新工科背景下基于CDIO理念的實踐課程教學改革研究

賓志燕 李煒 周堅和

摘? 要： 論文探索與研究在新工科背景下基于CDIO理念的實踐課程教學模式的改革和創(chuàng)新，提出了以“以產出導向為原則，以質量持續(xù)改進為根本目的，項目為主線，雙導師（校、企）跟蹤指導，學生為主體，新工科能力培養(yǎng)，科學合理考核”為基本特征的實踐課程教學新模式，該模式在實際應用中取得了較好的效果，同時也為新工科背景下實踐課程改革提供新思路。

關鍵詞： 新工科; CDIO理念; 實踐課程教學改革; 教學新模式

中圖分類號：G642? ? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ?文章編號：1006-8228（2019）01-99-03

Abstract： This paper explores and studies the reform and innovation of practical course teaching model based on the CDIO concept in the context of emerging engineering education， forms a new model of practical course teaching with the basic characteristics of "output-oriented principle， continuous improvement of quality as the fundamental purpose， project as the main line， dual tutor （school， enterprise） tracking guidance， students as the main body， emerging engineering education ability training， scientific and reasonable assessment". This teaching model has achieved good results in practical applications， at the same time， it also provides new ideas for curriculum reform in the context of emerging engineering education.

Key words： emerging engineering education; CDIO concept; reform of practical course teaching; new teaching model

0 引言

新工科（Emerging Engineering Education，3E）是基于國家戰(zhàn)略發(fā)展新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求而提出的我國工程教育改革方向[1]。新工科建設是一種新的工程教育發(fā)展模式，它不僅要解決如何培養(yǎng)具備更強創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、跨界整合能力的新型工程科技人才的問題，更著眼于面向未來新技術和新產業(yè)發(fā)展，著力推動學科交叉融合和跨界整合，并且構建工程教育的新理念、新結構、新模式、新質量和新體系[2]。新工科教育改革的一個重要方面就是以新的理念、新的結構、新的模式、新的質量和新的體系推動現(xiàn)有工科專業(yè)改革和創(chuàng)新，而人才培養(yǎng)的新模式、教育教學新質量是改革和創(chuàng)新現(xiàn)有工科專業(yè)課程，展開內涵式建設的發(fā)力點。實踐課程教學是新工科能力的培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，在新工科背景下，結合新工科人才培養(yǎng)的理念和目標改革和創(chuàng)新實踐課程教學模式以滿足社會發(fā)展對人才的需求具有十分重要的意義。

CDIO工程教育理念由美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯技術學院、瑞典皇家技術學院、瑞典林克平大學四所大學于2004年首創(chuàng)，它圍繞“構思（C）、設計（D）、實施（I）、運行（O）”思路展開，以工程項目從研發(fā)到完成的全過程為載體，使學生在實踐項目中學習工程基礎知識，提升工程實踐能力、解決復雜工程問題能力和綜合創(chuàng)新創(chuàng)造能力，是“做中學”和“基于項目學習”的集中體現(xiàn)，與新工科回歸工程之內涵具有較強的一致性[3]。

1 廣西科技大學通信工程工程專業(yè)CDIO培養(yǎng)計劃框架

廣西科技大學通信工程專業(yè)自2013年通過逐步引入、消化和吸收CDIO國際工程教育理念，對原有松散的實踐教學體系重新解構和梳理，在小規(guī)模探索實踐的基礎上進行CDIO實踐教學體系的本地化設計，如圖1所示規(guī)劃的整個實踐課程培養(yǎng)體系主要包含三級項目，三個一級項目（通信工程認識實習項目、通信電子系統(tǒng)綜合設計項目（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）、畢業(yè)設計）完整的貫穿于整個本科教學階段，使學生完整地得到實踐工程項目能力的整體訓練，六個二級項目是核心課程群的綜合，循序漸進地支撐一級項目，若干三級項目，三個層次的項目設計結合學生的創(chuàng)新、創(chuàng)造、創(chuàng)業(yè)能力，人際、團隊交流能力培養(yǎng)，使得整個人才培養(yǎng)形成一個有機的整體。

在這三個層次的項目中，CDIO一級項目實踐課程綜合了專業(yè)主要核心課程知識和能力，貫穿整個培養(yǎng)過程，是最為重要的環(huán)節(jié)。本文以培養(yǎng)新工科人才為目標，改革通信工程專業(yè)實踐（以CDIO一級項目實踐課程為例）課程教學模式，構建既有本專業(yè)特色又強調創(chuàng)新性，交叉融合的實踐教學新模式。

2 CDIO一級項目實踐課程教學新模式

以新工科理念為指引重構通信工程專業(yè)CDIO一級項目實踐課程教學模式，形成以“以產出導向為原則、以質量持續(xù)改進為根本目的、項目為主線、雙導師（校、企）跟蹤指導、學生為主體、新工科能力培養(yǎng)、科學合理考核”為基本特征的實踐課程教學新模式。

⑴ 以項目為主線，雙導師（校、企）跟蹤指導，多樣化創(chuàng)新CDIO一級項目實踐課程教學方法（如圖2所示）。

CDIO一級項目實踐課程教學，以實踐項目為載體，學生為主體，團隊合作形式進行，采用基于問題的學習、運用案例教學、研討式學習和體驗式學習等多種教學方法，將理論知識與實際運用有效結合起來，引導學生在項目實施過程中進行自主探索和創(chuàng)新，每個CDIO一級實踐項目均實行校企雙師制指導，項目實施過程中，模擬企業(yè)環(huán)境、貼近工程實際加強指導，CDIO一級實踐項目項目的選擇將面向行業(yè)最新需求，注重專業(yè)課程與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育、學科競賽的交叉、滲透與融合，實現(xiàn)實踐教學的多元主體協(xié)同育人。

⑵ 以產出導向為原則、以質量持續(xù)改進為根本目，構建CDIO一級項目實踐課程的閉環(huán)教學模式。

秉持“學生為中心、成果為導向、改進為目標”的理念，每個階段的 CDIO 一級項目實踐課程教學按計劃、實施、評價、改進四個步驟循環(huán)運行，形成一個漸次提高的閉環(huán)系統(tǒng)（圖3所示），項目以行業(yè)需求為導向，根據(jù)行業(yè)對人才知識、素質、能力的需求，制定教學目標，再根據(jù)工程教育認證通用標準要求構造出的專業(yè)課程計劃與畢業(yè)要求對于矩陣確定本門課程所對應的畢業(yè)要求指標點，結合教學目標及課程必須達到的畢業(yè)要求指標點，制定本課程的教學大綱，教學大綱需要明確課程信息、課程目標、課程支撐畢業(yè)指標點及課程內容與畢業(yè)指標點對應關系、教學內容及要求、教學方法、課程考核方式及成績評定標準、達成度評價等內容;最后，通過課程達成度評價對學生學習產出進行評估反饋，以便持續(xù)改進。

⑶ 建立科學合理的CDIO一級項目實踐課程考核體系。

課程考核是檢查和評價教學效果的重要手段[4]。CDIO一級項目實踐課程考核由四個部分組成（如表1所示），分別是項目完成質量（50%），項目實施過程評價（30%），指導教師對小組成員個人表現(xiàn)評價（10%）和項目小組成員互評分（10%），四個部分的考核內容及分值構成，以項目完成質量為主、兼顧過程考核與平時成績，注重學生專業(yè)知識、創(chuàng)新能力、綜合素質的全面考核。

3 實施與成效

以新工科人才能力培養(yǎng)為改革目標，構建了基于CDIO理念的實踐課程教學的新模式，著重培養(yǎng)學生解決實際工程問題、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力、團隊協(xié)作能力。該教學新模式已在我院通信工程專業(yè)15級、16級和17級開展實踐，該教學模式受到了學生廣泛歡迎，極大的提高了學生綜合應用能力，同時為學生參加各類學科競賽、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目奠定了良好的基礎。近1年來，通信工程專業(yè)學生積極參加國家、省級學科競賽并取得較好的成績，獲2018年第八屆“賽百特杯”全國大學生智能互聯(lián)創(chuàng)新應用設計大賽特等獎等多項國家級獎項，2018年獲批國家級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目4項，省級大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目12項，比2017年增加4項。

4 結論

新工科背景下，加強實踐課程教學模式的創(chuàng)新和改革以滿足當今社會對人才的新需求具有十分重要意義。以新工科理念為指引重構通信工程專業(yè)實踐課程的教學模式，形成以“以產出導向為原則、以質量持續(xù)改進為根本目的、項目為主線、雙導師（校、企）跟蹤指導、學生為主體、新工科能力培養(yǎng)、科學合理考核”為基本特征的實踐課程教學新模式，該模式較好地提升了學生工程實踐能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力和綜合素質。

參考文獻（References）：

[1] 鐘登華.新工科建設的內涵與行動[J].高等工程教育研究，2017.3：1-6

[2] 陳建義.基于“新工科”的“過程流體機械”教學方法研究[J].教育教學論壇，2017.48：154-156

[3] 葉民，孔寒冰，張煒.新工科：從理念到行動[J].高等工程教育研究，2018.1：24-31

[4] 馮梅琳，何學文，羅小燕，周賢娟.基于CDIO理念的測控專業(yè)實踐教學創(chuàng)新體系[J].實驗室研究與探索，2014.4：180-184