劉春來

杭州電子科技大學(xué)管理學(xué)院 浙江杭州 310018

2017年，《教育部高等教育司關(guān)于開展新工科研究與實(shí)踐的通知》(教高司函〔2017〕6號)明確提出,開展新工科研究和實(shí)踐以及新工科人才培養(yǎng)的要求，隨后公布了認(rèn)定的首批612個“新工科”研究與實(shí)踐項目名單，高校新工科建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入實(shí)施階段[1-2]。新工科建設(shè)其核心在于改變傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式，構(gòu)建一種基于開放合作的協(xié)同機(jī)制，培養(yǎng)具有較強(qiáng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的科技創(chuàng)新人才和技術(shù)開發(fā)人才。2019年4月，教育部辦公廳正式發(fā)布《關(guān)于實(shí)施一流本科專業(yè)建設(shè)“雙萬計劃”的通知》，計劃在2019—2021年，打造10000個左右國家級一流本科專業(yè)點(diǎn)和10000個左右省級一流本科專業(yè)點(diǎn)。在這一背景下，切實(shí)需要探索實(shí)踐融合發(fā)展、多元發(fā)展、協(xié)同發(fā)展新路，加快培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合應(yīng)用型、實(shí)用技能型新工科人才，高標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)好“金?！薄敖鹫n”和“高地”。

CDIO工程教育理念已有近20年的發(fā)展和應(yīng)用，是由以美國工程院院士Ed.Crawley教授為首的麻省理工學(xué)院團(tuán)隊和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究團(tuán)隊所創(chuàng)立的“做中學(xué)”和基于項目的教育和學(xué)習(xí)的新型高等工程教育模式[3]。在中國工程教育發(fā)生大變革和邁向國際化的背景下，“CDIO工程教育聯(lián)盟”成立，目前共有一百多所高校自愿加入“CDIO工程教育聯(lián)盟”。在世界范圍內(nèi)，也已發(fā)布了第二版的CDIO教學(xué)大綱——the CDIO Syllabus V2.0[4]。

基于CDIO工程教育理念，各大高校結(jié)合本校實(shí)際情況進(jìn)行了再次革新—融合—創(chuàng)新，提出了各具特色的人才培養(yǎng)模式，極大地促進(jìn)了CDIO工程教育理念的中國化，形成了基于CDIO教育理念的財經(jīng)類高校工程人才培養(yǎng)模式、計算機(jī)類專業(yè)人才培養(yǎng)模式、工程類高校教育模式改革等。同時，一些高校針對所開設(shè)的具體課程也進(jìn)行了相應(yīng)的改革和有益的探索，如針對在線教學(xué)中存在的問題，從教學(xué)組織方式、互動方式、考核方式等多個方面提出將CDIO教育模式與在線教育相結(jié)合的建議與措施；南京農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院工業(yè)工程專業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)建模與仿真課程，提出了CDIO在本課程中的改革框架[3]；基于能力本位和CDIO相結(jié)合的模式進(jìn)行應(yīng)用型本科實(shí)踐類課程教學(xué)改革[5]，武漢大學(xué)能源動力類專業(yè)基于CDIO教育模式進(jìn)行了課程體系創(chuàng)新與改革[6]等。

當(dāng)前，國內(nèi)眾多高校正在積極推進(jìn)“新工科”改革，探索“新工科”建設(shè)的新理念、新標(biāo)準(zhǔn)、新模式、新方法、新技術(shù)、新文化，培養(yǎng)造就一大批多樣化、創(chuàng)新型卓越工程科技人才。因此，研究如何將CDIO工程教育理念引入具體課程中，對于新工科改革的推進(jìn)、創(chuàng)新型專業(yè)人才的培養(yǎng)質(zhì)量的提升意義重大，也具有良好的示范作用。

1 專業(yè)課程改革總體框架

借鑒汕頭大學(xué)提出的“EIP-CDIO工程教育模式”以及制定的整個專業(yè)層面的綜合性CDIO課程計劃及課程大綱，基于CDIO模式設(shè)定了課程改革的總體目標(biāo)：更深入地掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識；精通工程項目建設(shè)、運(yùn)營和實(shí)施的經(jīng)濟(jì)分析和評價方法；理解技術(shù)發(fā)展對社會的重要性和戰(zhàn)略影響。在課程大綱制定過程中，對這三個總體目標(biāo)進(jìn)行細(xì)化，建立相應(yīng)的二級指標(biāo)(分目標(biāo))，以增加實(shí)施課程大綱的可操作性。同時，建立健全完善的符合CDIO教學(xué)大綱的學(xué)科知識體系，并逐步形成完整的學(xué)科知識群，也是CDIO課程改革的核心目標(biāo)。

圖1 課程改革總體框架

2 專業(yè)課程CDIO教學(xué)改革過程

2.1 “工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程教學(xué)改革的必要性和有效性

在以往習(xí)慣的灌輸式教學(xué)中，課程過度強(qiáng)調(diào)教師課堂上的講授，課程所講授的內(nèi)容也多是限定在教材的表面知識，深入度和難度不足；課程評價過度強(qiáng)調(diào)期末考試成績，不利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。數(shù)字經(jīng)濟(jì)新時代“新工科”建設(shè)不應(yīng)僅培養(yǎng)傳統(tǒng)的應(yīng)用型人員或?qū)W術(shù)型人員，而應(yīng)更加注重對學(xué)生解決實(shí)際問題的創(chuàng)新實(shí)踐能力和學(xué)科交叉融合能力的培養(yǎng)。為了達(dá)成這一目標(biāo)，就需要對人才培養(yǎng)過程中的教學(xué)全過程(尤其是專業(yè)課程)進(jìn)行全新的改革，急需重構(gòu)一門符合時代特色需求的高質(zhì)量課程。

“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”為我校計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動化、工業(yè)工程等多個專業(yè)的通識必修課，該門課程所學(xué)的內(nèi)容在學(xué)生就業(yè)、繼續(xù)教育、科學(xué)研究等方面都具有重要的作用。該課程理論知識要求高、學(xué)科交叉明顯，要求學(xué)生具有較高的分析問題的綜合能力和實(shí)踐創(chuàng)新能力。但在實(shí)際教學(xué)過程中，由于存在教學(xué)手段死板、課程資料不足、考核方式簡單等問題，導(dǎo)致教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量不理想、考核管理單一等問題，嚴(yán)重影響學(xué)生對“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程知識的掌握，不符合相關(guān)社會工業(yè)類產(chǎn)業(yè)(尤其是數(shù)字化產(chǎn)業(yè))的需求?！肮こ探?jīng)濟(jì)學(xué)”的重要特點(diǎn)是系統(tǒng)性和操作性，系統(tǒng)性的特點(diǎn)決定了必須要有科學(xué)合理的決策過程，操作性的特點(diǎn)決定了必須要落實(shí)到實(shí)踐和實(shí)現(xiàn)。

在國家大力推進(jìn)“新工科”建設(shè)的背景下，本文以杭州電子科技大學(xué)計算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、自動化和工業(yè)工程等專業(yè)為例，結(jié)合信息類、工業(yè)類企業(yè)的實(shí)際需求，以“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程作為研究對象，通過對企業(yè)需求調(diào)查研究，明確課程改革方向與要求，大力開展雙語教學(xué)；對實(shí)際教材、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方式、課程考核現(xiàn)狀進(jìn)行分析與提煉，揭示現(xiàn)存問題與不足，確定改革內(nèi)容與方案；通過實(shí)踐教學(xué)過程實(shí)現(xiàn)課程改革的理論預(yù)期目標(biāo)，以期全面提升學(xué)生獨(dú)立分析和解決問題能力。

2.2 CDIO模式下專業(yè)課程大綱改革

在CDIO理念和模式下，專業(yè)課程大綱改革應(yīng)建立在對人才培養(yǎng)目標(biāo)綜合分析的基礎(chǔ)之上，制定相應(yīng)的課程內(nèi)容和知識架構(gòu)，主要由構(gòu)思(C)、設(shè)計(D)、實(shí)現(xiàn)(I)和運(yùn)作(O)四個方面的內(nèi)容構(gòu)成。工程實(shí)踐作為工程教育的內(nèi)容并不是一味地增加實(shí)踐或?qū)嵉夭僮饔?xùn)練，而是要求學(xué)生能夠把學(xué)到的理論知識應(yīng)用于工程實(shí)踐項目(可以是軟項目)，即“學(xué)中做”。所以，針對CDIO課程大綱的改革應(yīng)著重體現(xiàn)以上四個方面的內(nèi)容，同時關(guān)注“項目實(shí)踐背景”這一重要指標(biāo)。

“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程大綱的CDIO改革，在課程培養(yǎng)目標(biāo)中著重培養(yǎng)社會責(zé)任感和工程職業(yè)道德、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求對應(yīng)關(guān)系、基于“項目實(shí)踐背景”設(shè)置為實(shí)現(xiàn)CDIO所必需的分解預(yù)期學(xué)習(xí)效果，以及課程目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法的對應(yīng)關(guān)系。同時，明確了課程目標(biāo)達(dá)成途徑及學(xué)生成績評定方法、課程目標(biāo)達(dá)成度定量評價方法；增加了綜合性項目實(shí)踐的比重，引導(dǎo)學(xué)生完成對問題解決方案的構(gòu)思(C)、設(shè)計(D)、實(shí)現(xiàn)(I)和運(yùn)作(O)全流程。另外，教學(xué)大綱中增設(shè)了實(shí)踐創(chuàng)新和案例研討環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)際工程項目問題進(jìn)行深入地系統(tǒng)分析、建模、評價和決策。以綠色、科學(xué)、精準(zhǔn)為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確的工程經(jīng)濟(jì)價值觀，形成了“前瞻布局、前移指導(dǎo)、前置對接，后續(xù)追蹤、后續(xù)輔導(dǎo)、后續(xù)評價”為主線的“三前三后”全過程培養(yǎng)教學(xué)體系。

2.3 教學(xué)策略選擇

合適的教學(xué)策略可以通過完整的項目將課程體系中的所有知識點(diǎn)有機(jī)結(jié)合起來，達(dá)到一體化教學(xué)的目的?！肮こ探?jīng)濟(jì)學(xué)”課程在進(jìn)行CDIO教學(xué)模式改革探索中，采取了綜合性教學(xué)策略，即根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的知識和能力需求，分別采取了不同的教學(xué)策略?！肮こ探?jīng)濟(jì)學(xué)”課程中涉及較多的經(jīng)濟(jì)學(xué)中的基本概念，對于這一部分，針對工科背景的學(xué)生，重點(diǎn)采取講授的方法，用實(shí)際生活中的現(xiàn)象來解釋概念，是一種探究式的學(xué)習(xí)；經(jīng)濟(jì)評價指標(biāo)和計算方法方面，則主要采用理論闡述與證明，確保學(xué)生可以理解其背后的經(jīng)濟(jì)含義；在實(shí)踐環(huán)節(jié)的設(shè)計上，以實(shí)際生產(chǎn)中的案例為導(dǎo)向體現(xiàn)“工程項目實(shí)踐”的背景；在綜合能力培養(yǎng)方面，主要采用科研導(dǎo)向型學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動探索，從運(yùn)用多學(xué)科知識的交叉融合、團(tuán)隊協(xié)作等多方面培養(yǎng)其CDIO的科學(xué)素養(yǎng)。另外，在CDIO素養(yǎng)培養(yǎng)方面，結(jié)合探究式和科研教學(xué)融合的教學(xué)策略，實(shí)施項目制分工協(xié)作、完成研究報告、成果展示等方法，增加學(xué)生的課堂參與度?？偟膩碚f，在CDIO理念的指導(dǎo)下，教學(xué)策略由原先的教師課堂講授向師生協(xié)作的探究式共同學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變。

2.4 教學(xué)方法改革

主動學(xué)習(xí)是學(xué)生為構(gòu)建知識和理解而進(jìn)行的活動。作為CDIO模式重要的方法論之一，將主動學(xué)習(xí)引入“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程教學(xué)中。

在理論課教學(xué)方面，“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程教學(xué)流程可以分為課前準(zhǔn)備(基于教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺學(xué)習(xí)課程知識點(diǎn)和觀看視頻)、課堂教學(xué)(答疑和案例討論與分析)和課后鞏固(預(yù)留課程作業(yè)和獲得學(xué)生反饋)三個階段。同時，大力開展線上線下相結(jié)合的教學(xué)模式，根據(jù)引導(dǎo)案例和預(yù)設(shè)的學(xué)習(xí)目標(biāo)，學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺等自行閱讀和查閱相關(guān)資料。線下教學(xué)過程中，根據(jù)學(xué)生的反饋，將重點(diǎn)放在教學(xué)案例和課本知識聯(lián)系的引導(dǎo)以及重難點(diǎn)概念和計算公式的講解上，著重培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)的科學(xué)分析方法解決實(shí)際問題的能力。

在基于CDIO的實(shí)踐教學(xué)方面，引入情景教學(xué)法，以個人和小組決策為切入點(diǎn)，共同探討現(xiàn)實(shí)工程決策問題。增加小組討論環(huán)節(jié)，開展部分章節(jié)的反轉(zhuǎn)課堂，培養(yǎng)并提升學(xué)生的專業(yè)知識、個人能力、團(tuán)隊合作能力、建造產(chǎn)品和系統(tǒng)的能力，綜合使用“決策活動”和“案例教學(xué)”的方法。同時，基于學(xué)校的學(xué)習(xí)通平臺，協(xié)作與溝通可以隨時線上開展，保障了學(xué)習(xí)的延展性，實(shí)現(xiàn)了全天候無障礙的師生交流。

3 專業(yè)課程評價改革

包括“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”在內(nèi)的傳統(tǒng)課程對學(xué)生的考核評價，期末考試的比重約占到總成績的70%，而學(xué)生平時課內(nèi)外的表現(xiàn)和作業(yè)完成情況則占較小的比重。一張試卷或一次考試結(jié)果這樣的評價方式往往無法真實(shí)完整地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)效果和教師的教學(xué)質(zhì)量，不利于人才培養(yǎng)。

CDIO評價體系是對學(xué)生個體在CDIO教學(xué)方法中獲得成效的具體衡量，因此“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程采用形成性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合的評價方法，制訂了綜合的課程考核方案。主要包括課程目標(biāo)的達(dá)成程度評價(教師CDIO能力的加強(qiáng))和學(xué)生成績評價(學(xué)生CDIO能力的評價)兩個方面。

表1 課程目標(biāo)與達(dá)成途徑

針對課程目標(biāo)達(dá)成度定量評價，在課程結(jié)束后，對每一個課程目標(biāo)(含思政課程目標(biāo))進(jìn)行達(dá)成度的定量評價，用以實(shí)現(xiàn)課程的持續(xù)改進(jìn)。為此，我們開發(fā)了課程目標(biāo)達(dá)成度的定量評價算法：

(1)使用教學(xué)活動(如課程思政實(shí)踐、課后作業(yè)、課堂練習(xí)、課堂討論、閱讀報告等)成績或期末考試部分題目得分率作為評價項目，對某個課程目標(biāo)進(jìn)行達(dá)成度的定量評價；

(2)為保證考核的全面性和可靠性，要求對每一個課程目標(biāo)的評價項目選擇至少兩種；

(3)根據(jù)施教情況，評價項目可以由教師自行擴(kuò)展，權(quán)重比例可以由教師自行設(shè)計；

(4)對某一個課程目標(biāo)有支撐的各評價項目權(quán)重之和為1；

(5)使用所有學(xué)生(含不及格)的平均成績計算。

針對學(xué)生成績評價，基于CDIO工程教育理念，重新設(shè)計了“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程綜合評價與評分體系。平時成績可包括課堂表現(xiàn)、課堂報告演講、課堂測試、課堂小組討論與實(shí)踐等項目。各部分的建議考核內(nèi)容、在平時成績中的建議比例、關(guān)聯(lián)課程目標(biāo)、在總成績中的占比等均明確給出，方便任課教師根據(jù)實(shí)際授課情況調(diào)整。同時，列出各考核內(nèi)容的詳細(xì)評分標(biāo)準(zhǔn)，增加了平時作業(yè)、案例分析和課堂互動等在課程總成績中的比重。另外，在期末考試中，增加了綠色工程、可持續(xù)發(fā)展等開放性題目。

結(jié)語

針對當(dāng)前“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”授課內(nèi)容無法與企業(yè)實(shí)際需求緊密結(jié)合，以及灌輸式教學(xué)、課程評價單一、學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力停滯不前等一系列問題，提出了CDIO理念在本課程中的改革框架，基于構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作層層遞進(jìn)的方式，實(shí)現(xiàn)了“工程經(jīng)濟(jì)學(xué)”課程的CDIO過程。這一舉措可以加深學(xué)生對于課程內(nèi)相關(guān)理論和方法的理解，真正幫助學(xué)生熟練應(yīng)用工程經(jīng)濟(jì)學(xué)來解決工程實(shí)踐問題。