基于CDIO的“预期学习结果”反向驱动设计及应用*

吴立烜　　陈文君　　陈慧（长沙理工大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410114）

基于CDIO的“预期学习结果”反向驱动设计及应用*

吴立烜陈文君陈慧
（长沙理工大学 交通运输工程学院，湖南 长沙 410114）

以“预期学习结果”反向驱动，从教学方法、实践环节和课程评价及考核等方面探讨取得知识教育、个人能力、工程素质培养多重效果的一体化的CDIO模式的应用，从“基于教材的教学”转向“基于预期学习结果的教学”，围绕课程教学目标中的“预期学习成果”进行反向设计，构建预期学习结果、教学、持续的学习结果评测三位一体的集合驱动体系，并在交通工程专业相关课程教学改革与优化中予以应用和实践。

CDIO；预期学习结果；交通工程；反向驱动

引言

CDIO国际工程教育理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准［1，2］。CDIO模式在我国工程教育领域的发展和应用，不应是照搬的模式，而应根据社会多样化需求、学校的定位和特色、学生的特点灵活构建。

CDIO模式对传统的工程教育是一个冲击，需要我们重新去思考一个工程师在社会中的角色和功能［3，4］。在课程教学中，怎么样才能取得知识教育和能力培养双重效果，凸显课程特色，真正意义上加强工程专业学生的工程实践能力、问题分析及决策能力、涉及团队协作与沟通能力的工程职业素质等方面的培养。文章提出以“预期学习结果”为目标，灵活构建以CDIO为理念的预期学习结果反向驱动体系，并在我校交通工程专业交通工程设施设计课程改革与优化中予以实施的具体化。

一、预期学习结果反向驱动体系总体设计

课程教学中进行教学设计，其目的是为了避免教学实施的随意性，从而实现有效教学的理想状态。但现实的情况是，教师在教学设计时常常把思维的重心定位于“怎么教”，而忽视了“学什么”和“学得怎样”这两个关键的问题。正因为如此，许多日常的课堂教学从“计划性不强导致的无效”走向另一种形式的“有计划的无效或低效”。因此，如何实现教学的有效性成为课程教学的关键性问题［5］。

文章基于CDIO理念，依据课程培养目标和教学大纲，标准化课堂知识点需要达到的预期学习效果，从“基于教材的教学”转向“基于预期学习结果的教学”，构建预期学习结果、教学、持续的学习结果评测三位一体的教学驱动体系。具体从三个重点层面，三个教学环节进行总体设计。三个重点层面：一是基于《CDIO能力大纲》，重新定义学生需要培养的专业素质，制定课程教学目标；二是围绕课程教学目标中的“预期学习成果”反向设计教学内容、教学方法、实践教学等；三是建立学生的学习过程中的持续测评和评估反馈机制。三个教学环节：从预期学习结果构建、反向教学设计、评价考核三个方面进行各个环节工作的探讨。基于CDIO的“预期学习结果”反向驱动体系总体设计如图1所示。

二、反向驱动体系在课程中的实践与应用

反向驱动体系在课程教学中的具体落实，需明确以下三个问题：课程目标如何与学习成果的指标点挂钩；课程的教学内容和教学方法如何支撑课程目标；课程通过什么方式考核，能够证明目标的达成。结合学校特色和专业优势，本次研究以交通工程专业《交通工程设施设计》课程为例进行实践和应用。《交通工程设施设计》课程内容涵盖了交通领域内的交通管理、交通安全、交通工程设施、交通设计等基础理论，是全面掌握交通工程设计知识结构的综述性课程，课程信息量大，涉及面广，反向驱动体系在课程中的实践，对该课程教学提出了新的要求［6］。

（一）预期学习结果构建

基于CDIO理念，课程层面教学目标设计直接与预期学习结果对接，对整体教学执行影响很大。基于培养目标，在教学大纲中体现的“预期学习结果”不能太笼统，而应该分解成具有可衡量性、导向性、有逻辑关系，有专业特点的指标点。可衡量性体现在两方面：一方面，教师在课堂上可观察、可教学、教学效果可检测、可考核、可评价；另一方面，学生在作业、试卷、报告、论文等学习成果中可表达。导向性指细分的指标点应该明确对学生的期望，指导学生如何做，做什么，也能够指导教师如何教，如何检测、如何评价。逻辑性，指内在逻辑关系，即解决问题的步骤、逻辑分析、组织表达等［7］。

*基金项目：湖南省普通高等学校教学改革研究立项项目资助（编号：WJ-0823）。

作者简介：吴立 烜（1979-），女，汉族，湖南长沙，长沙理工大学交通运输工程学院交通工程系，讲师，硕士研究生学位，在读博士，研究方向：交通运输规划与管理、交通设计。

图1基于CDIO的“预期学习结果”反向驱动设计图

根据长沙理工大学的道路桥梁优势学科背景，基于《CDIO能力大纲》，重新定义了学生在《交通工程设施设计》课程中需要培养的专业素质，主要包括工程知识、问题分析和设计/开发解决方案、研究、使用现代工具五个方面，在教学大纲中对五个方面分解成2至5个指标点，明确预期学习结果。

（二）反向教学设计

1.课堂教学反向设计

课程的教学内容和教学方法如何支撑课程教学目标是课堂教学反向设计的初衷。以“预期学习结果”集合驱动课堂教学的方向设计主要包括两部分，其一，使各章节教学目标直接与学习成果的指标点挂钩；其二，教师在教学实施方案中应明确课堂教学中各教学目标获得的途径，反向设计教学方法、教学组织和教学素材等。

基于此反向设计理念，《交通工程设施设计》课程教学设计，以预期学习成果指标点的达成为目标，对课堂教学重新进行组织，将基于项目的学习、基于问题的学习、探究式学习、科研教研融合学习、案例教学、实习与实践等多种教学方法融入课堂教学中，并加强多媒体素材及网络教学平台建设，多渠道多方式达成预期学习目标［8］。

2.实践教学及自主学习设计

实践教学是高等学校教育中的重要环节之一，而CDIO工程教育理念，更注重学生实践和应用能力的培养，以及该过程中体现的团队协作、职业素养等综合素质。该项设计中，实践教学内容、形式等如何支撑预期学习结果是关键［9］。

交通工程设施设计课程涉及的理论基础面广、实践性强，仅靠课堂授课远远不能覆盖所有内容，如何帮助学生掌握面向实际交通系统，进行核心问题剖析、基本工程方案设计和决策方案优化的基本技能，以及基于CDIO理念的团队协作和工程素质的培养是本环节的核心。课程实践教学主要以交通工程设施课程设计教学环节为中心，设计内容主要以城市主要道路为目标，通过小组成员合作展开调查，开展城市道路交叉口和路段交通工程设施设计工作。课程设计开展过程中，注重培养学生的独立思考能力，能从道路功能要求出发，制定和分析调查和设计方案，熟悉和了解相关标准、规范，使学生初步掌握道路交通设施设计主要过程，到达设计/开发解决方案、研究、使用现代工具等主要教学目标。

学生的自主学习任务结合课程的内容和学生的自身特点，主要包括课后相关书籍、论文、规范、研究报告等的阅读、相关文献资料的搜素以及与课程设计结合的针对问题的调查、综合信息获取等工作。

（三）考核与评价机制设计

基于预期学习结果的集合驱动体系的有效机制保障是要求在课程教学过程中，对学生进行持续的学习监测以及及时的评估反馈。基于此，本次研究首先构建了“交通工程设施设计课程调查问卷”，问卷包含17个题目，其中13个选择，四个问题，主要涉及到课程的满意程度、教学环境喜好、教学资源喜好、与教师交流意愿、课程期望、学习困惑、建议意见等各个方面。此次发放问卷61份，收回60份，从问卷调查结果所反映的主要结论如下几个方面：1.学生在课程延伸的实际工程项目拓展知识方面有强烈的愿望，同时，因为找工作和考研影响，在提升自己团队合作、人际沟通等综合能力方面也有迫切需求；2.在学习过程中，受影响的主要原因是找工作、考研压力大和缺乏有效的学习过程评价、监督体系；3.希望通过QQ、微信等方式与教师或其他同学在线交流；4.比较认同课堂讲授和网络学习相结合的学习方式；5.学习过程中，比较喜欢与课程内容相关的视音频资料和与工程实际相关的研究报告等。

通过分析调查问卷，也进一步明确了课程改革和优化的两个方向：一方面，需加强课程网络课堂的建设，提供更多更丰富的与工程实践联系的教学资源，并加强与学生的互动性。包括建立微课堂等创新的移动教学平台，实现随时随地学习、检测、交流互动；另一方面，加强课程学习过程中的检测和评估机制建设，建立期中测试、随堂测试、课后在线讨论、课堂分组讨论表现、实践环节综合评定等等。

本次研究中，在实践环节综合评定方面，特别强调团队合作与协调能力的培养，主要通过实践环节成绩评定中加入15%的评定权重，衡量在设计任务完成过程中，学生体现出的人际团队能力和工程素养，考核通过实践环节中交通调查小组团队成员分工、分段设计协作的内容及完成效果，以及小组组长以及成员之间的互评等方面综合评定。教师通过实践环节的跟踪，在一定程度上把握学生在团队协作中发挥的作用，以及对实践任务的理解和应用能力水平，从而对学生真正掌握的程度做出更合理的判断。

三、结束语

文章以“预期学习结果”集合驱动，从教学方法、实践环节和课程评价及考核等方面探讨取得知识教育、个人能力、工程素质培养多重效果的一体化的CDIO模式的应用，从“基于教材的教学”转向“基于预期学习结果的教学”，围绕课程教学目标中的“预期学习成果”进行反向设计，真正意义上加强工程专业学生的工程实践能力、问题分析及决策能力、涉及团队协作与沟通能力的工程职业素质等方面的培养，并在2012级两个交通工程专业班级进行了教学实践和应用，取得了较好的教学效果。

［1］顾佩华.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法［M］.（原书名：Rethinking Engineering Education-The CDIO Approach）高等教育出版社，2009.

［2］顾佩华.CDIO大纲与标准［M］.汕头大学出版社，2008.

［3］王世勇.基于TOPCARES-CDIO的学生学习效果评价［J］.高等工程教育研究，2014.

［4］华克强，韩雁.CDIO人才培养一体化培养计划设计与实现［J］.中国民航大学学报，2012.

［5］曹静，秦焕美，贺玉龙，等.CDIO理念下交通仿真实践教学方式的探索［J］.探索与实践，2012.

［6］陈队永，温少芳.“交通工程设施设计”课程信息化教学设计的优化［J］.中国电力教育，2012（7）.

［7］查建中，徐文胜.从能力大纲到集成化课程体系设计的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2013.

［8］马万经，杨晓光.基于项目学习模式的交通设计课程教学改革探索［J］.理工高校研究，2010，6.

［9］陈茜，陈峻，季彦婕.CDIO理念下“交通设计”课程教学模式探索［J］.东南大学学报（哲学社会科学版），2013.

Based on the"expected study result"reverse drive，this paper discusses the application of integrative CDIO mode with multi-effect of obtaining education，personal ability，engineering quality cultivation， from teaching method，practice，course evaluation and assessment.From"teaching based on textbook"to"teaching based on expected study result"，reverse design is carried on around"expected study achievement"of course teaching target，and trinity and assemble drive system is built to predict the study result，teaching，and lasting study result evaluation，which is applied and practiced on the teaching reform and optimization of corresponding course teaching in transportation engineer.

CDIO；to predict the study result；transportation engineer；reverse drive

2096-000X（2016）15-0085-03

G642

A