謝愛娟，陶宇煒，羅士平，周國平，曹劍瑜

(1.常州大學(xué) 石油化工學(xué)院，江蘇 常州213164;2.常州大學(xué) 信息化建設(shè)與管理中心，江蘇 常州213164)

CDIO是國際高等工程教育領(lǐng)域中先進(jìn)的、系統(tǒng)的教育理念和人才培養(yǎng)模式，是以構(gòu)思(Conceive)—設(shè)計(jì)(Design)—實(shí)現(xiàn)(Implement)—運(yùn)作(Operate)為培養(yǎng)主線，綜合考慮了專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、職業(yè)技能以及個(gè)人與團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人際交往技能，乃至在整個(gè)社會(huì)環(huán)境下企業(yè)進(jìn)行CDIO的實(shí)踐過程［1］81;是讓學(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)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力［2］。實(shí)踐教學(xué)既是理論知識(shí)的鞏固與延伸，又是學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)，既是對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)素質(zhì)訓(xùn)練的理想課程，又是每一個(gè)優(yōu)秀工程技術(shù)人員不可缺少的學(xué)習(xí)歷程。因此，本文將CDIO工程教育理念引入實(shí)踐教學(xué)，構(gòu)建了多過程、多層次、多模式、多元化的實(shí)踐教學(xué)新體系，完善了基于CDIO理念的實(shí)踐教學(xué)課程及內(nèi)容，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和CDIO工程實(shí)踐能力［3］98。

一、樹立“做中學(xué)”原則下的CDIO教育理念

CDIO強(qiáng)調(diào)學(xué)生綜合能力的發(fā)展，包括創(chuàng)新思維、工程實(shí)踐能力和個(gè)人與團(tuán)隊(duì)合作的職業(yè)素養(yǎng)，它是“做中學(xué)”的集中概括和具體應(yīng)用［4］。“做中學(xué)”充分體現(xiàn)了學(xué)與做、知與行的統(tǒng)一［5］1。CDIO教育理念的先進(jìn)性在于其既能保證大多數(shù)學(xué)生系統(tǒng)地獲取實(shí)踐教學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)及基本技能，又能使優(yōu)秀學(xué)生更好地發(fā)揮自己的個(gè)性和特長;既能充分激發(fā)與挖掘?qū)W生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣和潛力，又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)，同時(shí)也有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)來解決工程中遇到的實(shí)際問題，并能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

二、基于CDIO教育理念的實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

(一)實(shí)踐課程體系

CDIO工程教育并不只是單一的理論知識(shí)或是直觀的操作技能的培養(yǎng)，而是著重關(guān)注學(xué)生綜合能力的提高。因此，課程設(shè)置應(yīng)按照工程項(xiàng)目的整體要求進(jìn)行教、學(xué)、做，以專業(yè)目標(biāo)為主線對(duì)課程進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，突出課程之間的相關(guān)性［5］4。因此，須設(shè)立CDIO系列課程和現(xiàn)有課程的互補(bǔ)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)和課程內(nèi)容的互動(dòng)性。把相互關(guān)聯(lián)的系列課程按照CDIO標(biāo)準(zhǔn)建成群模塊，以實(shí)際工程項(xiàng)目為紐帶進(jìn)行［6］182整體規(guī)劃，構(gòu)建基于CDIO教育理念并且以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為目標(biāo)的新型實(shí)踐課程體系。注重多學(xué)科工程應(yīng)用知識(shí)和現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展的融合，培養(yǎng)學(xué)生擅于“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—操作”的實(shí)踐能力［7］。以常州大學(xué)應(yīng)用化學(xué)專業(yè)為例，實(shí)踐課程體系主要由三級(jí)項(xiàng)目構(gòu)成(圖1)，一級(jí)項(xiàng)目包括本專業(yè)的核心實(shí)踐課程和設(shè)計(jì)，從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、專業(yè)設(shè)計(jì)到工程設(shè)計(jì)，經(jīng)歷一個(gè)完整的CDIO過程，貫穿于整個(gè)本科段教學(xué)［6］182;二級(jí)項(xiàng)目是基于課程群模塊的綜合性設(shè)計(jì)，包含具體實(shí)踐課程和實(shí)訓(xùn)拓展項(xiàng)目，有效地把相關(guān)課程結(jié)合在一起，使學(xué)生能夠掌握全面的知識(shí)群而不是孤立的知識(shí)點(diǎn);三級(jí)項(xiàng)目為現(xiàn)存的具體實(shí)驗(yàn)課程和基于CDIO理念的實(shí)踐項(xiàng)目的互補(bǔ)［10］，在扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)依托下，根據(jù)課程教學(xué)自身的特點(diǎn)和需求，設(shè)立一些簡單的、規(guī)模小的實(shí)踐項(xiàng)目來加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解與應(yīng)用［6］182。

圖1 基于CDIO工程教育模式的應(yīng)用化學(xué)專業(yè)實(shí)踐教學(xué)課程設(shè)置魚骨圖

(二)實(shí)踐內(nèi)容體系

將CDIO融入實(shí)踐教學(xué)之中，形成“夯實(shí)基礎(chǔ)、注重綜合、強(qiáng)化實(shí)踐、努力創(chuàng)新”的工程實(shí)踐教學(xué)新模式，構(gòu)建“一個(gè)目標(biāo)、兩個(gè)實(shí)踐主體、三個(gè)實(shí)踐過程、四個(gè)實(shí)踐層次［3］98、多種教學(xué)模式”的CDIO實(shí)踐教學(xué)新體系。

1.樹立CDIO工程教育目標(biāo)

通過調(diào)整實(shí)踐課程體系，改進(jìn)實(shí)踐教學(xué)方法，充實(shí)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)基礎(chǔ)理論教學(xué)與專業(yè)技能訓(xùn)練相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)新理念，促進(jìn)學(xué)生基本技能、個(gè)人與團(tuán)隊(duì)協(xié)作以及系統(tǒng)工程四個(gè)層面的協(xié)調(diào)發(fā)展，全面體現(xiàn)學(xué)生工程開發(fā)能力和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)并重的思路，從而形成融理論知識(shí)、工程實(shí)踐及創(chuàng)新意識(shí)為一體的CDIO工程教育目標(biāo)［3］99。

2.堅(jiān)持教師和學(xué)生主體并重

CDIO工程教育模式要求教師以學(xué)生為中心，引導(dǎo)學(xué)生積極思考、不斷探索、努力創(chuàng)新。教師要特別強(qiáng)調(diào)相關(guān)知識(shí)和能力在實(shí)踐中的相互聯(lián)系;教學(xué)中應(yīng)安排豐富多彩的設(shè)計(jì)性、綜合性、實(shí)踐性實(shí)驗(yàn)，提供更多的動(dòng)手實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓學(xué)生親自動(dòng)手，強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)—分析—解決問題的能力培養(yǎng)［9］。

3.強(qiáng)化基礎(chǔ)實(shí)踐、專業(yè)實(shí)踐、綜合實(shí)踐三過程

在基礎(chǔ)實(shí)踐過程中，通過傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法，使學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)室常用玻璃儀器以及常規(guī)電子設(shè)備的使用，掌握最基本的實(shí)驗(yàn)操作技能;專業(yè)實(shí)踐突出科學(xué)方法和動(dòng)手能力的結(jié)合，提高學(xué)生綜合運(yùn)用實(shí)驗(yàn)技能分析解決問題的能力;綜合實(shí)踐則是基本技能和專業(yè)技能基礎(chǔ)上的升華，在這一環(huán)節(jié)，應(yīng)拓寬實(shí)習(xí)渠道，擴(kuò)大校內(nèi)外實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地的建設(shè)，以此鍛煉學(xué)生的CDIO能力［3］100。

4.突出基礎(chǔ)技能、綜合實(shí)驗(yàn)、創(chuàng)新設(shè)計(jì)、工程實(shí)踐四層次

基礎(chǔ)技能培養(yǎng)層主要通過基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)、參與技能大賽、高級(jí)工、分析技師的培訓(xùn)來規(guī)范學(xué)生分析操作技能，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度［10］，強(qiáng)調(diào)基本技能及個(gè)人能力的培養(yǎng);綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)層主要由開放實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、化工設(shè)計(jì)大賽等完成［6］182，強(qiáng)調(diào)綜合設(shè)計(jì)能力及人際協(xié)調(diào)能力的培養(yǎng);創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力培養(yǎng)層主要通過參與橫向課題與科技創(chuàng)新項(xiàng)目等方式完成，鼓勵(lì)學(xué)生“自選項(xiàng)目、自主設(shè)計(jì)、自己動(dòng)手、自由探索”［1］83，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新能力的培養(yǎng);工程實(shí)踐能力培養(yǎng)層主要是讓學(xué)生通過專業(yè)綜合實(shí)踐、畢業(yè)實(shí)習(xí)等方式參與企業(yè)產(chǎn)品過程開發(fā)，拓寬工程學(xué)科知識(shí)，強(qiáng)調(diào)產(chǎn)品、過程與系統(tǒng)構(gòu)建技能及職業(yè)情操的培養(yǎng)。

5.運(yùn)用多種教學(xué)模式

課內(nèi)開展多樣化的教學(xué)方式，包括問題式、啟發(fā)式、探究式等研究性實(shí)踐教學(xué)模式，課外鼓勵(lì)多樣化的自主創(chuàng)新模式和工程實(shí)踐教學(xué)模式。這種工程教育模式將不同年級(jí)和不同專業(yè)的學(xué)生按照興趣組建成一個(gè)項(xiàng)目小組，學(xué)生根據(jù)自己的專長和愛好承擔(dān)相應(yīng)的實(shí)踐模塊，在教師的指導(dǎo)下自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)“以學(xué)生為中心”、“以系統(tǒng)為對(duì)象”、“以產(chǎn)品為目標(biāo)”的教學(xué)模式［7］，從而形成縱橫交錯(cuò)的、立體式的、多元化的實(shí)踐教學(xué)新模式。

圖2 CDIO理念下多元化實(shí)踐教學(xué)體系框圖

(三)實(shí)踐保障體系

1.實(shí)踐教學(xué)師資隊(duì)伍建設(shè)

一方面教師自身應(yīng)不斷學(xué)習(xí)、不斷實(shí)踐;另一方面，學(xué)校應(yīng)有計(jì)劃地安排中青年教師到企業(yè)參加實(shí)踐培訓(xùn)，也可聘請(qǐng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的企業(yè)工程師定期來指導(dǎo)學(xué)生實(shí)踐［6］182，從而建立一批理論知識(shí)雄厚、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富、勇于探索、德才兼?zhèn)?、?xùn)練有素的高素質(zhì)師資隊(duì)伍［11］。

2.校企聯(lián)合實(shí)踐教學(xué)基地建設(shè)

學(xué)校應(yīng)以全程開放為準(zhǔn)則，建立開放實(shí)驗(yàn)室，作為學(xué)生進(jìn)行自主創(chuàng)新的基礎(chǔ)平臺(tái);以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力為目標(biāo)，建立CDIO主題實(shí)驗(yàn)室;倡導(dǎo)走“產(chǎn)學(xué)研用”相結(jié)合的方法道路，增添科研訓(xùn)練開放性實(shí)驗(yàn)等實(shí)踐項(xiàng)目［12］，積極開展學(xué)校與企業(yè)以及科研單位之間的合作，并形成長期穩(wěn)定的合作關(guān)系［1］83，努力構(gòu)建校企雙贏的利益機(jī)制［13］。

3.實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)保障

學(xué)校相關(guān)部門應(yīng)制訂切實(shí)可行的實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃，整合實(shí)踐教學(xué)多方資源，開源節(jié)流;同時(shí)拓寬實(shí)踐教學(xué)經(jīng)費(fèi)的渠道，增加校內(nèi)外實(shí)習(xí)基地的資金投入;各相關(guān)部門根據(jù)實(shí)踐教學(xué)課程計(jì)劃及目標(biāo)，制訂各環(huán)節(jié)的新增和維護(hù)費(fèi)用的預(yù)決算，?？顚Ｓ?及時(shí)落實(shí)并保障學(xué)生工程項(xiàng)目、創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目以及各類競賽的經(jīng)費(fèi)，保證CDIO實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)［6］183。

(四)多元化CDIO能力評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建

CDIO能力評(píng)估是以學(xué)生為主的綜合性評(píng)價(jià)，涉及整個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，從理論知識(shí)與基本技能、實(shí)踐過程與學(xué)習(xí)方法、創(chuàng)新能力與情感態(tài)度多個(gè)角度進(jìn)行全方位評(píng)價(jià)，尤其注重學(xué)生CDIO工程能力培養(yǎng)效果。評(píng)價(jià)方式多樣化并相互融合，如形成性與過程性評(píng)價(jià)相結(jié)合，兼有發(fā)展性和總結(jié)性評(píng)價(jià)，以及書面考試與實(shí)踐應(yīng)用并重等。評(píng)價(jià)主體多元化涉及教師、企業(yè)工程師、管理者和學(xué)生等。各評(píng)價(jià)主體按照各項(xiàng)指標(biāo)的得分、各部分所占權(quán)重給出客觀評(píng)分，保證評(píng)價(jià)的權(quán)威、客觀、公正和有效。如學(xué)生基本技能的評(píng)價(jià)按照安全教育5%、筆試10%、實(shí)驗(yàn)85%等給出最終成績;綜合實(shí)驗(yàn)按照實(shí)驗(yàn)方案20%、實(shí)驗(yàn)過程20%、數(shù)據(jù)處理20%、思考討論20%、綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告20%等給出綜合成績;創(chuàng)新設(shè)計(jì)綜合考慮設(shè)計(jì)過程、設(shè)計(jì)報(bào)告、設(shè)計(jì)作品、答辯情況、專利、論文發(fā)表以及競賽獲獎(jiǎng)等給出成績;工程實(shí)踐通過出勤率10%、設(shè)計(jì)方案30%、過程評(píng)估30%、實(shí)踐報(bào)告30%等綜合給出成績。評(píng)價(jià)體系要體現(xiàn)可行性原則，選取的指標(biāo)不宜過于繁瑣并能易于操作;所有評(píng)價(jià)指標(biāo)所需信息要易于采集并真實(shí)可靠［14］。

三、實(shí)踐與效果

目前，CDIO教育模式已滲透到常州大學(xué)各個(gè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。以化工專業(yè)為例，實(shí)踐教學(xué)強(qiáng)化實(shí)踐活動(dòng)4年不斷線，除了一、二年級(jí)運(yùn)用基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)夯實(shí)基本技能外，對(duì)于化工設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，第4、5、6學(xué)期分別學(xué)習(xí)換熱器設(shè)計(jì)、化工塔設(shè)計(jì)和反應(yīng)器設(shè)計(jì)，第7學(xué)期先通過仿真模擬后再下廠實(shí)習(xí)，第8學(xué)期則是畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的學(xué)習(xí)。實(shí)踐結(jié)果表明，經(jīng)過該CDIO實(shí)踐教學(xué)體系的培養(yǎng)，學(xué)生已具有了基本的CDIO工程實(shí)踐能力，并在歷年的“挑戰(zhàn)杯”、化工設(shè)計(jì)大賽等比賽中榮獲了金獎(jiǎng)、銀杯獎(jiǎng)、特等獎(jiǎng)等各種獎(jiǎng)項(xiàng)。

四、結(jié)語

在近期許多高校都將CDIO工程教育開展得如火如荼的背景下，結(jié)合常州大學(xué)多年實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)有優(yōu)勢(shì)資源，構(gòu)建了基于CDIO教育理念的實(shí)踐教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)保障體系以及學(xué)生的CDIO能力評(píng)價(jià)體系，突出了“知識(shí)—能力—素質(zhì)”的協(xié)調(diào)發(fā)展、“目標(biāo)—過程—效果”一體化的人才培養(yǎng)模式，其目的是為了培養(yǎng)學(xué)生的CDIO工程實(shí)踐能力、開發(fā)創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神［6］183。CDIO實(shí)踐教學(xué)體系的建立和實(shí)施是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要處理好理論和實(shí)踐的平衡和銜接，協(xié)調(diào)有效的過程和結(jié)果的評(píng)估方法以確保對(duì)實(shí)踐效果的檢驗(yàn)。CDIO工程教學(xué)模式經(jīng)過長期不斷地探索、修正和完善，必將為高校的實(shí)踐教學(xué)帶來更深遠(yuǎn)的意義。

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