基于CDIO教育理念的實(shí)踐教學(xué)研究與實(shí)踐

（首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)管理工程學(xué)院 北京 100871）

中共中央和國(guó)務(wù)院頒布的系列文件中都明確提出要堅(jiān)持立德樹人的根本任務(wù)，重視大學(xué)生的創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力和創(chuàng)業(yè)意識(shí)培養(yǎng)。創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力素質(zhì)的新需求無(wú)疑強(qiáng)化了實(shí)踐教學(xué)在高校人才培養(yǎng)中的重要地位。

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，提出應(yīng)以培養(yǎng)“成品工程師”為目標(biāo)，將工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新精神培養(yǎng)的思想貫穿于人才培養(yǎng)的全過(guò)程。

本校工業(yè)工程專業(yè)結(jié)合自身實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，按照CDIO工程教育理念，開(kāi)展了面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)的工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用研究和綜合實(shí)踐，提出“基礎(chǔ)技能—綜合訓(xùn)練—工程能力—?jiǎng)?chuàng)新能力”的實(shí)踐課程體系，構(gòu)建適于創(chuàng)新的“以學(xué)生為主體，以項(xiàng)目為載體，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，自主實(shí)踐，重在過(guò)程”的專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系。夯實(shí)學(xué)生的實(shí)踐基礎(chǔ)，加強(qiáng)學(xué)生的工程意識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練。

1 實(shí)踐課程體系構(gòu)建

工科專業(yè)針對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)需要不斷強(qiáng)調(diào)引領(lǐng)學(xué)生在認(rèn)識(shí)、體驗(yàn)、實(shí)踐的基礎(chǔ)上最終形成較強(qiáng)的實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。本校工業(yè)工程專業(yè)結(jié)合自身實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，按照CDIO工程教育理念，開(kāi)展了面向區(qū)域經(jīng)濟(jì)的工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用研究和綜合實(shí)踐，構(gòu)建了“基礎(chǔ)訓(xùn)練—綜合訓(xùn)練—工程訓(xùn)練—?jiǎng)?chuàng)新訓(xùn)練”的實(shí)踐課程體系。

該實(shí)踐課程體系構(gòu)建了四大實(shí)踐模塊：基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊、綜合訓(xùn)練模塊、工程訓(xùn)練模塊和創(chuàng)新訓(xùn)練模塊。每個(gè)模塊針對(duì)相關(guān)能力層次設(shè)計(jì)了培養(yǎng)路徑。

每個(gè)模塊根據(jù)所處能力層次，設(shè)置培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)導(dǎo)引。并且每個(gè)模塊案例庫(kù)研發(fā)對(duì)應(yīng)專業(yè)相關(guān)課程展開(kāi)。

基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊旨在訓(xùn)練學(xué)生的操作能力，教學(xué)主要以問(wèn)題導(dǎo)向?yàn)橹?，屬于?wèn)題驗(yàn)證型；基礎(chǔ)訓(xùn)練模塊案例庫(kù)研發(fā)對(duì)應(yīng)工業(yè)工程專業(yè)基礎(chǔ)課：工作研究、人機(jī)工程、工效學(xué)、管理運(yùn)籌學(xué)、工程經(jīng)濟(jì)學(xué)、工程制圖等課程展開(kāi)。

綜合訓(xùn)練模塊的目的在于培育學(xué)生的實(shí)踐能力，教學(xué)主要以任務(wù)為導(dǎo)向，屬于綜合設(shè)計(jì)型；綜合訓(xùn)練模塊案例庫(kù)研發(fā)對(duì)應(yīng)工業(yè)工程專業(yè)課：物流工程、生產(chǎn)計(jì)劃與控制、質(zhì)量工程等課程展開(kāi)。

工程訓(xùn)練模塊強(qiáng)調(diào)培育學(xué)生的工程能力，教學(xué)主要以項(xiàng)目實(shí)施為導(dǎo)向，屬于項(xiàng)目實(shí)施型；工程訓(xùn)練模塊案例庫(kù)研發(fā)對(duì)應(yīng)工業(yè)工程專業(yè)課：建模與仿真、項(xiàng)目管理、服務(wù)運(yùn)營(yíng)管理、標(biāo)準(zhǔn)化管理、工業(yè)工程綜合實(shí)踐等課程展開(kāi)。

創(chuàng)新訓(xùn)練模塊在于引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考及創(chuàng)造性解決問(wèn)題的能力，教學(xué)主要以課題為導(dǎo)向，屬于應(yīng)用研究型；此模塊案例庫(kù)研發(fā)主要來(lái)源于畢業(yè)設(shè)計(jì)選題展開(kāi)。

2 實(shí)踐教學(xué)模塊設(shè)計(jì)

在深度分析學(xué)生學(xué)習(xí)特點(diǎn)和企業(yè)真實(shí)需求的基礎(chǔ)上，在CDIO工程教育理念的指導(dǎo)下，按照首都經(jīng)濟(jì)建設(shè)和社會(huì)發(fā)展對(duì)人才培養(yǎng)的要求，探索基于實(shí)踐項(xiàng)目、真實(shí)案例和工作任務(wù)的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)“以學(xué)生為主體，以項(xiàng)目為載體，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，自主實(shí)踐，重在過(guò)程”的交互式實(shí)踐教學(xué)模塊設(shè)計(jì)。

該交互式實(shí)踐教學(xué)模塊由“能力匹配”、“項(xiàng)目導(dǎo)入”、“制定任務(wù)計(jì)劃”、“自主任務(wù)實(shí)踐”和“成果展示與評(píng)價(jià)”等環(huán)節(jié)組成，其中，計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐教學(xué)貫穿了該模式的所有環(huán)節(jié)。

（1）在“能力匹配”環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)專業(yè)課教師按照所屬的實(shí)踐模塊對(duì)學(xué)生的訓(xùn)練能力層級(jí)進(jìn)行匹配。

（2）在“項(xiàng)目導(dǎo)入”環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)專業(yè)課程教師的活動(dòng)包括：

借助選定的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐平臺(tái)，導(dǎo)入項(xiàng)目任務(wù)及目標(biāo)、展示項(xiàng)目結(jié)果，讓學(xué)生對(duì)實(shí)踐項(xiàng)目有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，然后再布置具體的實(shí)踐任務(wù)；

利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐平臺(tái)，讓學(xué)生明確自己應(yīng)當(dāng)完成的具體任務(wù)和完成任務(wù)后可以獲得哪些知識(shí)以及達(dá)到什么樣的技能水平；

在充分考慮學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)和能力水平的基礎(chǔ)上，適當(dāng)采取分工協(xié)作方式，安排具體的任務(wù)完成時(shí)間及成果的評(píng)定方法等。

（3）在“制定任務(wù)計(jì)劃”環(huán)節(jié)，學(xué)生的活動(dòng)包括：

通過(guò)自主學(xué)習(xí)、分工協(xié)作等方式，對(duì)具體實(shí)踐項(xiàng)目的目標(biāo)、任務(wù)進(jìn)行分析；

確定任務(wù)所涉及的專業(yè)方法和技能手段，充分應(yīng)用已掌握的專業(yè)知識(shí)和能力，借助計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐平臺(tái)，設(shè)計(jì)出仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛶椭鷽Q策與優(yōu)化；

確定仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)施步驟，為仿真實(shí)驗(yàn)任務(wù)的實(shí)施做好充分的準(zhǔn)備。

（4）在“自主任務(wù)實(shí)施”環(huán)節(jié)，學(xué)生的活動(dòng)包括：

在計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐平臺(tái)上，按照擬定的計(jì)劃，逐步完成實(shí)踐項(xiàng)目的仿真任務(wù)。

在完成實(shí)踐項(xiàng)目仿真任務(wù)的過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)和技能，建構(gòu)自己的專業(yè)知識(shí)，從而幫助自己養(yǎng)成專業(yè)素養(yǎng)。

（5）在“展示與評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)，學(xué)生的工作包括：

在計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐平臺(tái)上展示自己的實(shí)踐項(xiàng)目仿真成果；

參與討論和評(píng)價(jià)；

通過(guò)對(duì)比分析，學(xué)生對(duì)自己的實(shí)踐項(xiàng)目展開(kāi)進(jìn)一步的仿真優(yōu)化處理。

3 實(shí)踐教學(xué)實(shí)踐過(guò)程

基于CDIO工程教育的理念，以我校工業(yè)工程專業(yè)教育教學(xué)實(shí)踐中的問(wèn)題為導(dǎo)向，強(qiáng)化內(nèi)涵建設(shè)和資源整合，促進(jìn)人才實(shí)踐能力及創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)效果的提升，與企業(yè)合作進(jìn)行基于計(jì)算機(jī)仿真的課程實(shí)踐及綜合實(shí)踐項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。按照專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，遵循專業(yè)能力培養(yǎng)的基本規(guī)律，以實(shí)際項(xiàng)目及其工作過(guò)程任務(wù)為依據(jù)，整合、優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，由簡(jiǎn)到繁、由基礎(chǔ)到綜合、循序漸進(jìn)地設(shè)計(jì)實(shí)踐項(xiàng)目、綜合真實(shí)案例和學(xué)習(xí)任務(wù)，利用計(jì)算機(jī)仿真虛擬教學(xué)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)更高水平的工程實(shí)踐教學(xué)。

在組織實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容時(shí)，結(jié)合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及本專業(yè)最新技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)案例和企業(yè)需求，借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，構(gòu)建了接近現(xiàn)實(shí)工作場(chǎng)景的以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)、學(xué)生自主實(shí)施的過(guò)程實(shí)踐教學(xué)情境。

對(duì)于涉及工業(yè)工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理及優(yōu)化的相關(guān)專業(yè)課程所對(duì)應(yīng)的的案例庫(kù)，通過(guò)對(duì)相關(guān)實(shí)踐項(xiàng)目的問(wèn)題分析及企業(yè)調(diào)研，選取合適的仿真應(yīng)用軟件，設(shè)計(jì)出具體的實(shí)踐項(xiàng)目及綜合實(shí)踐項(xiàng)目，并且應(yīng)用在專業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中。

4 總結(jié)

本研究將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和涉及本專業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、管理及優(yōu)化的相關(guān)專業(yè)課程實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，設(shè)計(jì)了合適的案例情境，在最大化的節(jié)約實(shí)踐硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)與項(xiàng)目教學(xué)、案例教學(xué)有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)出了更多接近企業(yè)真實(shí)的實(shí)踐項(xiàng)目，開(kāi)發(fā)出了適合這類專業(yè)課程的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐環(huán)境。取得了以下成果：

（1）在CDIO工程教育理念指導(dǎo)下，立足區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求，遵循學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，構(gòu)建“基礎(chǔ)技能—綜合訓(xùn)練—工程能力—?jiǎng)?chuàng)新能力”循序漸進(jìn)式，與本專業(yè)相關(guān)理論課程內(nèi)容相契合、與實(shí)踐能力提升相呼應(yīng)的分層次、分模塊、系統(tǒng)化的實(shí)踐課程體系。夯實(shí)學(xué)生實(shí)踐基礎(chǔ)，加強(qiáng)學(xué)生工程意識(shí)、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與訓(xùn)練。

（2）以“做中學(xué)”和“學(xué)中做”為教育教學(xué)理念，探索“以學(xué)生為主體，以項(xiàng)目為載體，任務(wù)驅(qū)動(dòng)，自主實(shí)踐，重在過(guò)程”的多元化、開(kāi)放式、多維度的實(shí)踐教學(xué)模式改革。充分調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性，打造高效實(shí)踐教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)與創(chuàng)新思維能力。