基于CDIO思想的三分式专业实践教育体系研究

赵春 张志敏 李菲

CDIO教育模式强调以工程价值观引导大学的工程教育，以实现“做中学”的目的。工程教育在应用型人才培养体系中已经是一种极其重要的理念。专业实践教育体系的构建必须将工程教育的理念一以贯之，才能够体现出专业实践教育体系的系统观、集成观和工程观。

一、引言

大学本科应用型人才的核心能力体现为工程能力，即专业能力、学习能力、协作能力和交流能力。能力来源于实践，加强工程能力的培养必须强化实践教育环节。实践环节不应该仅仅是专业教学的简单扩展，更应该是对基础及专业教学的集成化、系统化和工程化。实践活动不能局限于某一狭小的时间或空间范畴，应当以培养学生的工程能力为目标，系统地覆盖四年本科教育的专业学习，对此期间的相关基础及专业教学进行整合以实现彼此之间的有机联系。学生的实践活动应该以工程价值观为指导，在充分反映工程教育理念的实践体系中完成，以求得获取知识、传播知识、共享知识、运用知识和发现知识能力的全面提升。

工程教育理念的植入和渗透使得四川大学锦城学院的专业实践教育体系构建呈现出三分式的显著特征，即三个阶段、三个课堂和三个支撑。下面以计算机系为例来阐述我校专业实践教育体系的设计思想和基本结构。

二、专业实践教育体系的三个阶段

以学习目标、能力、兴趣和行为为依据对学生进行聚集，从而形成有相似特征的学习群体。学校的学习就是这样一种群体行为。实践教育体系的构建必须参考学生的群体性学习行为特征。根据其出现的先后顺序可以归纳为三种类型：一是认知和验证知识、体验环境；二是探索知识，参与阶段性或单元实践；三是运用知识、系统地参与工程实践。三个特征出现在学习群体所处的本科教育的三个阶段：大一至大二、大二至大三和大三至大四。不同的阶段应该有不同的实践目标、形式、内容和场景。

1.第一阶段。以培养兴趣和认知为实践目标，强调培养学生的基础能力。对专业基础课程或基本技能的掌握构成学生的基础能力。此阶段主要采用验证性实验、企业认知体验和校内技能竞赛等形式。

2.第二阶段。以理解、掌握和探索知识为实践目标，强调培养学生的专业能力。对专业核心课程的学习和掌握构成学生的专业能力。此阶段主要采用探索性实验、单元实践、更高层次的竞赛和创业实践，以及到企业短期实习等形式。

3.第三阶段。以运用知识和协作解决实际工程问题为实践目标，强调培养学生的工程能力、塑造学生的工程价值观。专业能力、学习能力、协作能力和交流能力是工程能力的核心特质。它比前面两个阶段的能力培养目标具有更深层次的内涵和更宽泛的构成。此阶段主要采用工学结合实习等形式。

三、专业实践教育体系的三个课堂

三个阶段的培养计划通过三个实践课堂来完成。学生可以把这些课堂演化为知识交换的场所，共享学习成果和实践经验。

1.第一实践课堂。专业实验室，分为专业基础实验室和专业方向实验室。它可以为各阶段的能力培养提供连贯的实践环境。

2.第二实践课堂。企业生产实训基地或学校研发中心。通过“引进来，走出去”两种方式，一方面引进企业的实际项目，另一方面将学生送入企业，让学生结合实际项目进行软件开发综合训练。企业真实的生产环境和学校的设计研发中心是进行最后阶段工学结合实习的理想场景。在此环境下，学生必须严格按照软件工程开发流程进行实践，更多地尝试与他人的协作、沟通和交流，并主动进行自我调整以适应环境。

3.第三实践课堂。与专业教学结合的课外活动。这些课外活动包括各种类型、各种层次的设计竞赛和创业比赛。通过成立各种兴趣小组、协会等学生社团组织，基于任务驱动模式，鼓励并积极组织学生参与各种设计竞赛，培养学生的创新精神和迎接挑战的能力；构成“选题—设计—构建—验证—竞赛”的系列循环，培养学生“创造—创新—创业”的三创精神。

三个实践课堂与三个阶段之间有着紧密的交叉联系。每一个课堂为培养学生的一种或几种能力服务，而这些能力之间互为条件，互相促进。因此三个课堂的统一可以增强不同阶段实践活动的效果和质量。

四、专业实践教育体系的三个支撑

支撑实践能力培养的软平台包括工程化的实践教学、双师型的教学队伍和双赢的校企合作模式。

1.支撑一即工程化的实践教学。包括与实践配套的课程体系、工程化的教学方法和以过程为导向的评价机制。实践课程体系围绕三个阶段在三个课堂来分别进行设计和展开。在基础能力培养阶段，在相关的基础课中增加认知或体验实验环节，同时利用第三课堂来组织基本的技能竞赛。在专业能力的培养过程中，则为相关核心课程增设了配套的课程设计，并开设了面向实验项目的实践选修课。课程设计以任务驱动的方式进行，按照“任务提出—理论准备—任务实施—检查评估”四步进行，帮助学生熟悉开发过程和工作环境，并培养学生工作协调能力、组织能力和解决实际问题的能力。在向工程能力的跳跃中，采用了分类培养模式，提供根据市场企业岗位需求而设置的10个专业方向供学生根据自己的兴趣特点、专业能力和职业规划来进行选择，增强学生的特色培养。在专业方向学习的过程中，学生会逐步被招聘到合作企业进行工学实习，从事企业真实项目的研发和实施。同时各个专业方向也努力尝试与合作企业共建方向课程体系，共同设计开发实践课程。根据企业对人才技能的共性需求来对传统课程的内容选取和组织形式进行调整和优化，将软件工程知识体系和领域特色知识有机结合。目前所有方向课程设置都分析和参照了市场及企业对相关职位的能力要求。

实践性的课程体系必须要结合重视实践的教学方法来协同。通过案例教学法把分散孤立的课程与案例解析有机结合，强调知识运用的示范性。项目驱动的教学方法是实践教学中采用的核心模式。以实际项目为蓝本来组织和展开教学，强调知识的集成应用和工程能力的增长。在此基础之上，通过整合教师资源，创造性地提出了面向切面的教学模式：将项目涵盖的知识点按照学生的关注点进行分离，形成有效的教学切面；再通过教师的协作教学将这些切面织入回教学实践中，从而实现技能多样化的培养目标。

贯彻开放式教学理念的讨论课也会在第三个阶段广泛开展。讨论课上更多地强调学生的学习实践、项目实践和表达实践。其中学习实践要求学生根据教师指定的题目搜集资料并进行自学；表达实践要求学生将自己的学习成果进行汇报和交流；项目实践要求学生根据研发计划进行阶段性项目汇报和成果展示。

采用过程导向的评价方法也是实践教学模式中的重要环节。构建多元化的评价体系对实践活动具有指导和激励作用。对学生实践活动的评价目标包括：研发能力、学习能力、协作能力和表达能力；具体的评价形式为项目进度阶段性检查和汇报、项目的完成质量和运行效果检查、独立解决问题的数量和质量、指定学习资料或对新技术的学习质量和学习成果展示以及小组成员之间的沟通和交流效果评估。

2.支撑二是双师型的教学队伍。学生工程化的前提是教师的工程化。每一位教学者都应该同时具备教师和工程师两种角色及其相应的能力。计算机系目前的专职教师均具有实际的工程背景和丰富的教学经验。来自高校的外聘教师主要承担基础课程和部分专业课程，专职教师负责部分专业课程和全部的方向课程教学；来自合作企业的工程师则根据教学计划的安排参与到方向教学之中，主要带领学生熟悉企业生产环境、认知生产流程，并引导他们完成工程实践。

3.支撑三是双赢的校企合作模式。深入持久的校企合作对专业实践教育体系起着重要的支撑作用。目前与计算机系建立了稳固、持久合作联系的企业有50余家。这些企业每年都会固定地在大三、大四的学生中间进行实习生招聘。根据计算机系近两年的实习数据统计，在大三结束时，约86%的学生能够获得去合作企业进行工学实习的机会，约11%的学生能够实现自主实习，另外约3%的学生会选择留校复习考研。而在这些实习生中，有近78.6%的实习者最后成了该企业的正式员工。合作企业为学校解决了实习就业的难题，而学校通过工程教育和分类培养的实施使得学生能够与企业的基本技能需求无缝衔接，从而切实地为合作企业降低了人力成本。实践体系中对工学实习时间的设定更为灵活，也更具弹性。学生最早可以从大三学期结束前开始进入合作企业实习，原则上为半年时间；企业可以根据实习生的阶段性表现自主决定是否让其延续实习；原则上最短不少于3个月，最长不超过1年。因此企业对实习生的选择更加灵活和自由。从过去两届计算机系的实习情况反馈，只有不到2%的实习生由于不符合企业要求而被退回。工学实习的长期性和企业选择的灵活性使得企业的用人风险得到了有效控制。

五、专业实践教育体系的整体结构

在工程化的实践教学、双师型的教师队伍和双赢的校企合作模式的支撑下，通过在三个实践课堂交叉实施的三个阶段的能力培养构建出了我校的专业实践教育体系（见图1）。

图1 专业实践教育体系的整体结构

专业实践教育体系的建立遵循了CDIO的工程教育理念，实现了CDIO强调的四个环节（见图2）。将领域知识学习、工程技术培养、项目系统分析和案例教学结合起来，实现项目构思（Conceive）；将项目单元设计、组合设计、交流沟通能力和表达能力结合起来实现项目设计（Design）；把单元实践、集成实践、过程管理和培养团队协作能力结合，实现项目实践（Imple⁃ment）；把项目实施、项目管理、企业实习和工程文化结合，实现项目运作（Operation）。

图2 CDIO在专业实践教育体系构建中的体现

六、结语

专业实践教育体系的构建融入CDIO的工程教育理念，体现了产品导向、能力导向和过程导向的工程价值观，实现了教学模式和教学资源的系统化、集成化和工程化。专业实践教育在三个阶段通过三个不同的实践课堂交叉实行，完成了对学生工程能力的塑造和工程理念的植入。工程化的实践教学、双师型的师资队伍和双赢的校企合作模式这三个子系统为专业实践教育体系提供了坚实的支撑，保证了工程实践教育的顺利进行。