中職創(chuàng)客教育CDIO工程教育模式創(chuàng)新及實(shí)踐探索

摘 要：CDIO工程教育模式在國內(nèi)諸多高校實(shí)施多年，產(chǎn)生了一定的成效，但在創(chuàng)客教育實(shí)踐中也出現(xiàn)了一些新的問題。文章通過闡述CDIO、“Q-CDIO-S”的涵義及特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)問題意識(shí)與分享能力的培養(yǎng)，結(jié)合名師創(chuàng)客工作室“DIY越野車”實(shí)踐案例，實(shí)施“問題—構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行—分享”流程，探索應(yīng)用策略。實(shí)踐證明，“Q-CDIO-S”工程教育創(chuàng)新模式更有利于中職生創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，值得在中職創(chuàng)客教育及其他教育項(xiàng)目中推廣。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育;CDIO;Q-CDIO-S;模式創(chuàng)新;實(shí)踐案例;策略

中圖分類號(hào)：G434 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B ? ? ? ? 文章編號(hào)：1673-8454（2020）12-0031-04

近年來，我校依托名師工作室創(chuàng)建基于“老師帶著學(xué)生玩（Teachers & Students）”教育理念的創(chuàng)客中心。在創(chuàng)客教育中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)中職學(xué)生的學(xué)習(xí)是被動(dòng)的，缺少問題意識(shí)及分享展示的能力，甚至懶于創(chuàng)新思考，較難獨(dú)立完成一個(gè)項(xiàng)目的制作。基于此，為適應(yīng)新時(shí)代下對創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求，加強(qiáng)對中職學(xué)生的職業(yè)能力和素養(yǎng)培育，結(jié)合我?！秳?chuàng)客空間與名師工作室融合建設(shè)的實(shí)踐研究》課題研究，在CDIO基礎(chǔ)上提出了“Q-CDIO-S”工程教育創(chuàng)新模式。通過建立運(yùn)行機(jī)制，名師引領(lǐng)，以項(xiàng)目為載體，實(shí)施“Q-CDIO-S”工程教育培養(yǎng)人才創(chuàng)新模式[1]。各工作室在此模式背景下，進(jìn)行了理論和實(shí)踐教學(xué)方面的大膽改革和實(shí)踐，取得了不錯(cuò)的成效。

一、CDIO工程教育模式創(chuàng)新

1.CDIO的涵義

CDIO工程教育模式，是由美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的，目前已在國內(nèi)諸多工程類高校中實(shí)踐多年并取得了一定成效。

CDIO是Conceive（構(gòu)思）、Design（設(shè)計(jì)）、Implement（實(shí)現(xiàn)）、Operate（運(yùn)作）四個(gè)英語詞匯的縮寫。[2]它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)轉(zhuǎn)的生命周期為載體，讓學(xué)生以實(shí)踐的、主動(dòng)的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，其能力結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.“Q-CDIO-S”的涵義

根據(jù)典型的工程項(xiàng)目的一般實(shí)施流程，應(yīng)從“需求”出發(fā)，經(jīng)過“調(diào)查”“規(guī)劃”“建設(shè)”“操作”，到工程“驗(yàn)收”，如圖2所示。[3]

“Q-CDIO-S”與工程實(shí)施流程各個(gè)階段所對應(yīng)的關(guān)系，如表1所示?！癚-CDIO-S”工程教育模式，即在CDIO工程教育模式的基礎(chǔ)上，增加“Q-Question”（問題或需求）和“S-Share”（分享）兩個(gè)環(huán)節(jié)，強(qiáng)調(diào)問題意識(shí)和分享體驗(yàn)，完善人才培養(yǎng)的一種創(chuàng)新工程教育模式。應(yīng)用于人才教育培養(yǎng)目標(biāo)時(shí)，更有利于培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、交流能力和實(shí)踐能力。其能力結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.“Q-CDIO-S”工程教育創(chuàng)新模式運(yùn)作流程

基于工程項(xiàng)目運(yùn)作時(shí)，根據(jù)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評估情況引出的調(diào)查，需要調(diào)整設(shè)計(jì)方案，甚至在實(shí)施建設(shè)及操作流程階段出現(xiàn)問題時(shí)重新設(shè)計(jì)規(guī)劃。同樣，在“Q-CDIO-S”實(shí)施中進(jìn)行構(gòu)思（C）、設(shè)計(jì)（D）、實(shí)現(xiàn)（I）、運(yùn)作（O）、分享（S）的流程時(shí)，每個(gè)流程的方案并不是確定不變的，而是在運(yùn)行至下一個(gè)流程時(shí)適時(shí)反饋至前一流程，并調(diào)整前一流程方案。如在“設(shè)計(jì)”時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整“構(gòu)想”方案;在“運(yùn)作”時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，調(diào)整“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)”方案?！癚-CDIO-S”運(yùn)作流程如圖4所示。

此流程拓展與完善了CDIO工程教育模式，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生問題意識(shí)與分享能力的培養(yǎng)，并將模式運(yùn)作過程構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系更密切，體現(xiàn)了工程項(xiàng)目實(shí)踐的反復(fù)性、真實(shí)性、關(guān)聯(lián)性，確保更好地輸出項(xiàng)目成果。[4]

二、“Q-CDIO-S”工程教育創(chuàng)新模式的實(shí)踐探索

2016年以來，學(xué)校先后投入100萬元，創(chuàng)建以中職專業(yè)為基礎(chǔ)的“創(chuàng)客中心”基地，設(shè)立7大主題的工作室，分別是：項(xiàng)目化教學(xué)及項(xiàng)目展示中心、機(jī)械電子產(chǎn)品研發(fā)中心、動(dòng)漫與廣告制作中心、微影視制作中心、泥塑木雕工作坊、電商運(yùn)營中心、手工藝品制作室。每個(gè)工作室由1位名師主持人、3—5位學(xué)科導(dǎo)師、8—10位學(xué)生成員組成。近年來，學(xué)校積極探索運(yùn)行機(jī)制，開展以項(xiàng)目為載體的活動(dòng)，廣泛實(shí)施“Q-CDIO-S”工程教育創(chuàng)新模式，[5]通過研究實(shí)踐案例，深入落實(shí)操作“Q-CDIO-S”流程，并提出實(shí)施策略。

1.實(shí)踐案例

本文以“機(jī)械電子產(chǎn)品研發(fā)中心”名師創(chuàng)客工作室為例，打造“以培養(yǎng)師生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)客精神為目標(biāo)，以3D建模及打印、創(chuàng)意機(jī)器人、機(jī)械電子產(chǎn)品制作與研發(fā)、家電維修服務(wù)等項(xiàng)目為載體，致力于骨干教師培養(yǎng)、社區(qū)與企業(yè)服務(wù)、學(xué)生專業(yè)成長”的學(xué)習(xí)共同體，并依托工作室運(yùn)行機(jī)制開發(fā)與實(shí)施課程、項(xiàng)目，開展探索“Q-CDIO-S”工程教育模式實(shí)踐。下面，筆者以“DIY越野車”制造項(xiàng)目為例進(jìn)行具體介紹，項(xiàng)目設(shè)計(jì)與工程教育模式對應(yīng)如表2所示。[6]

（1）問題或需求（Question）

在機(jī)械電子產(chǎn)品研發(fā)中心征集“創(chuàng)新創(chuàng)意創(chuàng)客問題”案例中，有團(tuán)隊(duì)成員勇敢地提出要自己制造一輛“越野車”的需求。越野車是大多數(shù)年輕人感興趣的項(xiàng)目，學(xué)生負(fù)責(zé)人劉國勝談及為何有制造越野車的想法時(shí)，直言不諱地說道：“我看到家鄉(xiāng)楠溪江畔灘林上越野車越野時(shí)，那感覺簡直太酷了。如果能坐上自己‘制造的越野車，真的是夢寐以求的機(jī)會(huì)！”

為了鼓勵(lì)學(xué)生勇敢地提出需求，導(dǎo)師們肯定了學(xué)生的想法，并通過“頭腦風(fēng)暴”討論“設(shè)計(jì)什么樣的越野車”，進(jìn)一步提出“創(chuàng)新點(diǎn)”設(shè)計(jì)要求。

（2）構(gòu)思（Conceive）

有了設(shè)計(jì)要求之后，通過查找相關(guān)資料，調(diào)查論證，擬定方案，并向工作室和學(xué)校申請項(xiàng)目申報(bào)書。內(nèi)容涉及越野車的規(guī)格、功能、技術(shù)路線、材料、市場定位及經(jīng)費(fèi)等方面，確立項(xiàng)目方案。這是“DIY越野車”產(chǎn)品設(shè)計(jì)中最重要的一環(huán)，并把方案的構(gòu)思設(shè)計(jì)納入考核內(nèi)容，讓學(xué)生充分經(jīng)歷“需求分析、問卷調(diào)查、數(shù)據(jù)收集”等活動(dòng)，使產(chǎn)品創(chuàng)意設(shè)計(jì)具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。

在此過程中，教師為學(xué)生提供一些必要的指導(dǎo)，如產(chǎn)品設(shè)計(jì)的方向、類似案例，指導(dǎo)學(xué)生擬定計(jì)劃，撰寫申報(bào)方案，做好經(jīng)費(fèi)預(yù)算。

（3）設(shè)計(jì)（Design）

申報(bào)方案通過后，在基本的需求定位和構(gòu)思設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行第一步“基本參數(shù)”的設(shè)定，包括了越野車的尺寸大小、基本功能、外觀設(shè)計(jì)等具體的參數(shù)，同時(shí)確認(rèn)材料清單交學(xué)校相關(guān)部門申購。

然后進(jìn)行第二步“繪制草圖”的設(shè)計(jì)。繪制草圖，才有了創(chuàng)意設(shè)計(jì)藍(lán)本，團(tuán)隊(duì)才可以嚴(yán)格按照圖紙進(jìn)行越野車設(shè)計(jì)，這也是工程“實(shí)現(xiàn)”的基礎(chǔ)。雖然團(tuán)隊(duì)中沒有學(xué)習(xí)專業(yè)設(shè)計(jì)的成員，但仍然通過分工由某成員邊學(xué)邊繪制產(chǎn)品草圖，把團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)意想法表達(dá)出來，通過多次討論修正后，標(biāo)出具體數(shù)據(jù)。草圖方案涉及的可能是多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，例如機(jī)械、電子、數(shù)學(xué)、焊接技術(shù)等學(xué)科領(lǐng)域知識(shí)，因此需要團(tuán)隊(duì)合作。

在這個(gè)設(shè)計(jì)過程中，成員發(fā)現(xiàn)了一些問題或不足，需要調(diào)整原來的構(gòu)想方案，并重新設(shè)計(jì)。如車身軸尺寸大小、底板厚度選擇等，多次征求教師、修車店師傅的意見后，修改方案。同時(shí)，導(dǎo)師們參與研究與討論“設(shè)計(jì)方案”的科學(xué)性與合理性。

（4）實(shí)現(xiàn)（Implement）

實(shí)現(xiàn)，即制造產(chǎn)品的實(shí)踐操作。參照“草圖設(shè)計(jì)”，通過材料購買、切割、車身搭建、焊接、組裝等環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“越野車”的制造。其中“切割”“焊接”等關(guān)鍵技術(shù)，需要“學(xué)中做，做中學(xué)”，更需要團(tuán)隊(duì)合作。這一過程時(shí)間長、工作量大，學(xué)生需要充分利用課余時(shí)間，但又要求在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成任務(wù)。

在搭建過程中，每完成一個(gè)小任務(wù)，需要進(jìn)行小測試，若在測試過程中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的漏洞與缺陷，立即找出改進(jìn)的辦法與措施，甚至反饋至前面的流程，修改原“構(gòu)想”“設(shè)計(jì)”方案，直至最終完成整個(gè)產(chǎn)品的制造與測試。

在此過程中，教師一方面在學(xué)生遇到困難時(shí)，給學(xué)生提供越野車的相關(guān)資料，如“切割”“氬弧焊”操作視頻等教學(xué)資源，供學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)，嘗試操作;另一方面，教師也經(jīng)常會(huì)參與關(guān)鍵操作步驟過程的現(xiàn)場制作與指導(dǎo)。

（5）運(yùn)作（Operate）

運(yùn)作，即項(xiàng)目產(chǎn)品制造完成之后，進(jìn)行產(chǎn)品的“試運(yùn)行”，即產(chǎn)品孵化和安排適當(dāng)?shù)膱龊夏M路演?！爱a(chǎn)品孵化”是一個(gè)產(chǎn)品開發(fā)的最后階段，同時(shí)是一個(gè)產(chǎn)品由概念轉(zhuǎn)化為商品的重要過程;而“路演”是指在公共場所、活動(dòng)現(xiàn)場進(jìn)行產(chǎn)品演示、演說、推銷，并推廣自己產(chǎn)品的一種方式。

通過產(chǎn)品運(yùn)作環(huán)節(jié)，學(xué)生參與創(chuàng)新產(chǎn)品“路演”的過程，聽取他人意見建議或評價(jià)與認(rèn)可，有利于進(jìn)一步地優(yōu)化與改進(jìn)產(chǎn)品。經(jīng)歷產(chǎn)品“運(yùn)作”流程，也是產(chǎn)品向社會(huì)輻射的過程，培養(yǎng)了學(xué)生的交流能力，同時(shí)拓寬了他們的視野。

（6）分享（Share）

完成整個(gè)項(xiàng)目制造后，提供團(tuán)隊(duì)展示平臺(tái)與機(jī)會(huì)，團(tuán)隊(duì)各成員分享自己的收獲與體會(huì)。其內(nèi)容可以是項(xiàng)目來源、制作過程、創(chuàng)新功能及遇到的困難和解決問題的策略，最終收獲成功的喜悅與感悟。分享活動(dòng)，對他人是一種成果輻射，對團(tuán)隊(duì)成員自身更是一種成長的歷煉。學(xué)會(huì)分享是一種職業(yè)素養(yǎng)和社會(huì)能力。

2.“Q-CDIO-S”實(shí)施策略

（1）師徒結(jié)對，團(tuán)隊(duì)合作

中職生年齡偏小，心智不夠成熟，需要通過師徒結(jié)對，引領(lǐng)成長;同時(shí)，一個(gè)項(xiàng)目完成往往需要的工作量較大，甚至涉及不同學(xué)科知識(shí)，故團(tuán)隊(duì)分工合作是成功的重要基礎(chǔ)。根據(jù)學(xué)科特長、自愿為原則組建師生合作團(tuán)隊(duì)，在“Q-CDIO-S”工程教育模式實(shí)施流程中，師生共同研究、共同成長。

（2）手腦并用，做學(xué)合一

以項(xiàng)目為載體，強(qiáng)調(diào)“手腦并用，做學(xué)合一”的策略，體現(xiàn)“做中學(xué)，學(xué)中做”的教學(xué)理念。實(shí)踐中遇到新問題時(shí)，導(dǎo)師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，甚至于跨界學(xué)習(xí)。通過自主探究、邊學(xué)邊做，解決新問題、鍛煉新技能，體驗(yàn)更加深刻。

（3）創(chuàng)新評價(jià)，激發(fā)熱情

項(xiàng)目考核評價(jià)的主要目的不再是選拔或甄別學(xué)生，而在于要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，充分挖掘潛能，發(fā)揮其個(gè)性和創(chuàng)新能力，促進(jìn)其自信心和技能持續(xù)發(fā)展。建立“Q-CDIO-S”考核評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以過程性評價(jià)為主、終結(jié)性目標(biāo)評價(jià)為輔，創(chuàng)新評價(jià)方式與內(nèi)容?！癚-CDIO-S”項(xiàng)目實(shí)施評價(jià)如表3所示。

評價(jià)類別分為項(xiàng)目執(zhí)行中的表現(xiàn)、項(xiàng)目制作過程、成果評價(jià)等，評價(jià)內(nèi)容豐富，體現(xiàn)綜合素養(yǎng);評價(jià)方式多樣，體現(xiàn)多元、公平、合理;建議權(quán)重分配規(guī)避結(jié)果性決定因素，趨向過程性評價(jià)，體現(xiàn)均衡化、合理化。[7]

三、“Q-CDIO-S”工程教育模式實(shí)施成果與成效

依托學(xué)校創(chuàng)客中心，實(shí)施“Q-CDIO-S”流程，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。三年來，收獲了大批相關(guān)成果，培養(yǎng)了師生骨干團(tuán)隊(duì)。

1.孵化了大批成果

基于工作室以項(xiàng)目為載體的“Q-CDIO-S”工程教育模式實(shí)踐，豐富了題材，激勵(lì)了一大批教師和學(xué)生在各級各類技能大賽、專項(xiàng)評比中獲獎(jiǎng)。成果形式有案例、課例、選修課、創(chuàng)客作品、課件、論文、課題、發(fā)明專利、教材、學(xué)術(shù)專著及各類榮譽(yù)等， 2016—2019年各工作室導(dǎo)師榮獲成果統(tǒng)計(jì)如表4所示。多種成果形式全方位破解了教育教學(xué)實(shí)踐中的難題，增強(qiáng)了師生教育科研能力，提升了師生核心素養(yǎng)。

2.培養(yǎng)了一批“鐵桿式”的創(chuàng)客

基于各工作室招收成員“雙向選擇”的原則，每一位學(xué)生成員憑借興趣加入團(tuán)隊(duì)，并簽訂師徒結(jié)對協(xié)議，跟著導(dǎo)師“玩中學(xué)，做中學(xué)”。在“Q-CDIO-S”工程教育模式的實(shí)踐中，學(xué)生全程參與項(xiàng)目的“問題—構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行—分享”實(shí)施過程，不僅熟悉了項(xiàng)目實(shí)施的基本流程，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，更激發(fā)了他們的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)作靈感，培養(yǎng)了一批“鐵桿式”的創(chuàng)客，成為學(xué)校創(chuàng)客空間獨(dú)當(dāng)一面的“新一代導(dǎo)師”。其中，15機(jī)電班的劉國勝同學(xué)在教師的指導(dǎo)下，帶領(lǐng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)，從零開始、從無到有，一個(gè)零件一個(gè)零件地造出了一輛功能齊全的“越野車”。旅游專業(yè)的張麗娜同學(xué)借助創(chuàng)客中心的平臺(tái)學(xué)習(xí)服裝扎染，成績出眾，即將留校任教，成為學(xué)校創(chuàng)客空間的“新一代導(dǎo)師”。

3.成長了一支創(chuàng)客導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)

基于各空間的名師肩負(fù)著團(tuán)隊(duì)建設(shè)的重任，一大批具有進(jìn)取意識(shí)和培養(yǎng)潛質(zhì)的教師進(jìn)入名師工作室（創(chuàng)客中心）學(xué)習(xí)和研究。不同學(xué)科特長的導(dǎo)師們，通過取長補(bǔ)短、團(tuán)隊(duì)合作、互助學(xué)習(xí)、共同進(jìn)步;倡導(dǎo)名師領(lǐng)跑，創(chuàng)客項(xiàng)目跟進(jìn)，依托“Q-CDIO-S”人才培養(yǎng)模式，在課堂教學(xué)上凝練特色，課題研究上多出成果，管理崗位上沉淀經(jīng)驗(yàn)，造就了一批創(chuàng)客導(dǎo)師團(tuán)隊(duì)。[8]

四、結(jié)束語

CDIO工程教育模式是國際公認(rèn)并被實(shí)踐證明了的人才培養(yǎng)模式，在我校創(chuàng)客中心建設(shè)與運(yùn)行中實(shí)施并大膽地拓展創(chuàng)新，形成了“Q-CDIO-S”工程教育創(chuàng)新模式，拓展與完善了工程教育流程，創(chuàng)新了人才培養(yǎng)模式。在“大眾創(chuàng)新、萬眾創(chuàng)業(yè)”的背景下，為創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)、促進(jìn)專業(yè)發(fā)展搭建了平臺(tái)，旨在更好地為社會(huì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，適應(yīng)未來人才市場需求。我們將繼續(xù)在創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)創(chuàng)客等項(xiàng)目中應(yīng)用與研究，并在選修課、專業(yè)課中嘗試探索，不斷拓展與深化。

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[5]戴建法.職業(yè)院?！懊麕焺?chuàng)客工作室”主體功能設(shè)置創(chuàng)新——以“機(jī)械電子產(chǎn)品研發(fā)中心”為例[J].唯實(shí)（現(xiàn)代管理），2017（9）：31-33.

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（編輯：李曉萍）