CDIO與MOOC融合的嵌入式模式應(yīng)用于創(chuàng)新方法學(xué)課程的創(chuàng)新研究

王 甜 王妍瑋

(哈爾濱石油學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150028)

在人類進(jìn)入21世紀(jì)第3個(gè)10年間，學(xué)科與學(xué)科分類有很大差異。隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的加快，機(jī)械工程學(xué)科作為工學(xué)研究的一級(jí)學(xué)科對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)逐漸由理論知識(shí)轉(zhuǎn)戰(zhàn)到理論與實(shí)踐相結(jié)合，以培養(yǎng)高素質(zhì)專業(yè)人才來適應(yīng)社會(huì)需求。近年來，隨著國家和黑龍江省對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的不斷重視，哈爾濱石油學(xué)院自2011年開始建設(shè)創(chuàng)新方法學(xué)課程，以培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才為核心，于2013年，正式將“創(chuàng)新教育”課程模塊納入人才培養(yǎng)方案，其中，創(chuàng)新方法學(xué)課程授課內(nèi)容以經(jīng)典TRIZ創(chuàng)新方法為主線，采用線上線下混合的授課方式，在創(chuàng)新方法學(xué)課程實(shí)踐中，采用CDIO工程教育理念與線上線下混合的MOOC教學(xué)模式，對(duì)機(jī)械工程專業(yè)在傳統(tǒng)教學(xué)中出現(xiàn)的理論與實(shí)際脫節(jié)及專業(yè)培養(yǎng)偏差弊端等傳統(tǒng)模式進(jìn)行改進(jìn)，采用學(xué)校在智慧樹平臺(tái)發(fā)布的“創(chuàng)新方法學(xué)”線上課程+視頻公開課的方式，滿足新工科培養(yǎng)需求。

一、國內(nèi)外創(chuàng)新教育現(xiàn)狀

創(chuàng)新教育近年來在全國范圍內(nèi)廣泛開設(shè)，如何設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，如何安排教學(xué)學(xué)時(shí)，如何培養(yǎng)創(chuàng)新與專業(yè)結(jié)合，如何打破傳統(tǒng)思維定式，是創(chuàng)新方法教育中考慮的主要因素。國內(nèi)外多所大學(xué)開設(shè)創(chuàng)新類課程[1]。例如，美國Purdue大學(xué)Kartik B. Ariyur老師開設(shè)的“創(chuàng)新設(shè)計(jì)方法”課程采用主講教師與視頻課程同步的授課方式，在多個(gè)校區(qū)直接實(shí)時(shí)直播；北京大學(xué)張海霞教授創(chuàng)建了“創(chuàng)新工程實(shí)踐”，在沉浸式教室與國內(nèi)多所學(xué)校開展線上線下混合；大連理工大學(xué)馮林教授創(chuàng)辦了大學(xué)生創(chuàng)新基礎(chǔ)，將多種方法融入大學(xué)生創(chuàng)新中。不同學(xué)者在創(chuàng)新方法教育中進(jìn)行了很好的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，例如，哈爾濱石油學(xué)院立足應(yīng)用型本科院校，以俄羅斯經(jīng)典TRIZ創(chuàng)新方法為授課主線，通過項(xiàng)目式教學(xué)切入，結(jié)合企業(yè)實(shí)際案例，梳理創(chuàng)新基礎(chǔ)、創(chuàng)新思維、創(chuàng)新方法、矛盾分析、物場(chǎng)模型、進(jìn)化法則等授課要點(diǎn)，系統(tǒng)且貼近實(shí)際工程應(yīng)用，切實(shí)提高大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力，對(duì)人才的實(shí)際動(dòng)手能力，特別是理論與實(shí)踐相結(jié)合方面都進(jìn)行了有效設(shè)計(jì)。

目前，我國加大創(chuàng)新人才培養(yǎng)力度，提高自主創(chuàng)新能力，創(chuàng)建創(chuàng)新型國家，其中，大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是重要因素之一。美國、德國等國家將創(chuàng)新列入大學(xué)生必修課程之一，而我國高校成立高校創(chuàng)新方法聯(lián)盟，當(dāng)前開設(shè)創(chuàng)新課程的院校也不斷增多，但由于創(chuàng)新類課程成立時(shí)間并不長，因此，在課程開設(shè)及實(shí)施中存在一定難度。

哈爾濱石油學(xué)院創(chuàng)新方法課程實(shí)施中也經(jīng)歷了艱難的攻堅(jiān)期，逐項(xiàng)攻破早期師資培養(yǎng)、課程實(shí)施、方案設(shè)計(jì)等方面遇到的困難。目前，已結(jié)合黑龍江省創(chuàng)新方法優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，建成了“創(chuàng)新方法學(xué)”黑龍江省級(jí)精品在線課程，教學(xué)團(tuán)隊(duì)出版“創(chuàng)新方法學(xué)”教學(xué)參考書，嘗試在創(chuàng)新方法學(xué)課程的教學(xué)過程中采用CDIO教學(xué)模式、MOOC課程模式結(jié)合與TRIZ創(chuàng)新方法相結(jié)合的課堂教學(xué)形式，激發(fā)學(xué)生自主創(chuàng)新意識(shí)，將企業(yè)實(shí)際遇到的技術(shù)問題，通過逐層分析，采用創(chuàng)新性方法的解題方法在課程中以題帶練，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，擬培養(yǎng)適合社會(huì)需求的、能利用創(chuàng)新方法工具解決實(shí)際問題的有用人才[2]。

二、CDIO理念和MOOC視頻教學(xué)方法融合嵌入式模式的改革

哈爾濱石油學(xué)院自2011年創(chuàng)建以來，從開設(shè)學(xué)期、授課內(nèi)容、師資培養(yǎng)、教材建設(shè)等方面開展了工作，以通過創(chuàng)新方法學(xué)全校低年級(jí)通識(shí)課程，拓展學(xué)生創(chuàng)新思維。TRIZ理論源于前蘇聯(lián)，是阿奇舒勒在整理專利中總結(jié)的方法，這種方法適合引導(dǎo)大學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)新方法，作為創(chuàng)新教育模塊的課程，經(jīng)過前期建設(shè)，課程自2018年秋季開設(shè)以來已運(yùn)行兩個(gè)學(xué)期，選課人數(shù)超過1.5萬人，創(chuàng)新方法學(xué)課程凝聚創(chuàng)新方法教育師資的多年教學(xué)成果，有效利用互聯(lián)網(wǎng)，在智慧樹平臺(tái)播放課程、組建班級(jí)、課程管理、課后答疑，完成創(chuàng)新方法教育的全過程。

在課程運(yùn)行一年的實(shí)踐中，“創(chuàng)新方法學(xué)”課程評(píng)選為2019年黑龍江省精品在線課程，課程教師、授課視頻、演示文稿、教學(xué)課件、課程公告、測(cè)驗(yàn)和作業(yè)、考試等教學(xué)活動(dòng)資源滿足學(xué)生線上學(xué)習(xí)要求，開始學(xué)生配備線下老師，完成與線上、線下混合教學(xué)模式，這就對(duì)線下教師課程設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)安排、學(xué)生管理等方面提出了新的要求，用于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，也就是線上、線下混合式教學(xué)模式的構(gòu)建。

三、CDIO理念與MOOC相結(jié)合嵌入式教學(xué)改革特點(diǎn)

在課堂學(xué)習(xí)中，教師提前在網(wǎng)上選出好的MOOC教學(xué)資源，讓學(xué)生提前進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。在基于CDIO教學(xué)理念的基礎(chǔ)上，適用當(dāng)前的MOOC教學(xué)方式，不僅能增加學(xué)生的積極性，拓寬學(xué)生知識(shí)面，強(qiáng)化學(xué)生所學(xué)內(nèi)容，應(yīng)用授課知識(shí)開展實(shí)際應(yīng)用，這就要求有效地開展項(xiàng)目號(hào)的CDIO教學(xué)。教學(xué)中，線下教師需要設(shè)計(jì)“學(xué)生角色”，通過課程學(xué)習(xí)，將學(xué)生成功過渡到“職業(yè)角色”，從而達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的復(fù)習(xí)和鞏固，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果[3]。

1.拓 展思維，避免思維定式

傳統(tǒng)課堂老師講授中規(guī)中矩，將問題及答案固定模式引導(dǎo)并講授給學(xué)生，通過創(chuàng)新方法及CDIO理念與MOOC結(jié)合，打破原有思維模式，實(shí)現(xiàn)一種問題多種解決方式。

2.減 輕一線教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，提高教師的專業(yè)水準(zhǔn)

應(yīng)用型本科院校，特別是近年來新建的民辦應(yīng)用型本科院校，由于學(xué)校發(fā)展歷程不長，教師隊(duì)伍師資短缺，使得教師的教學(xué)任務(wù)較重。創(chuàng)新教育課程的開設(shè)不應(yīng)給授課教師增加額外的教學(xué)負(fù)擔(dān)，MOOC教學(xué)是交互式教學(xué)的利器，在有限學(xué)時(shí)下，通過線上補(bǔ)充，可有效幫助學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)新方法課程中的顯性知識(shí)，通過線下見面課程及網(wǎng)絡(luò)輔導(dǎo)答疑，實(shí)現(xiàn)隱性知識(shí)的顯性化，提升學(xué)習(xí)效果。

3.理 論與實(shí)踐有效結(jié)合

通過與企業(yè)契合，增加實(shí)際項(xiàng)目及設(shè)計(jì)難度，根據(jù)項(xiàng)目課題難度系數(shù)的不同制定分值，學(xué)生可自主選擇合適的項(xiàng)目，組建團(tuán)隊(duì)，制訂計(jì)劃并完成。根據(jù)實(shí)際問題分析解決，進(jìn)行學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。

4.有 效利用分散時(shí)間豐富學(xué)生第二課堂

第二課堂是第一課堂的有益補(bǔ)充，第一課堂授課時(shí)間多集中安排在周一—周五的白天，大學(xué)生晚自習(xí)和周六、周日閑散時(shí)間，對(duì)有學(xué)習(xí)期望的同學(xué)，可以利用學(xué)習(xí)平臺(tái)，自主學(xué)習(xí)創(chuàng)新方法學(xué)課程涉及的知識(shí)，利用閑散時(shí)間，通過第二課堂的學(xué)習(xí)，積極參與有效的教學(xué)活動(dòng)，并通過MOOC的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行各個(gè)學(xué)科不同知識(shí)點(diǎn)的掌握，有利于提升通過第二課堂學(xué)習(xí)過程，提高第一課堂的學(xué)習(xí)效果。

5.多 維考核模式，優(yōu)化考核評(píng)價(jià)體系，實(shí)現(xiàn)以評(píng)促學(xué)

創(chuàng)新方法學(xué)是一門低年級(jí)開設(shè)的通識(shí)類課程，課程考核不適宜用一張?jiān)嚲矶ǔ煽兊膯我豢己朔绞?，?jīng)過多年的課程時(shí)間，課程學(xué)習(xí)效果通過評(píng)價(jià)體系來考核，評(píng)價(jià)體系側(cè)重于學(xué)習(xí)過程、實(shí)踐及應(yīng)用能力的“多維”考核模式，主要構(gòu)成如下：平時(shí)成績占10%、理論考試占30%、項(xiàng)目制作占30%、項(xiàng)目驗(yàn)收占30%，優(yōu)秀項(xiàng)目可繼續(xù)完善制作產(chǎn)品，參加大學(xué)生創(chuàng)新方法大賽，激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)。

6.創(chuàng) 新方法學(xué)課程設(shè)置與企業(yè)需求相結(jié)合

創(chuàng)新方法學(xué)課程的授課內(nèi)容，基于行業(yè)企業(yè)需求，教學(xué)目標(biāo)要具有明確導(dǎo)向性，切合企業(yè)研究方向、教學(xué)要求必須具有實(shí)用性、教學(xué)內(nèi)容要具有針對(duì)性、教學(xué)方法要具有實(shí)踐性及教學(xué)考評(píng)要具有技能性等方面進(jìn)行思考，從而開設(shè)適合企業(yè)需求導(dǎo)向的創(chuàng)新方法學(xué)線上線下混合課程。

四、課堂實(shí)踐應(yīng)用

1.加 強(qiáng)教師隊(duì)伍雙師建設(shè)

課堂教學(xué)是培養(yǎng)創(chuàng)新理論素養(yǎng)和實(shí)踐能力的主渠道，創(chuàng)新教育離不開高素質(zhì)的師資隊(duì)伍。雙師建設(shè)目前是應(yīng)用型本科教師隊(duì)伍考核的一個(gè)重要方面。近年來，國家也推進(jìn)創(chuàng)新工程師、創(chuàng)新培訓(xùn)師和創(chuàng)新咨詢師的三師認(rèn)證，創(chuàng)新工程師要求認(rèn)證者具備較強(qiáng)的創(chuàng)新方法應(yīng)用能力，可以解決企業(yè)實(shí)際技術(shù)難題的要求；創(chuàng)新培訓(xùn)師側(cè)重掌握創(chuàng)新原理，概念清楚，較好的開展創(chuàng)新方法課程的教學(xué)。在創(chuàng)新方法學(xué)授課教師能力方面，提出了三個(gè)方面策略：一是了解企業(yè)需求，置身企業(yè)一線；二是外部引進(jìn)人才，通過引進(jìn)已經(jīng)嵌入MOOC式教程的學(xué)院專業(yè)人才及企業(yè)工程師對(duì)學(xué)生實(shí)踐指導(dǎo)；三是定期培訓(xùn)及參加創(chuàng)新工程師、創(chuàng)新培訓(xùn)師認(rèn)證，以改變教育理念及思想觀念[4]。

2.理 論實(shí)踐相結(jié)合

鼓勵(lì)加激勵(lì)企業(yè)人員、教師、學(xué)生共同參與 MOOC 制作，既鞏固參與者的知識(shí)和能力，檢驗(yàn)和改進(jìn)MOOC的質(zhì)量， 又可供后來者學(xué)習(xí)[5]。

3.組 建項(xiàng)目實(shí)踐團(tuán)隊(duì)提升協(xié)作創(chuàng)新精神

課程開設(shè)中，學(xué)生通過在線課程學(xué)習(xí)，了解所學(xué)課程的基本理論知識(shí)，即顯性知識(shí)，線線一線面授教師，通過見面課，為每一組設(shè)計(jì)項(xiàng)目化目標(biāo)，提出項(xiàng)目要求和應(yīng)用創(chuàng)新理論的方法，實(shí)現(xiàn)帶題練習(xí)提升學(xué)習(xí)效果的目的，并在團(tuán)隊(duì)中設(shè)置團(tuán)隊(duì)組長、形象代言人、協(xié)作協(xié)調(diào)人的不同角色，項(xiàng)目題目有線下教師輔導(dǎo)選題，也可由項(xiàng)目小組根據(jù)興趣和需求與教師協(xié)商，在面授課后，線上老師負(fù)責(zé)知識(shí)點(diǎn)的輔導(dǎo)答疑，線下教師開展項(xiàng)目跟蹤、進(jìn)度可行性、項(xiàng)目執(zhí)行期遇到困難目標(biāo)的考核，最終成績由線下教師根據(jù)學(xué)生線上學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)、項(xiàng)目完成綜合方面考慮，給每個(gè)人合理化的考核成績。滿足行業(yè)企業(yè)對(duì)機(jī)械類人才的實(shí)際需求。

五、結(jié)語

基于CDIO與MOOC融合的嵌入式模式應(yīng)用于創(chuàng)新方法學(xué)課程的創(chuàng)新性研究，結(jié)合市場(chǎng)需求、學(xué)生實(shí)際情況、課程特點(diǎn)既培養(yǎng)了學(xué)生資料查找、系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)、項(xiàng)目分工與管理、項(xiàng)目化的實(shí)施、創(chuàng)新方法學(xué)課程設(shè)計(jì)、項(xiàng)目的實(shí)施與答辯、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、毅力等綜合素質(zhì)。又能開發(fā)學(xué)生的潛在能力，激活誘導(dǎo)學(xué)生的積極性，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，使學(xué)生跟上時(shí)代要求，隨時(shí)掌握較先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)理念，以