李永軍

摘要：科技競賽是培養(yǎng)大學生科技創(chuàng)新能力的重要實踐環(huán)節(jié)。CDIO大綱的能力目標與創(chuàng)新型人才素質要求相當?shù)钠鹾?。本文將CDIO模式引入科技競賽中，探索CDIO與科技競賽融合的新體系，通過實施項目化管理、建設多層次競賽評價體系等，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。

關鍵詞：科技競賽；創(chuàng)新能力；CDIO

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）26-0228-02

在現(xiàn)代大學教育中，科技競賽已經成為一種培養(yǎng)工科大學生創(chuàng)新素質教育的重要方式，得到了高等院校普遍的認可和執(zhí)行。從筆者多年的經驗認為，現(xiàn)代院校的學生的基本特點是思維活躍并善于展示自己，但由于缺乏動手操作機會，普遍在動手實踐和勇于創(chuàng)新等方面還有較大不足。利用科技競賽這種方式，進行學生科技創(chuàng)新教育，有利于激發(fā)學生的參與和實踐精神。在科技競賽中，普遍性的機器人競賽和機械創(chuàng)新設計大賽等項目，競賽內容符合自動化及機電類專業(yè)的教學內容和特點，與該專業(yè)的培養(yǎng)目標相一致，因此得到學校和學生的歡迎。在很多學校，很多學生參加過中國機器人大賽、飛思卡爾競速車大賽及RoboCup公開賽。這些學生以大四年級學生為核心組建參賽隊伍，并吸收部分大學三年級學生為隊員，有良好的梯隊性。從參賽結果看，這些年競賽作品的技術水平也逐步提升。

一、CDIO的概念

CDIO模式起源于國外。CDIO是一個由麻省理工和瑞典皇家工學院等4所大學成立的國際合作組織。該組織從2000年起，經過多年的教育探索研究，提出了CDIO的工程學科教育理念并進行實踐[1]。CDIO的英文原寫為Conceive、Design、Implement和Operate，中文意思是構思、設計、實現(xiàn)和運作。該理念強調教育專業(yè)教學工程化，即在教學中既注重學生扎實的工程基礎理論和專業(yè)知識的傳授，又將教育的過程延伸到工程領域的實踐環(huán)節(jié)中，讓學生主動參與教學，運用所學知識，解決接近工程的競賽中的實際問題。CDIO教學大綱主要可以總結為三個目標：第一是讓學生掌握基礎的科學技術和理論知識。第二是培養(yǎng)動手能力和創(chuàng)造力，使其積極參與到新產品、新工藝和新系統(tǒng)的研發(fā)活動中。因此需要相應地培養(yǎng)學生的人際交往和合作技能。第三是教育學生開發(fā)是具有社會背景的，使學生理解背景的重要性和戰(zhàn)略性，懂得如何在社會背景下進行研發(fā)。CDIO大綱內容詳細，將上述三個目標分成了4大類14條70點，其中的能力目標與創(chuàng)新型人才的素質要求存在相當高的契合性。大綱分為四個部分：第一部分強調了技術知識和推理的重要性，認為這是工程教育的基本目標，也是創(chuàng)新的知識基礎和前提條件。技術知識包括基礎科學知識、核心工程基礎知識和高級工程基礎知識等三部分內容。第二部定義了個人的職業(yè)技能和特質。包括工程推理和解決問題、實驗中探尋知識和系統(tǒng)思維三個方面的能力，這三個方面也可以稱為工程思維、科學思維和系統(tǒng)思維。這三種思維模式中，包含了發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、驗證到解決問題等環(huán)節(jié)，這些環(huán)節(jié)正是創(chuàng)造實踐的心理歷程，通過這些環(huán)節(jié)和歷程，學生將會創(chuàng)造出不尋常的作品。第三部分則注重培養(yǎng)團隊精神和溝通能力，這種能力既是以增強團結協(xié)作和打造創(chuàng)新團隊為目的的個人品格要求，也是學生在以后的工作中進行創(chuàng)新的必要條件之一。大綱最后部分給出了創(chuàng)新系統(tǒng)的過程要求，而創(chuàng)新是學生創(chuàng)造力培養(yǎng)的具體表現(xiàn)[2]。

二、科技競賽的意義

現(xiàn)代教育都強調知行合一，即傳授知識和實踐的結合。以往的實踐環(huán)節(jié)比較薄弱，通過工程訓練進行。但隨著經濟發(fā)展，工程訓練的成本相對增加，因此很多院?？s減了實踐教學課程量，學生參與實習的時間難以保證，更多的是參觀而不是參與，動手能力很難得到提高；全部在院校中進行的工程教育沒有企業(yè)參與，與企業(yè)沒有聯(lián)系，因此，課程設計和畢業(yè)設計等實踐環(huán)節(jié)就脫離了工程實際，這種脫離社會背景的紙上談兵，難以保證工程教育達到創(chuàng)新的要求。

我們在教學中發(fā)現(xiàn)，參與工程教育的教師缺乏實踐經驗，大多沒有參加工程實踐項目的經歷，缺乏相應的工程及生產訓練。更多的院校教師來源于一直在院校學習的高校畢業(yè)生，這些教師普遍具有博士學位，專業(yè)基礎理論深厚，但由于其沒有工程實踐經歷，很多時候只能傳授書本知識，使得課堂教學枯燥，學生沒有學習興趣。這樣使得教學流于形式，忽視了學生在工程實踐訓練中進行綜合性和創(chuàng)造性的發(fā)揮，影響教學效果。

而科技競賽則提供了一個工程教育的平臺，在這個平臺中，學生和教師均得到學習提高的機會。教師在科技競賽中既是組織者，也是管理者，采用CDIO概念進行科技競賽的組織、管理將大大提高項目管理水平。

三、科技競賽的組織與管理

科技競賽的目的是培養(yǎng)學生的工程和創(chuàng)新能力素質。因此，制定培養(yǎng)方案時，既要參考相應行業(yè)的背景特點，也要考慮專業(yè)對學生的知識、技能和素質的要求。培養(yǎng)方案中既包括學生的專業(yè)知識體系、個人素質，又包含團隊精神以及競賽作品的工程能力。不同專業(yè)的科技競賽應注意培養(yǎng)方案的多樣化。為了使培養(yǎng)方案符合CDIO理念要求，需要根據(jù)競賽的內容對課程群進行關聯(lián)化的設置，前后課程之間要有知識的銜接，不同課程之間進行知識的融合，學員要先經過基礎技能訓練，再進行高級能力訓練，最后進行綜合能力培訓。這樣的設置可以強化分析問題和解決問題的能力，使學生能開發(fā)難度適中的綜合性項目，開發(fā)學生潛力，培養(yǎng)其工程素養(yǎng)。

科技競賽為了更好發(fā)揮教學培訓工作，指導教師既要讓科技創(chuàng)新活動普及，由要挑選優(yōu)秀競賽選手以獲得優(yōu)秀成績。首先將科技競賽面對所有相關專業(yè)的大學生，使其具有較大的學生隊伍規(guī)模。在此基礎上，指導教師對有參加意愿的學生進行選拔，通過培訓的難度、強度和深度，選出具有相應能力的選手，組成有創(chuàng)新和合作能力的競賽隊伍。團隊里的每個大學生都既能進行自主學習，又能夠進行團隊合作。為什么重視團隊合作？因為通過合作性學習，加深深度和拓寬廣度，可以加速學習的進度，從而提高單個學生的自主學習能力?，F(xiàn)代社會更為需要的研究性學習，要求主動參與、勤于動手和樂于探究，注重探究能力。自主學習、合作學習和研究性學習之間要進行互相補充和有機結合。

按照CDIO工程教育模式的科技競賽組織與管理應按照以下原則進行：

1.加強自主學習、合作式學習與研究式學習能力的培養(yǎng)。自主學習是一種基礎學習方式，但學生自主學習受個人能力限制，難以達到競賽要求的深度與廣度。而合作式學習的長處能夠彌補學生單一自主學習的不足。而研究式學習或研討式學習，通過解決問題驅動學生的學習，是一種結果與過程并重的學習，可以讓學生自主地發(fā)現(xiàn)實際工程問題并解決，這樣可以解決單純講授式學習的枯燥乏味。因此在研究式學習活動中，學生不自覺地進行了CDIO中的自我構思（Conceive）和設計（Design）。

2.學習能力和團隊合作能力培養(yǎng)并重。競賽的首要目的是給學生提供學習經驗和工程經歷。在競賽過程中，各學科知識和知識的應用是目的之一，但更重要的是團隊合作能力的培養(yǎng)。因此，指導教師應制定明確的計劃，使學生通過學習進行個人、人際交往能力的培養(yǎng)。按照現(xiàn)代企業(yè)要求，團隊合作是員工的必要素質。

四、基于CDIO的科技競賽評價標準

按照CDIO大綱，教學應建立良好的教學評價機制?；贑DIO的多層次的科技競賽評價體系，能夠及時發(fā)現(xiàn)教學過程中的不足，積累好的經驗，反饋到教學團隊和學生，不斷改善CDIO教學成效。

在對學生科技競賽成績的評價中，我們更多的是提倡過程評價，而不是結果評價。表1是我們在科技競賽中采用的評價標準。

五、改革體會

基于CDIO理念的工程教育模式，能夠解決理論教學與實踐教學脫節(jié)的問題。在科技競賽實施中，讓每個學生都有任務，并進行檢查、考核，可以極大提高學習興趣。

將CDIO教育融合進科技競賽活動中，提高了學生學習興趣和團隊協(xié)作精神，也提高了教師任教水平和工程素質，獲得更好的教學效果。

參考文獻：

[1]殷旭，胡景繁，張紅.基于CDIO教育模式學生學習評估方法的探索[J].高教論壇，2010，2（2）：24-25.

[2]何永玲，樊東紅.基于學科競賽的大學生工程能力培養(yǎng)研究[J].欽州學院學報，2010，25（3）：63-66.