CDIO模式下电气自动化专业实践课程体系改革研究

孙立书

摘要：本文以电气自动化专业为例，提出一种具有创新意义的CDIO模式下电气自动化专业项目实践课程体系改革，改变原有实训课程或毕业设计所带来的不足，重构专业项目实践课程体系架构，推广专业教学改革思想，推动电气自动化专业发展建设，促进独立学院学生个性化和工程化思维发展，真正达到高质量人才输出所需要的能力矩阵，促进学校和企业的零对接。

关键词：CDIO模式；实践课程体系；工程化思维；能力矩阵

培养高端技能型人才是独立学院的人才培养目标，如何提高学生应用创新能力，构建科技创新实践体系，必须突出实践教学，强化应用，注重应用能力培养，强化动手能力和创新能力，培养学生具有较强的科技创新实践能力。然而，在人才培养过程中，仍存在一些问题，如工程专业的教育非工程教育现象，不懂得工程过程，不熟悉工程的各个环节运作。懂专业知识无法实际应用，能实际应用不能很好沟通，能沟通但无法运作推广，能推广但无法综合组织等等，人才培养程式化。说是学校和企业零对接，但距离企业需求仍有一定距离，经常出现学生无法适应企业现有工作岗位。究其原因，主要是人才培养模式中，人才培养方案缺少真正实务的专业项目实践课程体系，而有实务课程则是嵌入课程的实务操作或课程结束的集中实训或课程设计，另外就是毕业设计和毕业实习。但课程的实务操作或集中实训很难成体系。毕业设计和毕业实习则通常流于形式，并且将它们安排在大四，受就业和考研影响，质量难以保证。若严格要求学生完成毕业论文，则学生苦于在校期间没有经历完整的实务操作过程，不会分析问题，更不会解决问题，所以在完成毕业设计过程中，经常出现抄袭或找别人代做现象。因此若能以一種创新性的专业实践项目体系教育模式，让学生在校期间就经历完整的实务操作过程，这不失是一种好方法。将专业的项目实践课程体系化，以低年级的认知学习，中年级的需求分析和概要设计，高年级的项目详细设计，在过程中引入专业项目化产品进行实践教学，以团队合作方式，让学生在校期间了解项目产品的运作全过程，具备工程化思想和思维，这是一种对项目化教育模式的深化和改革。提升学生技能操作能力、写作能力、沟通能力，实现在校期间的“零距离”实习，必然受到学生、企业的欢迎，从而提升专业及学校知名度，创建品牌与特色，促使专业教师具备真正双师素质，提升教师专业水平，使得学生、教师、企业和学校多赢。

而CDIO模式正是基于这一思想而设计创立的，它包括构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operation）四个过程，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，它符合“做中学”和“基于项目教育和学习”的教学方法，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工科课程。CDIO参照工业界需求提出工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力人才培养大纲，以及全面实施指导的培养计划、教学方法、实施过程、结果检验的12条标准，其中CDIO培养大纲培养方式使学生在四个层面达到预定目标；12条标准则涉及教师、学生、课堂以及实践等方面应达到的标准。CDIO模式是以培养既有过硬的学科专业知识、深厚的工程能力，又有良好职业道德的国际化工程师为目标。

因此，CDIO模式正好契合提出的创新性教育模式，将它应用到工科专业中，构建一套完整的专业项目实践课程体系，提高学生学习兴趣，转变教育理念，提升学生专业技能和创新思维，提升教师能力素质，让学生、企业、学校和教师受益，这也是课题研究的意义所在。

1 CDIO研究现状

据调查统计，CDIO工程教育模式是于2000年麻省理工学院等四所大学经过四年的探索研究而创立的工程教育理念，在国外截止到2010年就取得CDIO项目改革的较大成果。我国于2005年底由汕头大学工学院率先引入CDIO理念，先后有近百所大学在不同范围、不同程度开展了CDIO工程教育模式改革的研究和实验，均取得了令人满意的效果。例如江苏大学、汕头大学、清华大学等都取得了良好的效果。2009年7月教育部决定CDIO教育模式在独立学院和高职院校教育中推广，也取得一定的效果，如厦门嘉庚学院、苏州工业园区职业技术学院。

近年来，一些独立学院在不同的课程或专业引入CDIO教学模式，如南京理工大学泰州科技学院以“ 结构力学”课程为对象；南京大学金陵学院以计算机专业为研究对象，提出基于CDIO模式的计算机科学技术专业课程体系创新构建与研究；东南大学成贤学院以汽车工程专业为对象引入CDIO模式。但从现有资料来看主要以工程类专业为主，是因为独立学院工程类专业主要是培养应用型、创新性、技术技能型人才，非常适合CDIO教育模式。虽然如此，但相比课程或专业，则很少进行专业项目实践课程体系的专门改革研究。因此，提出基于CDIO模式下，独立学院工程类专业创新实践项目课程体系教学改革，改变原有实训课程或毕业设计所带来的不足，重构专业项目实践课程体系，推广专业教学改革思想，推动电气自动化专业发展建设，促进独立学院学生个性化和工程化思维发展，真正达到高质量人才输出所需要的能力矩阵。促进独立学院工程类专业发展，提升工程类专业教育教学水平，促进学校和企业的零对接。同时，该研究成果可供其他兄弟院校进行参考和借鉴，有助其更快更好地开展课程教学、实践课程体系构建和专业构建。

2改革内容

在CDIO模式下，将苏州理工学院电气自动化专业独立的分散的实训课程，转变为具有体系化创新性的专业项目实践课程，同时对教师理念、教学方法和手段、教学内容和教学形式、教学质量评价体系等方面进行改革研究，改革具体内容包括：

（1）电气自动化专业项目实践课程体系改革：进一步深入研究CDIO模式，通过现有CDIO模式的教学大纲，制定适合独立学院电气自动化专业创新性实践课程体系。

（2）教师理念的改革：CDIO工程教育的教育模式是基于实践，需要任课教师具有扎实的工程实践能力和一定的项目工作经验，熟悉系统运作过程，更新教学理念，加强教师实践能力培养，提升产品、项目的运作管理能力。

（3）教学方法和手段的改革：CDIO教学模式改变原有的讲授法、练习法、任务驱动法等，采用任务驱动、项目式教学方法，同时会有讨论法、现场教学法、角色扮演法以及演讲法等。教学手段采用现代师徒制进行现场传授。

（4）教学内容和形式的改革：传统教学中以案例居多，主要是作品的设计过程，而CDIO基于工程实践，教学内容来自实际项目，通过前期需求分析，到中期设计实施，到最后推广应用。教学形式方面，从严谨的课堂教学改为轻松的形式多样的教学。

（5）教学质量评价体系的改革：传统教学中主要参照作业和出勤，以终结性考核为主，过程考核占比较少。但CDIO工程教育的教学模式类似公司运作，以过程和效果相结合的评价考核方式，地位均等，过程评价体现学生构思、设计和实施能力，效果评价体现学生技能水平以及综合能力。

3改革实施方案

以CDIO为中心，引入CDIO工程教学模式，结合我院现有电气自动化技术专业，构建一个完善的专业项目实践课程体系，低年级以认知学习为主，中年级以需求分析和概要设计为主，高年级以专业项目详细设计为主，改变传统的课程教学中“一门课一教师一项目一班级”的教学方法，采用“一门课多教师多项目多学生”的方案进行实施，以工程项目完整性实施为目标，根据学生专业专长及兴趣爱好进行项目选择，分配指导教师，符合教育多元化的思想，然后采用分组小班制教学，尽可能做到“真项目真做”，要求学生从产品的构思开始，进行设计、实施，并加以推广和运作，培养学生团队合作精神和项目运作能力，真正提升学生职业素质水平，加强专业理论与技能的再学习，建立一套较为完整的教学质量评价体系。

4改革实施方法

以CDIO模式为中心，专业项目实践为基础，课程体系构建为根本，具体的实施方法有：

（1）改变传统的“一门课一教师一项目一班级”的教学模式，采用现代师徒制的“一门课多教师多项目多学生”的教学模式，改变原始灌输式、以教学为导向的教学，注重以学习为导向、培养学生学习兴趣，采用启发式教学方法培养学生再学习能力。采用“一门课多教师多项目多学生”的方式，全方位提高学习主观能动性。

（2）采用工程化教育思想，做到真正的项目化。真正的项目化教学包括整个构思、设计、实施和运作。不仅仅是对项目的实施。在项目改革过程中，要强调工程化思想，将产品的构思、设计、实施与运作全程引入到实践课程教学中，实现校内零距离实践。

（3）采用多元化教育思想，在专业项目实践课程实施中，根据学生的专业兴趣、爱好和专长进行项目选择，然后分配指导教师，这样学生就会在教师的指导下，发挥自己的特色和专长。

（4）以体系化创新性思想构建专业项目实践课程体系。原有实践课程是分散的、独立的，不成体系。将原有的课程进行改革和重组，采用一级项目、二级项目、三级项目分类进行设计，构建具有创新性的专业项目实践课程体系。

（5）以培养学生综合运用知识和技能为根本，强化学生职业能力培养，提升职业综合素养，开发学生的职业能力矩阵。CDIO模式强调培养学生的个人能力、人际团队合作能力和工程系统能力。

（6）学生成果评价检测。引入PDCA（计划、实施、检查、反馈），形成项目实施的正向反馈机制。传统的课堂教学不重视学生学习成果评价检测，或者检测单一化。而CDIO模式非常重视学生成果评价检测，只有这样才能形成良性循环机制。

5改革实施过程

主要实施过程包括如下几点：

（1）深入研究学习，掌握理解CDIO模式内涵：以CDIO为中心，引入CDIO工程教学模式，深入研究其课程大纲和标准。

（2）广泛调查研究，明确专业项目实践课程教学内容和定位：课题组成员通过深入到企业、公司进行调研，以访学、企业挂职、培训、会议学习进行深入研究专业实践项目课程教学内容和定位，结合今年专业人才培养方案再制定的过程中，提出一种切实可行的创新性专业实践项目课程体系。

（3）实证研究，总结提炼教学改革研究成果：将创新专业项目课程体系应用于专业教育中，加于实施和操作，建立合理的教学质量评价体系，不断进行反馈和总结。

6结语

针对独立学院的人才培养目标以及目前教学工作中职业技能培养仍然程式化的现状，在高端技能人才培养的过程中引入CDIO实践教学模式。在该模式下建立低年级认知学习、中年级需求分析与概要设计、高年级具体实施设计的实践课程体系。以苏州理工学院电气自动化专业为例，从创新性项目实践课程体系、教师理念、教学方法手段、教学形式内容以及教学质量评价体系五大方面实际而全面地开展CDIO教学模式改革。通过以CDIO模式为中心，以专业项目实践为基础，以课程体系构建为根本，从而有效改善目前实践教学课程独立分散的情况，辅以PDCA评价反馈机制，引领学生主动学习与探索，逐步实现高端技能人才的培养，建立教学机制的良性循环。

参考文献：

[1]曹海平，管图华.基于CDIO理念的电工电子实训教学改革与实践[J].实验室研究与探索，2013，12（1）：140-142.

[2]雷环，汤威颐，Edward F.Crawley.培养创新型、多层次、专业化的工程科技人才——CDIO工程教育改革的人才理念和培养模式[J].高等工程教育研究，2009（05）.

[3]吴恭兴，刘文白，張宝吉，郭佳民，操安喜.基于CDIO模式的卓越工程师培养方案的探索与实践研究[J].大学教育，2013（18）.

[4]顾佩华，包能胜，康全礼，陆小华，熊光晶，林鹏，陈严.CDIO在中国（下）[J].高等工程教育研究，2012（05）.

[5]谢燕，蒋建平，李健，郑伟.基于航空航天专业CDIO课程体系分析MIT本科教学特点[J].高等教育研究学报，2012（03）.

编辑∕王剑慧