CDIO在高校实验教学体系的探索

梁莉娟

【摘要】在高等工科教育国际化趋势越来越清晰的背景下，针对日前我国工科毕业生实践能力和创新能力明显不足、在国际竞争中处于劣势地位这一现状，通过实践教学实践，提出借鉴和采用发达国家的教育模式和理念、改革实践教学方式方法、实施CDIO工程教育模式是提高人才培养质量的有效途径。

【关键词】CDIO 工程教育 实践能力

CDIO是国际高等工程教育领域中先进的、系统的教育理念和人才培养模式，是以构思（Conceive）——设计 （ Design）——实现（Implement）——运作（Operate）为培养主线，综合考虑了基础知识、职业技能以及个人与团队协作的人际交往技能，乃至在整个社会环境下企业进行CDIO的实践过程；是让学生在主动的、实践的课程之间有机联系的方式学习，培养学生的工程实践能力。实践教学既是理论知识的巩固与延伸，又是学生创新意识培养的重要环节，既是对学生进行职业素质训练的理想课程，又是每一个优秀工程技术人员不可缺少的学习历程。因此，本文将CDIO工程教育理念引入实践教学，完善了基于CDIO理念的实践教学课程及内容，从而培养学生的创新意识和CDIO工程实践能力。

CDIO强调学生综合能力的发展，包括创新思维、工程实践能力和个人与团队合作的职业素养。CDIO教育理念的先进性既能保证大多数学生系统地获取实践教学的基础知识及基本技能，又能使优秀学生更好地发挥自己的个性和特长；既能充分激发与挖掘学生对实验的兴趣和潜力，又能培养学生的实践能力和创新意识，同时也有利于培养学生综合运用所学知识来解决工程中遇到的实际问题，并能培养学生的团队合作精神。

实验室是学校教学、科研和人才培养的重要基地。实验教学作为一种知识与能力结合、理论与实践结合的教学模式，既是理论教学的扩展与延伸，又是培养学生创新能力与创新精神的重要手段。因此，许多高校在实验教学中积极引入新理念，不断探讨新方法。

1 大学生实践能力的培养

服务创新型国家建设，培养出适应国家重大战略和经济社会发展需求的优秀人才，是高等教育改革与发展的根本目标。工程训练课程是高等教育课程体系的重要组成部分，是实践教学的关键环节，是提高工科大学生实践能力的主要抓手。因此，提高对工程训练课程的认识，改善工程训练课程基础条件，提升实践教学指导教师整体素质，改革实践教学方式方法，就能尽快改变工科毕业生实践能力不足这一沉病瘤疾。CDIO强调综合的创新能力，与社会大环境的协调发展；同时更关注工程实践，加强培养学生的实践能力。我们紧密围绕提高工科大学生实践能力这一主要任务，强化CDIO工程教育理念，在工程训练课程改革中进行了有益尝试，积累了宝贵经验，取得了一些成效。

2 实验队伍建设

随着高等教育的改革与发展，加强实验队伍建设已成为建设高水平研究型大学的重要组成部分，高素质的实验队伍是高校可持续发展的重要资源，培养学生的工程实施、团队协作、沟通和大系统掌控等能力。要实现人才培养目标，首先要加强实验队伍建设。学校可以利用多种渠道为自己打造一支具有较高思想觉悟和理论素养、较强动手能力，既熟悉实验设备性能，又能熟练操作这些设备，并指导学生实验的实验队伍。这支队伍是搞好实验室建设和实验教学、充分发挥仪器设备效益的关键。

加强实验队伍的思想建设，重视师德师风建设，不断强化教师的师德修养和敬业精神，不断增强教师教书育人的自覺性和责任感，努力提高教书育人的能力和水平。在实验队伍中形成“奋发向上”的风气，大家积极从事理论教学工作、实验工作、创新实验开发工作、编写实验教材或讲义，并通过参加培训或进修不断提高自己的水平，为良好教风的形成奠定坚实的基础。

3 实验教学改革

CDIO理念的引入要求高校的“教与学”转变传统观念，使高校不仅能够传授知识，并能为企业输送有实际经验的劳动者。因此，作为高校教学的重要组成部分，实验教学需要引入新理念，探讨新方法。

3.1 优化实验教学体系

以提高学生创新思维和实践能力为目标，本着继承与创新、循序渐进与适度跳跃的原则，按照学生能力形成的不同阶段，改革现有的实践教学体系和管理体制。在完成基础实验的同时，适当增加综合设计性实验和研究创新性实验的比例，着力培养学生实验基本技能、综合设计能力和创新研究能力，最大限度缩短教学性实验与工程实践的跨度，构建较完善的“以基本实践教学为主体、知识技能拓展和创新能力提升为两翼”的工程实践创新机制，其中，基本实践教学包括课程实验、课程设计、实习和毕业设计等环节，分四个层次：第一层次以演示性实验和认识实习为主；第二层次以综合型、选择型实验，生产实习、工程实践为主；第三层次以课程设计、创新性实验，毕业实习、项目实践为主；第四层次为毕业设计，培养具有创新能力的人才。在完善基本实践教学主体的同时，加强左右两翼的建设，并充分发挥其作用。将工程实训作为第一层次实践教学的延伸；第二、三层结合大学生创新性实验计划在校外企业实习基地完成；60%的毕业设计题目来自工程应用、实验室建设、企业科研开发、学科竞赛等项目。该机制“一体两翼”各有侧重，互补互动，形成实验和实训相结合、校内和校外相结合、教学和科研相结合、面向工程应用的多层次立体化实践教学体系。

3.2 深化实验教学内容

将CDIO融入实践教学之中，构建“一个目标、两个实践主体、三个实践过程、四个实践层次多种教学模式”的CDIO实践教学新体系。

（1）树立CDIO工程教育目标

通过调整实践课程体系，改进实践教学方法，充实实践教学内容，培养基础理论教学与专业技能训练相结合的实践教学新理念，促进学生基本技能、个人与团队协作以及系统工程四个层面的协调发展，全面体现学生工程开发能力和职业素质培养并重的思路，从而形成融理论知识、工程实践及创新意识为一体的CDIO工程教育目标。

（2）坚持教师和学生主体并重

CDIO工程教育模式要求教师以学生为中心，引导学生积极思考、不断探索、努力创新。教师要特别强调相关知识和能力在实践中的相互联系；教学中应安排丰富多彩的设计性、综合性、实践性实验，提供更多的动手实践机会，让学生亲自动手，强调发现——分析——解决问题的能力培养。

（3）强化基础实践、专业实践、综合实践三过程

在基础实践过程中，通过传统的实验方法，使学生熟悉实验室常用电子设备的使用，掌握最基本的实验操作技能；专业实践突出科学方法和动手能力的结合，提高学生综合运用实验技能分析解决问题的能力；综合实践则是基本技能和专业技能基础上的升华，在这一环节，应拓宽实习渠道，扩大校内外实训实习基地的建设，以此锻炼学生的CDIO能力。

（4）运用多种教学模式

课内开展多样化的教学方式，包括问题式、启发式、探究式等研究性实践教学模式，课外鼓励多样化的自主创新模式和工程实践教学模式。这种工程教育模式将不同年级和不同专业的学生按照兴趣组建成一个项目小组，学生根据自己的专长和爱好“以产品为目标”的教学模式，在教师的指导下自主进行实践教学新模式。强调“以学生为中心”、“以系统为对象”。

3实验设施建设

3.1优化基础实验设施

根据“资源共享”原则，重新布局、整合优质资源，将交叉学科分散各处的实验室统一规划，组建多学科共享、多层次实验互联的面向多专业的实验教学中心，大大改善實验和实习环境，实现资源的共享。

另外，仪器设备配置是实验室建设的基础，实验室设备的好坏直接影响到实验室的实力和学科的发展。采用引进设备与自主研发相结合的办法，争取财政投入及学校配套经费，引进实验装置、大型仪器设备，迅速提升实验中心的整体硬件设施。使得仪器设备无论在数量上，还是在层次上，都能很好地满足实验正常教学、开放教学和创新研究的需要。

3.2 校企联合实践教学基地建设

学校应以全程开放为准则，建立开放实验室，作为学生进行自主创新的基础平台；以培养学生的工程能力为目标，建立CDIO主题实验室；倡导走“产学研用”相结合的方法道路，增添科研训练开放性实验等实践项目，积极开展学校与企业以及科研单位之间的合作，并形成长期稳定的合作关系，努力构建校企双赢的利益机制。

通过在这些联合实验室的实践训练，学生接触到了生产实践领域中先进的设备、主流的工艺、企业运作的流程，甚至国际的实验平台与实验教学理念。培养了学生的工程能力、创新能力和可持续发展能力。为学生接轨社会市场乃至国际市场奠定了基础，有效缩短了学生毕业后在工作岗位上的实习适应过程，提高了毕业生就业率。

4 结语

CDIO理念对高校实验队伍建设、实验教学改革和实验设施建设以及管理都具有非常高的参考价值，对高校实验教学的可持续发展具有非常重要的意义。CDIO工程教学模式经过长期不断地探索、修正和完善，必将为高校的实践教学带来更深远的意义。

【参考文献】：

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[4]张敏，工宝风，沈连山.基于CD10构建一体化工程实践教学体系[J].大连大学学报，2012（4）：93-96