基于CDIO的电子信息工程人才培养模式研究*

徐武雄 钟东

湖北科技学院电子与信息工程学院 湖北 咸宁 437100

CDIO工程教育模式从“培养什么人”和“怎样培养人”这两个根本问题出发，探索工程教育问题。麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所大学组成的跨国研究机构于2004年首次提出CDIO工程教育模式，并成立CDIO国际合作组织。2008年，我国教育部组织课题组试点，目前，该教育模式在我国尚处于一个试点和探索阶段。

本文主要探讨如何改革CDIO模式下的电子信息工程专业培养方案、课程体系和教学方法等内容，并将其用于提高我国大学生的综合素质、实践动手能力和创新精神，使他们拥有良好的团队协作精神、系统分析能力，以便适应现代化工程团队、新产品及新系统的开发需求。

1 CDIO工程教育模式简介

1.1 CDIO的概念

CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运作（Operate）的简称[1]。它是一种基于产品、流程、系统生命周期的工程教育模式，它以工程项目中现代工业产品从构思、研发到运行改良乃至终结废弃的生命周期全过程为载体，培养学生的工程能力、个人职业道德、终生学习能力、团队协作能力、技术交流能力和大系统掌控能力。CDIO是直接按照工业界的要求建立的一整套工程教育实施体系，具有全面系统性、实践可操作性、国际先进性和普遍适应性[2]。它以培养能够领导工业产品、过程或系统开发的现代工程师为目标，以现代工程实际环境为背景，采用相互联系、相互支撑的课程体系培养学生从现代学习和实践环境中获得设计、制作和主动学习的经验，促进学生知识、能力和素质的一体化成长。

1.2 CDIO的核心内容

CDIO的核心内容包括一个愿景、一个教学大纲和12条标准。

1）CDIO的愿景是为学生提供一种建立在真实世界的产品或系统的构思、设计、实施和运行过程基础上的工程教育，将学生培养成能够领导新产品和新系统的开发和运行的高级应用型人才。

2）CDIO的12条标准分别考察专业培养理念、课程计划的制定、设计实验和实践场所、教与学的方法、教师提高以及考核和评估等最根本的、体现CDIO工程教育特色的要求[3]。

3）CDIO的教学大纲反映了这个时代世界工程教育发展目标的主流要求，对工程师应该具备的知识和能力以逐级分别细化的方式表达出来，形成对学生和教师都具有重要指导意义的具体化、可观测的目标体系。

2 地方高校电子信息工程人才培养模式现状分析

随着科学和技术的不断进步，工程科学知识体系变得越来越庞大。与此同时，现代工程实践对工程师的工程实践能力、团队工作与交流能力和对企业与社会环境的理解与适应能力都提出更高的要求。虽然近几年随着教育经费总投入的增加，学科建设投入加大，教学设施得到改善，办学过程中积累了一些好的办学经验，但从总体上看，我国的高等教育特别是电子信息工程教育与经济发展的需要还显得很不适应。

2.1 办学模式趋同

按照国务院颁布的《中国教育改革和发展纲要》的要求，高等教育的发展要区别不同的地区、科类和学校，确定发展目标和重点，各种类型的学校合理分工，在各自的层次上办出特色。目前，许多地方高校不以地方经济发展需求为导向，在不具备办学条件的情况下，盲目向高水平的一类大学看齐，都想办成“教学研究型”大学，办成大而全的“综合型”大学。许多学校在办学理念、办学模式、培养目标、专业设置、课程体系等方面“同构性”特征明显，办学失去了自己的特色，缺乏多样性和竞争力[4]。

2.2 课程内容体系不合理

课程体系的设置是人才培养的关键，大部分学校都是按照公共课、基础课、专业课和专业选修课的模式在设置。一旦设置通过，至少使用3年不变，不能轻易更改，缺乏开放性和动态灵活性；课程体系偏重于理论，面向应用的实践环节不足，这样导致学生实践动手的机会比较少，不利于学生实践能力的培养[5]；课程门类比较多，课程之间的衔接有时比较混乱；课程内容体系不合理，理论课时比例较高，实践课时的比例不到15%，实践环节以验证性实验为主，不利于培养学生的自主创新和团队协作精神。

2.3 教学方法落后

电子信息工程专业的专业基础课和专业核心课都是一些工程性、实践性非常强的课程，它所涉及的基本理论、基础知识和基本方法对本科生的培养起着相当重要的作用。目前，电子信息工程专业的教学方法大多是以理论课讲授为主、验证性实验为辅的教学模式，教学内容基本与实际应用脱节。其次，实践环节的内容和手段比较单一，验证性实验多，单元设计、综合设计性实验少。随着计算机科学技术的不断发展，新技术不断出现，电子电路的设计与应用已发生根本性的变化，怎样在有限的时间里达到把学生培养成高素质的应用型人才？笔者认为改革和优化电子信息工程专业教学方法已是必然。

2.4 学习评价不科学

电子信息科学与技术专业属于应用性较强的专业，对一些实用性比较强的课程，比如计算机基础和电子线路CAD等，目前仍然采用闭卷考试为主，即以期末一张试卷决定课程成绩的学习评价方法。在课程结束后，大部分教师都有指定复习范围、考试知识点的习惯，这导致大部分学生平时可以不学习，在考试前几天突击复习一下重点就可以及格了，甚至可以得到比较高的分数。这种学习评价的方式非常不科学，也不利于激励学生平时注重专业知识的学习。

3 基于CDIO的电子信息工程人才培养方案设计

将CDIO模式用于我国地方高校工程教育的实践，对其培养方案、课程体系和教学方法等人才培养模式的核心内容进行改革，有利于培养大学生实践能力和创新精神，促进我国高等工程教育改革。对以培养应用型人才为目标的地方高校来说，CDIO模式特别适合电子信息工程类专业人才培养的需要。笔者以电子信息工程类专业中的电子信息科学与技术专业为例，设计其CDIO理念下的人才培养方案，主要包括下面一些内容。

3.1 明确定位培养目标

基于人才市场的大量需求，高校扩大了招生规模，使我国专业学生数量明显上升。但目前行业生产、经营、管理、服务第一线的技术应用型人才仍缺口较大。基于市场需求，湖北科技学院以培养“高素质应用型”专业人才为核心，拟把电子信息科学与技术专业建设成为教学理念先进、教学力量雄厚、教学资源优良、专业特色鲜明、符合湖北发展要求、具有一定优势和竞争力的专业，在学院专业建设中发挥引领和样板作用，并力争成为全省地方高校同类专业建设与改革的示范专业。具体目标是：培养德、智、体、美全面发展，具有良好的科学素养和创新精神，掌握电子信息科学与技术的基本理论、基本知识、基本技能和方法，能在电子信息科学与技术、计算机科学与技术及通信工程等领域从事电子系统、通信系统的科学研究、工程设计、产品开发、生产和管理工作的高级应用型人才。

3.2 设置科学合理的课程体系

为实现电子信息科学与技术专业的人才培养目标，要以“夯实基础、拓宽知识、强化能力、提高素质、发展个性、激发潜能”为原则，以电子产品设计、生产、维护能力培养为核心、以电子产品设计制作项目为导向，整合现有课程，拓宽基础课程，强化实践课程。依据湖北科技学院专业建设和人才培养方案的指导意见，遵循高等教育教学规律和人才成长规律，构建具有创新性、应用性的电子信息科学与技术专业课程体系，详见表1。

3.3 改革课程教学内容

根据CDIO教育理念，在使用表1所示体系的课程时，还必须进行教学内容的改革。

首先，必须强化落实学生的素质教育。针对目前新近参加工作的大学生中许多人合作精神欠缺、责任心有待加强的现实，加强大学生素质教育，探索素质教育的有效途径。

第二，课程教学内容的更新和压缩。一方面，IT产业具有技术更新换代周期短、速度快的特点。当前存在的一个较为突出的问题是，教学中专业知识老化，不适应产业技术发展的要求，必须进行教学内容的更新，尤其是对技术性课程。另一方面，企业看重学生解决问题的能力，而目前教学强调知识的传授，轻视学生能力的培养。因此，对于电子信息工程技术人才培养而言，要压缩课堂教学内容，删除理论性太强、在实际中应用又少的教学内容，将更多的时间调整到培养学生技能和能力的实践性教学环节上去，设置丰富的综合性和设计性实验项目，利用课堂和实验室或实习见习场所加强学生学习的主动性、实践性和团队合作精神。

3.4 采用现代化的教学方法和手段

表1 电子信息科学与技术专业课程体系

首先，教师应该更新教学观念，从以教师为中心转向以学生为中心，引导学生主动学习，引导学生思考研讨，增加主动学习和动手实践，强调分析问题和解决问题的能力，增强概念学习。将实验课并入相关的课程内，任课教师自然成为课程实验课的教师之一，并主导实验内容、统筹安排课程内的实验。针对现在的学生缺少实际动手能力的情况，安排丰富的设计性和综合性实验，尽量让学生亲自动手并全身心投入。压缩授课学时，部分课程采用边讲边实验边讨论的方式，让学生成为课堂上的主角。

其次，积极探索启发式、探究式、讨论式、问题驱动式教学等新型教学方法。将项目驱动教学法引入电子信息工程专业的专业课程教学中，以具体项目的要求来遴选教学内容，采用项目牵引的启发式教学方式来组织课堂教学和实验，有助于激发学生的学习兴趣和热情，从而锻炼和培养学生的创新能力，提高教学质量。

3.5 采取多样化的学习评价方法

CDIO模式是能力本位的培养模式，学生能力标准要求采用不同的方法衡量学生的专业知识、个人自身能力、团队合作能力。对电子信息科学与技术等应用性专业，应更加注重学习的过程，采用多样化的形式来测评学生的学习效果。

首先，采用案例讨论、课程论文、小组设计制作、课程竞赛等考核形式。

其次，要改革成绩评定方法，加大平时考核力度，将一次考核改为全程考核，学生平时学习情况的检查和监督以作业为基础。如模拟电子技术习题的选择上多选一些小型的、有趣的、实用的电路系统，学生完全可以用EWB来仿真，对于复习基础知识和基本技能、了解课程理论的具体应用都十分有益[6]。

最后，要制定科学的成绩评定依据和标准，要赋予实验课一定的成绩权重（如平时30%、实验30%、考试40%），不能简单地根据考勤确定平时成绩，对于在实验中有突出表现的团队和个人应加分。

4 结束语

电子信息产业是一项新兴的高科技朝阳产业。随着产业结构的不断调整，湖北省已经成为我国电子工业产品的重要生产和加工基地。移动通信终端、电脑、通信设备等电子信息技术企业规模不断扩大，电子信息技术企业对各种层次专业人才的需求也不断增加。因此，基于CDIO工程教育理念确定电子信息科学与技术专业的人才培养目标、围绕产业调整的方向设置科学合理的课程体系，改革课程教学内容，采用现代化的教学手段和方法，采取多样化的学习评价方法，是培养综合素质高、实践技能强、满足生产第一线需要的高级专业技术人才的有效途径。

[1]顾佩华,包能胜,等.CDIO在中国:上[J].高等工程教育研究,2012(3):24-25.

[2]徐武雄.基于CDIO的地方高校嵌入式系统仿真实验室建设研究[J].中国电力教育,2012(19):98-99.

[3]顾佩华,陆小华,等.以设计为导向的EIP-CDIO创新型工程人才培养模式[J].中国高等教育,2009(3):47-49.

[4]杨玉海.地方高校人才培养模式的构建[J].河南理工大学学报:社会科学版,2012(2):233-234.

[5]任条娟,刘斌.应用型本科人才培养模式与机制构建的思考:以浙江树人大学为例[J].中国大学教学,2011(2):20-22.

[6]阎守华.CDIO模式下电路与电子技术课程教改的探讨[J].成都信息工程学院学报,2009(5):476-477.