基于CDIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

徐東輝　劉國東　郭文普　康凱

摘要：基于CDIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的基本思想是將教學(xué)內(nèi)容項目化，按CDIO理念組織教學(xué)過程，按翻轉(zhuǎn)課堂方式進(jìn)行教學(xué)活動，從而將符合CDIO理念的學(xué)習(xí)資源和符合翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)活動進(jìn)行創(chuàng)新性融合，是利用現(xiàn)代教育技術(shù)與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論對課堂教學(xué)進(jìn)行的改革。通過對基于CDIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式探索研究，旨在解決學(xué)歷教育與首次任職崗位融合培養(yǎng)模式下存在的專業(yè)素質(zhì)與能力提升間的問題，突出學(xué)員自主學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐能力，在增強(qiáng)學(xué)員的專業(yè)素養(yǎng)的同時，提升首次任職能力。

關(guān)鍵詞：CDIO;教育理念;翻轉(zhuǎn)課堂;教學(xué)模式

中圖分類號：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號：1674-9324（2020）13-0316-03

CDIO工程教育模式是由MIT等世界名校倡導(dǎo)和推廣的工程教育理念，以真實世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運(yùn)行（Operate）的全生命周期為載體，將理論、實踐和創(chuàng)新融為一體，解決工程教育中理論與實踐脫節(jié)的問題。

翻轉(zhuǎn)課堂作為一種先進(jìn)的教育理念和教學(xué)經(jīng)驗，為互聯(lián)網(wǎng)時代的高校教學(xué)提供了新的思路，吸引了國內(nèi)很多高校的科研人員和教員在不同的學(xué)科專業(yè)領(lǐng)域試點(diǎn)翻轉(zhuǎn)課堂改革。其核心思想是強(qiáng)調(diào)以學(xué)員為中心的教與學(xué)，通過對教學(xué)時間的調(diào)整，區(qū)分為課堂外和課堂內(nèi)兩種狀態(tài)，在主動學(xué)習(xí)理念的驅(qū)動下，課堂外學(xué)員借助互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)在教員的指引下以自主學(xué)習(xí)為主，課堂上教員組織學(xué)員進(jìn)行交流互動，解決學(xué)員學(xué)習(xí)中存在的疑惑和問題，教員的角色由內(nèi)容的傳授者變?yōu)閷W(xué)員學(xué)習(xí)活動的策劃者，使得教員有更多的精力和時間與學(xué)員交流互動，解答學(xué)員學(xué)習(xí)中存在的問題，實現(xiàn)了對每一名學(xué)員個性化指導(dǎo)和因材施教。

一、基于CDIO工程教育理念的課程教學(xué)模式在我校的現(xiàn)狀分析

在全軍第十六次院校改革中，我校新增了通信工程專業(yè)建設(shè)，為了高起點(diǎn)、高水平地辦學(xué)育人，在課程教學(xué)之初就引入了CDIO工程教育理念，通過開展通信專業(yè)的CDIO工程教育改革探索，從變化的形式中捕捉和把握我校通信工程專業(yè)發(fā)展機(jī)遇，逐步完善并形成了具有軍兵種專業(yè)特色的教育人才培養(yǎng)模式。培養(yǎng)出了專業(yè)功底扎實、個人技能過硬、具有較強(qiáng)團(tuán)隊合作能力和工程應(yīng)用能力的通信工程人才，在部隊的反響較好。但隨著新一輪軍隊院校改革，實行學(xué)歷教育與首次任職培訓(xùn)融合培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)員除了要掌握基本的專業(yè)知識外，還要具備首次任職的能力。在新版人才培養(yǎng)方案中，加大了任職培訓(xùn)類課程比重，加大了課程實踐學(xué)時，更加突出首次崗位任職能力培養(yǎng)與提升，課堂教學(xué)是育人主陣地，培養(yǎng)模式與目標(biāo)的變化，對現(xiàn)有的課程教學(xué)模式提出了新要求、新挑戰(zhàn)。

當(dāng)前課堂教學(xué)中存在的主要問題有以下幾個方面：

（1）學(xué)員主體地位不突出，教員授課滿堂灌，學(xué)員自主性不夠，學(xué)習(xí)效率不高。

（2）學(xué)員個體之間接受能力存在差異，部分學(xué)員存在思維惰性，對于課程學(xué)習(xí)要求不高，僅滿足于教員的講授，缺乏自主學(xué)習(xí)能力。

（3）學(xué)員被動式接受知識，練習(xí)式完成實踐，缺少探索和鉆研精神，實踐動手能力不強(qiáng)。

CDIO工程教育理念和翻轉(zhuǎn)課堂作為新興的教學(xué)理念與方式，為高校教學(xué)質(zhì)量的改革與提高提供了有益的借鑒和突破口。然而，高校在翻轉(zhuǎn)課堂和CDIO工程教育理念融合方面的研究還比較匱乏。因此，如何充分理解和有效實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂與工程教育模式的融合，成為高等院校亟待解決的一個現(xiàn)實問題。

二、CDIO工程教育理念與翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式相融合的可行性研究

隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來，信息技術(shù)的高速發(fā)展對教育領(lǐng)域教學(xué)模式改革提出了新要求、新挑戰(zhàn)和新機(jī)遇，CDIO工程教育理念和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式改革都是對這些變化的強(qiáng)烈響應(yīng)。為了使現(xiàn)代工程師的培養(yǎng)更加符合現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的需要，CDIO工程教育理念的開創(chuàng)者對工程教育進(jìn)行了改革探索;為了滿足學(xué)員借助在線平臺完成自主學(xué)習(xí)，翻轉(zhuǎn)課堂的創(chuàng)始人創(chuàng)立了課外自學(xué)+課內(nèi)輔導(dǎo)的教學(xué)模式，這兩種理念和教學(xué)模式都是在對傳統(tǒng)課堂教學(xué)反思基礎(chǔ)上進(jìn)行的教育創(chuàng)新。通過對教育理念、培養(yǎng)目標(biāo)和實現(xiàn)方法等方面進(jìn)行分析，尋找二者相融合的可行性，為開展基于CDIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究提供基本依據(jù)。

（1）教學(xué)理念的一致性

CDIO工程教育理念與翻轉(zhuǎn)課堂作為人才培養(yǎng)方面的創(chuàng)新理念和模式，都強(qiáng)調(diào)以學(xué)員為中心的教學(xué)方法，這與高等教育改革的發(fā)展方向是相通的、一致的。另外，兩者都考慮到了學(xué)員的個性和個體差異，強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)自主性和自覺性，強(qiáng)調(diào)因材施教和做中學(xué)，在教學(xué)過程中不再以教員為中心，教員成為學(xué)員學(xué)習(xí)的幫助者、指導(dǎo)者和監(jiān)督者。

課堂學(xué)習(xí)過程以學(xué)員為主體，教員可以針對學(xué)員自學(xué)中的困惑進(jìn)行答疑，也可以安排學(xué)員以小組討論的形式，對課外學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行深入探究，教員在這一過程中對學(xué)員的討論主要進(jìn)行引領(lǐng)、解析、歸納和總結(jié)。學(xué)員成為課堂教學(xué)的主體，而不僅僅是被動的參與者。教員在將學(xué)員推向課堂講臺的同時，承擔(dān)了更大的責(zé)任和義務(wù)。在教學(xué)的每一個環(huán)節(jié)，教員都必須及時跟蹤和解決出現(xiàn)的問題。

（2）培養(yǎng)目標(biāo)的統(tǒng)一性

教學(xué)模式是為教學(xué)效果服務(wù)的，是為人才培養(yǎng)質(zhì)量提高提供保障的，科學(xué)合理的教學(xué)模式設(shè)計是實現(xiàn)CDIO工程教育理念和翻轉(zhuǎn)課堂融合的條件之一，即課程設(shè)計要實現(xiàn)與部隊、社會的需求相結(jié)合，與人才培養(yǎng)目標(biāo)相結(jié)合。以愿景描述培養(yǎng)目標(biāo)，以大綱設(shè)計培養(yǎng)方案，以標(biāo)準(zhǔn)實施培養(yǎng)，以指引明確培養(yǎng)運(yùn)行架構(gòu)，CDIO工程教育理念為翻轉(zhuǎn)課堂在課前任務(wù)設(shè)計、課堂活動設(shè)計、教員和學(xué)員角色等方面提供了詳細(xì)指引，為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的設(shè)計與創(chuàng)新提供真實借鑒。

另外，CDIO工程教育理念和翻轉(zhuǎn)課堂對學(xué)員培養(yǎng)目標(biāo)具有統(tǒng)一性，都是以能提高學(xué)員的學(xué)習(xí)積極性，提升其自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊合作能力為前提和最終目標(biāo)的。因而，CDIO模式和翻轉(zhuǎn)課堂具有融合的基礎(chǔ)和前提，在高校教學(xué)改革中是可以將兩者進(jìn)行融合創(chuàng)新的。

（3）實現(xiàn)方法的多樣性

CDIO工程教育理念是基于主動經(jīng)驗學(xué)習(xí)方法的教與學(xué)，強(qiáng)調(diào)做中學(xué)，在工程教育環(huán)境中培養(yǎng)學(xué)員個人自身能力、團(tuán)隊協(xié)作能力和工程能力，注重“構(gòu)想（Conceive）—設(shè)計（Design）—實施（Implement）—運(yùn)行（Operate）”四個過程;翻轉(zhuǎn)課堂主要針對學(xué)員的知識學(xué)習(xí)，注重學(xué)員的個性化學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)員個人自身能力和團(tuán)隊協(xié)作能力，強(qiáng)調(diào)“課前—課中—課后”三個階段。二者通過不同環(huán)節(jié)設(shè)計和靈活多樣的組織方法，強(qiáng)調(diào)做中學(xué)，強(qiáng)調(diào)因材施教，強(qiáng)調(diào)提高學(xué)員實踐動手能力。

三、基于CDIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式體系構(gòu)建

基于CDIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式是一種利用現(xiàn)代信息技術(shù)和工具進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、交流反思、協(xié)作討論的新模式，充分體現(xiàn)了以學(xué)員為中心的教學(xué)理念，有利于學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，可達(dá)到因材施教、提高學(xué)員自主學(xué)習(xí)能力和實踐能力的目的;也有利于解決軍隊院校學(xué)歷教育與首次任職崗位融合培養(yǎng)模式下存在的專業(yè)素質(zhì)與能力提升間的問題，突出學(xué)員自主學(xué)習(xí)、主動學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)和創(chuàng)新實踐能力，實現(xiàn)在增強(qiáng)學(xué)員的專業(yè)素養(yǎng)的同時，提升首次任職能力。

目前，軍隊職業(yè)教育力度加大，在線課程建設(shè)資源日趨豐富，通信類基礎(chǔ)課程的MOOC、微課比比皆是，這都為翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的運(yùn)用提供了必要條件。在課堂教學(xué)實施中，既要注重CDIO工程教育實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)優(yōu)勢，又要發(fā)揮翻轉(zhuǎn)課堂模式對于課堂教學(xué)效率的提升，讓學(xué)員具有更加自主靈活的學(xué)習(xí)空間。根據(jù)CDIO工程教育理念和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的特點(diǎn)，從知識結(jié)構(gòu)、實踐能力、工程教育等方面出發(fā)，以課程教學(xué)為主線深入研究課堂教學(xué)計劃，把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)，主要包括課程內(nèi)容優(yōu)化、教學(xué)方法設(shè)計、講授方法創(chuàng)新、學(xué)員交流互動、考核方法革新及教學(xué)效果評估等。翻轉(zhuǎn)課堂強(qiáng)調(diào)課前自主學(xué)習(xí)、課中項目探究實踐、課后創(chuàng)新訓(xùn)練等環(huán)節(jié)?；贑DIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式體系的基本設(shè)計思路如下圖所示。

基于CDIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)組織實施過程包括三個階段，涵蓋四個過程，即“課前—課中—課后”三個階段、“構(gòu)想—設(shè)計—實施—運(yùn)行”四個過程。通過將CDIO工程教育理念融入課程設(shè)計環(huán)節(jié)，在組織實施中充分運(yùn)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的靈活多樣性開展教學(xué)，實現(xiàn)了二者有機(jī)融合、相互銜接，具體過程如下：

（1）課前階段分為兩個部分：一是結(jié)合課題研究背景、擬解決的問題和研究的意義在實際課程教學(xué)前進(jìn)行授課主線的構(gòu)思;二是結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂模式、微課程/在線課程資源和導(dǎo)學(xué)案要求進(jìn)行翻轉(zhuǎn)內(nèi)容設(shè)計，使學(xué)員有重點(diǎn)、有方向、有目的地進(jìn)行學(xué)習(xí)，屬于CDIO中構(gòu)思和設(shè)計過程。

（2）課中階段屬于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式設(shè)計：主要結(jié)合學(xué)情分析、專業(yè)特征與教材分析、學(xué)習(xí)目標(biāo)分析等對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程和翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)效果評價等方面進(jìn)行設(shè)計，并在課堂中進(jìn)行組織實施，教員注重過程把控，學(xué)員注重講解展示，檢驗學(xué)習(xí)效果，屬于CDIO中實現(xiàn)過程。

（3）課后階段完成翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用研究：通過實踐前后學(xué)員情況測試（學(xué)習(xí)興趣、合作意識、學(xué)習(xí)能力）、評價指標(biāo)與訪談記錄分析及期末成績分析等方面的運(yùn)行，進(jìn)行實踐效果和過程把控分析，及時進(jìn)行總結(jié)和反思，進(jìn)而優(yōu)化“基于CDIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究與實踐”，使之更加可行可用，具有應(yīng)用推廣價值，屬于CDIO中運(yùn)行過程。

以上階段和實施過程將更加重視學(xué)員學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)員的主體參與，學(xué)員可以通過更多的自主學(xué)習(xí)和協(xié)作學(xué)習(xí)實現(xiàn)知識的積累和能力的提高，讓學(xué)員學(xué)會技能、學(xué)會學(xué)習(xí)、在學(xué)習(xí)過程中獲得全面的發(fā)展，使自身的情感、態(tài)度、價值觀等得以轉(zhuǎn)變和完善。

四、結(jié)束語

CDIO工程教育符合我國教育行業(yè)信息化發(fā)展的大趨勢，為教育行業(yè)信息化革新注入了新活力。翻轉(zhuǎn)課堂作為一種全新的教學(xué)模式是信息化時代的產(chǎn)物，通過與CDIO工程教育理念的深入結(jié)合，為教員靈活的教與學(xué)員自主的學(xué)提供了新方向?；贑DIO工程教育理念的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，創(chuàng)造性地實現(xiàn)了將工程教育改革的最新理念CDIO和在線教育的最新模式——“慕課”翻轉(zhuǎn)課堂模式有機(jī)融合，既發(fā)揮了CDIO工程教育實踐能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)優(yōu)勢，又發(fā)揮了翻轉(zhuǎn)課堂模式對于課堂教學(xué)效率的提升作用，讓學(xué)員具有更加自主靈活的學(xué)習(xí)空間，彌補(bǔ)了翻轉(zhuǎn)課堂應(yīng)用實踐教學(xué)的不足，實現(xiàn)了二者的優(yōu)勢互補(bǔ)和缺點(diǎn)克服，有效解決了學(xué)歷教育與首次任職崗位融合培養(yǎng)模式下存在的問題，也探索了一種基于“慕課”的工程教育教學(xué)新模式，使學(xué)員能夠在有限的學(xué)時內(nèi)最大限度地提升實踐能力，樹立創(chuàng)新精神。

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Research on Flipped Classroom Teaching Mode Based on CDIO Engineering Education Concept

XU Dong-hui1，LIU Guo-dong2，GUO Wen-pu1，KANG Kai1

（1. 302 Teaching and Research Section ，Rocket Force University of Engineering，Xi'an，Shaanxi 710025，China;2. School of Combat Support， Rocket Force University of Engineering，Xi'an，Shaanxi 710025，China）

Abstract：It is to use modern education technology and constructivism learning theory to carry out classroom teaching Teaching reform.Through the exploration and Research on the flipped classroom teaching mode based on CDIO Engineering Education Concept，the purpose is to solve the problem of professional quality and ability improvement under the integration training mode of academic education and the first post，highlight the students' independent learning，active learning，collaborative learning and innovative practice ability，enhance the students' professional quality and first post ability at the same time.

Key words：CDIO;educational concept;flipped classroom;teaching mode