地方高校工科专业CDIO教学模式与实践共同体实施对策研究

【摘要】以湖南城市学院多个工程类专业为试点对象，在CDIO理念指导下对教学运行模式及实践共同体构建进行了实施探索。通过设置基于“CDIO工程教育理念”的一体化专业课程体系、构建校企联合式的实践共同体、创建多元化的CDIO 能力评估模式等一系列施行对策，从整体规划层面探讨了“CDIO工程教育理念”的内涵建设，并在课程结构改革、实践教学模式构建及实施效果评价等多方面深度挖掘了该理念对地方高校工科專业转型发展与应用型人才培养的提升效果。

【关键词】地方高校 工科专业 CDIO教学模式与实践共同体 实施对策

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2017）16-0245-02

湖南城市学院是一所具有区域发展特色和城市特色的地方本科院校，该校拥有城乡规划、城市建设、土木工程等省级重点核心专业群，近年来又大力依托地方产业，设立了以生物工程专业为代表的一批特色工科专业，更好地服务于地方经济建设。按照学校“十三五发展规划纲要”，基于我校工科专业群的发展现状、专业特色及当前就业形势，学校对工科专业群发展过程中存在的核心问题进行了深刻剖析，认为主要表现在专业定位方向与发展主题不明确、应用性课程设置不科学、实践体系构建模式不完善等多个方面。对此，学校以培养工科专业应用型人才为主要抓手，在对培养目标、知识结构、能力结构、素质结构等主要环节进行深入研究的基础上，大胆借鉴并运用了“CDIO工程教育理念”中涉及教学体系建设和实践体系构建方面的指导性内容，在我校工科专业群的转型规划、发展布局、人才培养等方面进行了应用性探索与实施。代表着构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate）这一周期性和循环式产品研发及使用过程的“CDIO理念”，近年来已逐步发展为工程教育改革的新成果，广泛应用于高等教育和人才培养方面[1]；而融合了多种实践参与性因素的开放式、立体化的教学共同体，其构建运行对于高校应用型人才工程素质培养则具有相当大的提升促进作用。本研究基于湖南城市学院工科专业发展现状，结合专业特点和区域产业特色，对部分工科专业在CDIO理念指导下的教学运行模式及实践共同体构建方面进行了试点探索，并提出了相应的实施对策。

1.整体规划方面，着眼学校学科发展实际，深入系统地开展“CDIO工程教育理念”的本土化研究

基于益阳市地方经济发展战略和产业结构升级对人才需求的调研，认真研究了如何使我校人才培养教育更好地适应地方经济发展需求，从而培养出符合本地区企业生产需要的应用型人才。具体以土木工程、生物工程等工科专业为试点，借鉴CDIO工程教育中关于应用型人才培养的标准，系统设计了基于“校企合作、产教融合、协同育人”的思想，并付诸于人才培养方案的改革，制定出了学校对工程类专业应用型人才的培养标准，突出强调了对学生在专业能力、综合实践、创新思维三方面的培养要求。根据学校对工程类专业学生的培养目标，采用了以职业资质认证为抓手，结合企业用人需求制定了实践教学方案，拓展和建设了一批高标准的校外实践基地，充分利用校外实习基地开展CDIO的实践环节；采用认知实习、顶岗实习、工程设计、联合实训的方式，实现实践教学与学科创新、职业能力和就业需求的三方面结合，从而推动实践教学内容的立体化建设；充分利用社会资源，探索新型的校企深度合作、工学交替、顶岗实训等产学研合作新模式，在教学场地、教学人员、教学工具和教学时间等教学资源的安排上，实现实践教学环境、教学内容和教学师资的三个开放，构建开放式的实践教学体系。上述实施内容对于我校工程类专业大学生构建校企实践共同体起到了良好的引导推动作用。

2.课程结构改革方面，设置基于“CDIO工程教育理念”的一体化专业课程体系

CDIO工程教育理念针对工程类人才培养目标提出了明确标准，即要求学生在牢固掌握专业基础知识的前提下，能够领导新产品、过程或系统的开发与运行，并深入了解专业技术对社会发展的重要性与战略影响。在人才培养过程方面，CDIO采用了建构主义教育理论，从基本理念（标准1中的背景环境）和培养目标（标准2中的学习效果），到课程体系（标准3中的一体化课程体系）和学习构建（标准4中的工程导论、标准7中的一体化学习经验、标准8中的主动学习），再到工程实践环境（标准6中的工程实践场所）和教师能力（标准9中的教师工程教学能力），最终落实到考核与评估（标准11中的学生考核、标准12中的专业评估），均围绕着人才培养目标和一体化课程结构来进行[2]。基于此，湖南城市学院在工程类专业的核心课程结构方面进行了必要改革，依据工程类专业特色和所具有的硬件设施，适度增加实践教学专业课程，与相关生产企业挂钩，基础性实验教学过程可模拟工厂生产线进行；摒弃因人设课、因学分设课的落后设课方式，在保留核心课程群的前提下，去除一些不相关、不必要的纯理论性课程，改为一些实践性、应用性强的课程来补充；将课程设置与人才培养周期紧密结合，按照专业课程的开设规模和范围，采取“大平台+小模块”的课程设置方案，大平台主要包括通识教育课程平台和专业基础课程平台，小模块指按市场需求灵活设置的弹性专业课程；面向专业基础课和专业课设立了点、线、面相结合的立体开放式课程体系，要求学生在完成理论课程学习、掌握本专业理论知识的同时，能够综合运用课程体系中涉及的基本原理，自行设计并完成一定量的工程类实践项目，并对完成效果进行自我评价，从而构建一个微型项目的CDIO循环过程；通过设置相互嵌套、相互关联和相互支撑的课程体系，达到一体化、集成化的教学目标，使学生在学习课程知识的同时，综合获得设计能力、研发能力及系统建造能力，将专业知识的系统性、工程项目的创新性及能力提升的关联性三者融合起来。

3.教学模式运行方面，构建校企产教联合式、科研教学联合式等多种形式的实践共同体，全面实现“CDIO工程教育理念”指导下的应用型人才培养目标

CDIO理念提倡构建有利于应用型人才培养的一体化的实践共同体，从根本上体现出当代工程实践的导向，即包含工程性人才所具有的知识、能力和素质。CDIO工程教育改革在培养目标、课程体系、教学方法和评估效果等方面是一个整体，一方面表现在工程教育的目标是培养学生成为合格的工程实践者，另一方面表现在工程教育的过程需要使学生能够把学到的内容应用于工程实践[3]。此外，建构主义认知观认为，客观事物的外在结构通过个体与之交互作用而内化为认知结构。CDIO建构理念即是通过其树立的具体要求和标准，以CDIO教学大纲为培养依据，建立相互支撑和有机联系的一体化的实践共同体，让学生以主动的方式学习和实践工程类的项目。因此从本质上说，CDIO不仅仅涉及传统教学方法的改变，而且在教学体系运行载体方面也实现了质的跨越。湖南城市学院在该方面作了大胆尝试，在CDIO理念指导下，从学科建设层面进行了整体规划、设计和实施，采取的主要举措有：创建了基于校企合作培养模式的产教联合式实践共同体，让学生主动地、有目的地参与到工程实践当中，从而完整、系统地经历从理论到实践、从技术到生产、从研发到应用的全过程；开创了基于“CDIO理念”的认知教学运行模式，该模式之所以受到CDIO工程教育实践者的青睐，原因在于其符合“一体化”的人才培养理念，解决了工程素质教育中长期存在的“硬”素质与“软”素质二元式分裂的问题，从根本上将学习、研究和实践有机结合起来，据此，学校在教学过程中通过“提出问题—建立假设—设计实验—验证假设—得出结论—反馈评价”等一系列操作环节，为学生提供创造性运用知识、活化知识和关联知识的平台，培养了学生自主学习、发现问题、解决问题以及创新思维的能力，深度契合了“教”与“学”的双向过程；此外，我校近两年大力提倡科研反哺教学，实施科研教学并进战略，鼓励教师将科研内容融入教学过程，通过科研项目优化教学内容、改进教学方法，促进学生创新能力的培养，并由此建立科研成果进课堂、进教材的工作机制，动员教师将科研成果服务于课程建设，开设反映学术前沿的选修课，支持部分教师结合自身科研项目指导学生实践等一系列重要举措。

4.效果评价方面，创建多元化的CDIO 能力评估模式，积极推进工程教育认证体系的建设与完善

湖南城市学院从2011年起开始对某些工程类专业试点实施CDIO教学模式，于2016年完成第一轮实施过程的效果评估。通过完善专业课程体系、改进实践教学方法、创建实践共同体、优化师资培训等诸多环节，较好地贯彻执行了CDIO工程教育理念：包括主动设计情境让学生参与项目的全过程运作并进行全程指导，逐步形成了集专业理论、工程实践及创新意识于一体的CDIO工程教育评价指标；构建了多过程、多层次、多模式、多元化的课程教学体系指标，完善了包含课程实验、实习见习、实训拓展项目、课程设计、大学生创新型实验项目、创新创业技能培训项目等在内的实践教学体系指标；采用了形成性与过程性相结合的多样化评价方式和评价机制对实施效果进行评估比较。例如我校生物工程专业从2012级新生入校即开始实施CDIO教学，通过不断改善实践教学条件、更新课程教学内容和开放企业教学场所等措施，构建了一个基于CDIO理念的开放式、立体化的教学共同体，并从理论知识与基本技能、实践过程与学习方法、创新能力与个人感受等多个角度进行全方位、多元化的绩效评价，评价主体涉及教师、企业工程师、管理者和学生等。经过4年的实施统计结果表明，该专业试点班级实验组（甲组）与对照组（乙组）相比，学生的工程实践能力得到显著提升：甲组中有6名学生在近年的湖南省“挑战杯”、工程设计竞赛中获奖；甲组学生专业核心课程的综合评定成绩平均高出13.6%～22.8%；甲组学生的就业率、考研率等多项综合测评指标均明显高于乙组。由此可见，基于CDIO理念下的教学改革取得了显著成效。

CDIO教学模式和实践共同体的推行实施，对地方本科院校工科专业发展及应用型人才培养均可产生较大的促进作用，特别是构建基于这一背景的教学运行体系、教学保障体系及效果评价体系尤为重要[4]，既可促进工科专业大学生“知识—能力—素养”的协调发展，又能突出“目标—过程—效果”的一体化人才培养模式，最终达到满足社会需求、扩大就业的目的。湖南城市学院基于CDIO理念的教学改革实施案例，在教学体系运行和人才培养模式等方面为其他地方高校提供了有利的对策建议和成果借鉴。

参考文献：

[1]顾佩华，包能胜，康全礼，等.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2012，（3）：24-40.

[2]温涛.探索构建一体化TOPCARES？鄄CDIO人才培养模式[J].中国高等教育，2011，（7）：41-43.

[3]潘巧明.基于CDIO理念的地方高校实践教学体系研究[J].丽水学院学报，2015，37（2）： 120-123.

[4]謝爱娟，陶宇炜，罗士平，等.基于CDIO理念下的高校实践教学体系的构建[J].常州大学学报（社会科学版），2015，16（3）：118-121.

作者简介：

陈国民，男，1964年11月生，湖南益阳人，博士、教授，现任湖南城市学院宣传统战部部长，主要从事高等教育教学与管理方向的研究，发表论文36篇，出版专著2部。