CDIO教育模式下的实践教学体系探析

李国锋，刘　煜，谢邵辉

(长沙大学机电工程系，湖南 长沙 410022)



CDIO教育模式下的实践教学体系探析

李国锋，刘煜，谢邵辉

(长沙大学机电工程系，湖南 长沙 410022)

摘要：CDIO教育模式下的实践教学具有鲜明的特征，它对实践教学制定了具体的要求和方法.为了构建与之相适应的实践教学体系，提出了三项基本原则.在此基础上构建了三层次、多模块、一体化、交互式为特征的实践教学体系.新的实践教学体系首次厘清了传统实践教学课程与CDIO模式下的实践教学课程之间的关系，并针对新的实践教学体系，建立了一个行之有效的教学运行管理机制和保障机制.

关键词：CDIO教育；实践教学；教学体系；保障机制

随着我国经济结构转型，产业升级，与国际接轨等改革发展，社会对应用型人才的需求发生了深刻的变化.为了培养适应社会需要的高素质应用型人才，高等教育正在积极寻求各种改革，CDIO教育模式的引进即是众多有效改革的举措之一.从2005年汕头大学首先将CDIO理念引入国内[1]，在我国已经历了近十年的发展，高等教育界对CDIO教育模式进行了较深入的研究和实践，少数高校已经将研究成果应用于教学实践和人才培养过程当中，取得了良好的效果[2-4].但是，目前这些研究成果主要还是集中在CDIO的理念化和模式化方面，对具体的课程教学与课程体系建设的研究较少[5].事实上，CDIO是一种工程教育模式，遵循“做中学”的基本原则[6]，在教学过程中，实践教学占据极其重要的位置，实践教学的课程设置、教学进程、课程内容、考核方式、运行机制和保障措施等都直接影响到教学质量，直接关系到CDIO工程教育改革的成败.因此，基于CDIO教育理念对专业人才培养方案中的实践教学进行系统研究和设计，构建一个与之相适应的实践教学体系具有极其重要的意义.

1CDIO教育模式下的实践教学特征

CDIO教育模式是以工程项目从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动学习、主动实践、课程之间有机联系的方式学习工程，从而培养学生的工程能力和素质，其大纲和标准对实践教学课程体系和课程内容的设计作了具体要求，对实践教学的方法、效果及其评价也有明确规定.

1.1CDIO模式对实践教学的要求

CDIO标准1中明确指出，以产品、过程和系统生命周期的开发和运用作为知识和能力培养的背景环境，强调以工程项目实践为工程教育的载体，而且要求学生通过对具体项目的学习和实践来获取基本知识、一般方法和通用能力.标准2则要求实践教学必须与专业培养目标挂钩，通过对培养目标的分析，明确实践教学所应实现的工程推理能力、问题求解能力、人际交往能力和基本的专业知识与技能.标准3要求所有实践教学课程既要自成体系又要与其他课程关联，形成一体化课程教学计划，标准5更是明确了在一体化课程计划中至少要有2个工程教育项目，一个为初级的，一个为高级的，通过2个工程项目的综合训练，使学生在一体化的教学过程中获取工程知识和产品、过程与系统建造的能力，标准6从教学条件的保障角度提出了满足实践教学所需工程实践场所要求，即实验、实习、工程项目教育必须具有合格的实践场地、仪器设备及辅助材料.由此可见，CDIO标准对实践教学提出了明确要求，加强实践教学是实施CDIO教育模式的核心.因此，在构建实践教学体系时，首先必须制定专业培养目标，并且要将培养目标细分为整体目标和子目标.在此基础上，明确工程教育背景，将工程项目教学贯穿始终.其次要精选项目内容，使教学目标与专业培养目标相一致.此外，为了顺利实施教学，保证教学效果，加强合格的实践教学条件建设也是必不可少的.

1.2CDIO模式下的实践教学方法

CDIO标准中有3条标准对实践教学方法提出了明确要求.标准7要求所有课程必须关联，实行一体化教学，对于所设计的工程项目，既要考虑工程项目自身前后的关联性，更要考虑与其他课程的关联性，还要考虑与之相关联的专业知识的系统性，通过一体化教学使学生获得工程能力的同时获取专业知识.为了在一体化教学过程中实现能力与知识的同时获取，标准8要求教学过程中必须充分调动学生学习的积极性，采取学生为主体，在教师指导下开展自主学习，既培养了学生独立思考、理性分析的能力，又培养了学生的自学能力.在这种以学生为主体的主动学习的过程中，指导教师必须承担传授、指导、释疑的责任，帮助学生全面获取基本知识、一般方法和通用能力，为此标准9明确提出要加强师资队伍建设，要求实施CDIO教学的教师必须提高自身工程实践能力，为学生做好当代工程师的榜样.

2实践教学体系及其内涵

通过上述分析可见，CDIO模式下的实践教学与传统的实践教学相比，无论在教学要求上还是在教学方法上都有明显的不同.按照CDIO教育模式培养人才，就必须构建一个全新的实践教学体系，修订人才培养方案，调整教学计划.

2.1构建实践教学体系的基本原则

(1)目标性原则.根据CDIO大纲和标准，人才培养目标是多样性的，既有整体目标，也有若干子目标，要实现这些培养目标，必须要有相应的课程(项目)或课程群做支撑.因此，实践教学体系所涵盖的教学课程(环节)应该是针对不同培养目标而设计的，是多层次、全方位的.就是说，这些教学课程不是简单地堆砌在一起，而是遵循教育教学规律，按照CDIO模式所特有的教学方式构建一个完整的时空体系，根据不同层级的培养目标明确各教学课程的教学方法、教学内容、教学地点和教学进程，保证各个教学环节层次清晰，教学过程循序渐进，最终实现既定目标.

(2)一体化原则.根据目标性原则所构建的实践教学体系，其教学环节多，内容复杂，既有系统性, 也有层次性，既体现了他们之间的相互作用与联系，又体现了他们之间的相对独立性，并与理论教学体系相呼应.因此，在教学组织过程中，为了实现共同的目标，必须将所有的教学课程(环节)或教学内容作为一个有机的整体来看待，统筹安排，协调运行，将知识传授与知识运用、技能培训相结合，实施集成化教学.通过集成化教学，使学生在获得专业知识、专业技能的同时，全面提升自己的工程实践能力.

(3)实用性原则.构建实践教学体系的目的是为了实现人才培养目标，科学合理地组织教学.这就要求实践教学体系首先要具有很强的应用性，符合专业培养目标，能有效地组织教学.即无论是基础实践、专业实践还是综合实践，无论是课内实践，还是课外实践，各个实践环节在四年教学过程中都能按教学计划得以付诸实施，而且在实施过程中有组织、有措施、有监控，能扎扎实实培养学生的实践能力和创新精神，而不是停留在规划或设想中；其次要求实践教学体系应具有很强的可操作性，符合学校办学条件，即学校有能力通过建设或完善相应的教学条件来保证所建立的实践教学体系能顺利地付诸实施，超过了学校的保障能力，再好的实践教学体系也只能束之楼阁，不能得到应用，不能在人才培养过程中发挥应有的作用.

2.2构建实践教学体系

根据学校办学定位、办学条件和人才培养目标，学校材料成型及控制工程专业对实践教学内容、教学方式和教学进程进行了充分的研究论证，在此基础上按照上述构建原则建立了如图1所示三层次、多模块、一体化、交互式为特征的实践教学体系.

图1　实践教学体系构成

该实践教学体系首次厘清了传统实践教学课程与CDIO模式下的实践教学课程(项目)之间的关系，其中的三层次、多模块、一体化、交互式特征体现在以下几个方面.三层次：它包括基础实践、专业实践、综合实践.将实践教学课程体系分为三个层次，体现了实践教学体系的构建严格遵循教学规律，从基础到综合，从简单到复杂，确保教学过程循循善诱，循序渐进，稳定运行；多模块：该实践教学体系涵盖了实验、实习、设计、社会实践、课外科技活动、专项工程实践项目等各类实践教学课程，分类型、分层次、分阶段构建不同的教学模块，形成一个覆盖全过程、立体的实践教学网；一体化：将所有的实践教学课程(模块)按规律组合在一起，构建成一个有机的整体，既体现了基础实践、专业实践、综合实践三个层次实践教学的相对独立性，又强调了三者作为一个整体，相互联系，相互作用，依次递进；既有课内实践，也有课外实践，使得各类型实践教学活动能相互补充，相得益彰；同时，既有规定的必选实践课程，也有学生自选课程，使得学生能根据自身情况合理选择学习内容，促进学生个性化发展.在教学实施过程中，将相关课程的相似内容进行整合，使前后课程有机衔接，并将相关课程的教学进程统筹安排，从而实现集成化教学.交互式：CDIO模式下的实践教学课程体系的显著特点就是含有三级工程实践项目，即一级项目、二级项目、三级项目.这三个级别的工程实践项目在本体系中分别归属于综合实践、专业实践、基础实践.它们不仅相互之间存在联系和作用，而且还与相应层次的传统实践课程(项目)存在相互联系和作用，可以实现交叉融合，即三个工程实践项目既可以包含于传统实践课程中，也可以将传统实践课程中的部分内容纳入工程实践项目进行学习，与其他传统实践课程(环节)相互配合，实现不同的教学目标.三级工程实践项目与传统课程(项目)的交叉融合机制在整个实践教学体系中发挥了极其重要的作用.

3实践教学体系运行及保障机制

任何教育模式下的实践教学体系都不是孤立的，它与理论教学体系相辅相成，在执行过程中需要得到学校人、财、物等各方面的大力支持.因此，针对新构建的实践教学体系，还必须建立一个良好的教学运行机制和保障机制.

3.1运行机制

为了确保新构建的实践教学体系在人才培养过程中得到贯彻落实，首先，必须修订人才培养方案，改革教学计划，重构教学内容.在修订教学计划时，对实践教学体系中各个模块的教学目标、教学方式、课时数及其开课进程进行科学合理的设计，保证各个教学环节循序渐进，有序运行，坚持四年不断线，最后达到培养目标.在设计各教学模块时，既要看到各教学模块在培养学生能力或素质方面的独立功能，更要考虑它们之间的内在联系及相互作用，并与理论教学体系紧密相联，形成一体化教学的运行机制.其次，根据CDIO大纲和培养要求，修订课程教学大纲，改革课程教学内容、教学方法及其考核方式，以知识应用和能力培养为重点，突出学生自主学习能力的养成.教师在教学组织过程中不再单纯强调知识的系统掌握，而是引导学生通过工程实践在掌握必要知识的同时切实提升专业能力.第三，建立一个科学、客观、公平合理的评价与反馈系统.它包含两层意思，一是通过改革课程考核方式，建立科学合理、客观高效的学生CDIO学习效果评价体系，准确、客观地评价学生的学习成绩.二是建立教学质量及其监控体系.CDIO实践教学体系是一个覆盖全过程、立体式的教学网，教学环节错综复杂，教学目标各不相同，教学质量难以掌控，建立相应的质量标准及监控体系是必然之举，以便在教学实践中，通过采取有效措施对实际的教学效果与质量标准的相符度进行监控，及时发现问题，纠正错误，形成教学质量监督、反馈、调控运行链，确保各实践环节的教学质量达到标准要求.

3.2保障机制

新的实践教学体系对教师的实践教学能力、实践场地和教材等各方面的教学条件提出了更高的要求，建立完善的保障机制是保证实践教学体系得以顺利实施的关键.建立完善的保障机制主要包括以下五个方面：一是建立一支强有力的实践教学队伍.通过专业培训和工程实践锻炼，提升教师的实践教学能力，使教师深刻领会CDIO教育模式的实质，理解CDIO教学模式与传统教学模式的差异.教师教育观念的转变和实践能力的提升成为保证CDIO教学模式改革成功的关键；二是加强实验室和实践教学基地建设.学校通过加大资金投入和对实验室资源进行整合，建立和完善各类实验室，所有实验室面向全体学生开放，确保学生能在实验室中完成相应的学习任务.同时，学校通过多种形式与相关企业共同建立工程实践教育基地，有效解决理论教学与实践教学相结合、实践教学与工程项目相结合、产学研合作与人才培养相结合、人才培养与就业相结合等问题，确保CDIO模式下的实践教学改革顺利进行；三是加强实践教学课程建设，编写适应CDIO教学模式的教材，更新教学内容，改革教学手段，使课程教学与生产实际紧密结合，做到所教即为所学，所学即为所用，提高学生适应社会的能力.同时，要加强网络课程资源建设，为学生提供在线学习新途径；四是加强实践教学运行管理.实践教学环节错综复杂，新的实践教学体系是全过程、立体式的教学，对教学运行管理提出了更高要求.为此，各级教学管理部门必须明确自己的职责，做到各司其职，加强相互沟通与协调，保证政令畅通，步调一致，全方位加强教学管理，合理安排教学环节，协调处理实践教学与理论教学的关系，加强实践教学的制度化、规范化建设.做到事先有严密的教学计划，期间有得力的过程控制措施，最后有严格的考核手段；五是加强人事制度改革，从职称评聘、绩效分配等方面鼓励教师积极开展CDIO教学模式改革，全身心投入教学改革实践.

4结语

CDIO模式是一种基于“做中学”原则的培养学生工程实践能力和综合素质的教学方式，其中对实践教学提出了独特的思想和要求，构建适合CDIO模式的实践教学体系具有重要的理论和现实意义.学校通过实施CDIO教学改革，取得了明显成效，教师的教育观念得以更新，实践教学能力进一步提高，实践教学资源建设得到加强，条件保障更加完善，学生的自主学习氛围更加浓郁，工程实践能力和创新意识明显增强，有力地推动了高素质应用型人才的培养.

参考文献：

[1] 顾佩华,沈民奋,李升平,等.从CDIO 到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究,2008,(1):12-20.

[2] 江帆,王一军,萧仲敏,等.基于知识点优化的CDIO 教学改革实践[J].教学研究,2013,(1):81-84.

[3] 蔡星周,赵石岩.CDIO教育理念下的机械类课程改革与实践[J].教学研究,2014,(3): 73-76.

[4] 沈奇,张燕,田祥宏.借鉴CDIO理念构建实践教学体系[J].计算机教育,2010,(17): 57-60.

[5] 段庆茹,阚连宝,吴国忠.CDIO教育模式中国化研究述评[J].黑龙江高教研究,2012,(10): 33-37.

[6] 查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3):1-9.

(作者本人校对)

Analysis on the Practice Teaching System Based on CDIO Model

LI Guofeng, LIU Yu, XIE Shaohui

(Department of Electromechanical Engineering, Changsha University, Changsha Hunan 410022, China)

Abstract：Practice teaching based on CDIO model has distinctive characteristic. The model establishes specific requirements and methods for practice teaching. To construct a corresponding practice teaching system, three general rules have been proposed in this paper. According to three rules, the practice teaching system which has the features of three-level, multi-module, integration and interactive mode has been set up. The new system clarifies the relationship of traditional practice courses and corresponding courses based on CDIO model.An effective mechanism of teaching management and guarantee has also been established referring to the new system.

Key Words：CDIO engineering education; practice teaching; teaching system; guarantee mechanism

中图分类号:G642

文献标识码：A

文章编号：1008-4681(2016)02-0140-03

作者简介：李国锋(1962— )，男，湖南祁东人，长沙大学机电工程系教授，博士.研究方向：材料加工、高等教育管理.

基金项目：2012年湖南省普通高等学校教学改革研究项目(批准号：湘教通[2012 ]401号-469)；2011年长沙高等职业教育综合改革一般项目(批准号：长教通[2012]7号-2).

收稿日期：2016-03-01