)的學(xué)生按照興趣組建成一個(gè)項(xiàng)目小組，學(xué)生根據(jù)自己的專長(zhǎng)和愛好“以產(chǎn)品為目標(biāo)”的教學(xué)模式，在教師的指導(dǎo)下自主進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)新模式。強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”、“以系統(tǒng)為對(duì)象”。

3實(shí)驗(yàn)設(shè)施建設(shè)

3.1優(yōu)化基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)設(shè)施

根據(jù)“資源共享”原則，重新布局、整合優(yōu)質(zhì)資源，將交叉學(xué)科分散各處的實(shí)驗(yàn)室統(tǒng)一規(guī)劃，組建多學(xué)科共享、多層次實(shí)驗(yàn)互聯(lián)的面向多專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，大大改善實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)資源的共享。

另外，儀器設(shè)備配置是實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的好壞直接影響到實(shí)驗(yàn)室的實(shí)力和學(xué)科的發(fā)展。采用引進(jìn)設(shè)備與自主研發(fā)相結(jié)合的辦法，爭(zhēng)取財(cái)政投入及學(xué)校配套經(jīng)費(fèi)，引進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置、大型儀器設(shè)備，迅速提升實(shí)驗(yàn)中心的整體硬件設(shè)施。使得儀器設(shè)備無(wú)論在數(shù)量上，還是在層次上，都能很好地滿足實(shí)驗(yàn)正常教學(xué)、開放教學(xué)和創(chuàng)新研究的需要。

3.2 校企聯(lián)合實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)

學(xué)校應(yīng)以全程開放為準(zhǔn)則，建立開放實(shí)驗(yàn)室，作為學(xué)生進(jìn)行自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)平臺(tái)；以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力為目標(biāo)，建立CDIO主題實(shí)驗(yàn)室；倡導(dǎo)走“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合的方法道路，增添科研訓(xùn)練開放性實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐項(xiàng)目，積極開展學(xué)校與企業(yè)以及科研單位之間的合作，并形成長(zhǎng)期穩(wěn)定的合作關(guān)系，努力構(gòu)建校企雙贏的利益機(jī)制。

通過在這些聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的實(shí)踐訓(xùn)練，學(xué)生接觸到了生產(chǎn)實(shí)踐領(lǐng)域中先進(jìn)的設(shè)備、主流的工藝、企業(yè)運(yùn)作的流程，甚至國(guó)際的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念。培養(yǎng)了學(xué)生的工程能力、創(chuàng)新能力和可持續(xù)發(fā)展能力。為學(xué)生接軌社會(huì)市場(chǎng)乃至國(guó)際市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)，有效縮短了學(xué)生畢業(yè)后在工作崗位上的實(shí)習(xí)適應(yīng)過程，提高了畢業(yè)生就業(yè)率。

4 結(jié)語(yǔ)

CDIO理念對(duì)高校實(shí)驗(yàn)隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和實(shí)驗(yàn)設(shè)施建設(shè)以及管理都具有非常高的參考價(jià)值，對(duì)高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可持續(xù)發(fā)展具有非常重要的意義。CDIO工程教學(xué)模式經(jīng)過長(zhǎng)期不斷地探索、修正和完善，必將為高校的實(shí)踐教學(xué)帶來更深遠(yuǎn)的意義。

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