基于CDIO教育理念的实践教学研究与实践

（首都经济贸易大学管理工程学院 北京 100871）

中共中央和国务院颁布的系列文件中都明确提出要坚持立德树人的根本任务，重视大学生的创新精神、实践能力和创业意识培养。创新创业能力素质的新需求无疑强化了实践教学在高校人才培养中的重要地位。

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，强调让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，提出应以培养“成品工程师”为目标，将工程实践能力、创新精神培养的思想贯穿于人才培养的全过程。

本校工业工程专业结合自身实践教学的特点，按照CDIO工程教育理念，开展了面向区域经济的工业工程专业实践能力和创新创业能力培养的实践教学应用研究和综合实践，提出“基础技能—综合训练—工程能力—创新能力”的实践课程体系，构建适于创新的“以学生为主体，以项目为载体，任务驱动，自主实践，重在过程”的专业实践教学体系。夯实学生的实践基础，加强学生的工程意识、实践能力和创新能力的培养与训练。

1 实践课程体系构建

工科专业针对学生的培养需要不断强调引领学生在认识、体验、实践的基础上最终形成较强的实践能力和创新创业能力。本校工业工程专业结合自身实践教学的特点，按照CDIO工程教育理念，开展了面向区域经济的工业工程专业实践能力和创新创业能力培养的实践教学应用研究和综合实践，构建了“基础训练—综合训练—工程训练—创新训练”的实践课程体系。

该实践课程体系构建了四大实践模块：基础训练模块、综合训练模块、工程训练模块和创新训练模块。每个模块针对相关能力层次设计了培养路径。

每个模块根据所处能力层次，设置培养目标及教学导引。并且每个模块案例库研发对应专业相关课程展开。

基础训练模块旨在训练学生的操作能力，教学主要以问题导向为主，属于问题验证型；基础训练模块案例库研发对应工业工程专业基础课：工作研究、人机工程、工效学、管理运筹学、工程经济学、工程制图等课程展开。

综合训练模块的目的在于培育学生的实践能力，教学主要以任务为导向，属于综合设计型；综合训练模块案例库研发对应工业工程专业课：物流工程、生产计划与控制、质量工程等课程展开。

工程训练模块强调培育学生的工程能力，教学主要以项目实施为导向，属于项目实施型；工程训练模块案例库研发对应工业工程专业课：建模与仿真、项目管理、服务运营管理、标准化管理、工业工程综合实践等课程展开。

创新训练模块在于引导学生主动思考及创造性解决问题的能力，教学主要以课题为导向，属于应用研究型；此模块案例库研发主要来源于毕业设计选题展开。

2 实践教学模块设计

在深度分析学生学习特点和企业真实需求的基础上，在CDIO工程教育理念的指导下，按照首都经济建设和社会发展对人才培养的要求，探索基于实践项目、真实案例和工作任务的计算机仿真实践教学模式，实现“以学生为主体，以项目为载体，任务驱动，自主实践，重在过程”的交互式实践教学模块设计。

该交互式实践教学模块由“能力匹配”、“项目导入”、“制定任务计划”、“自主任务实践”和“成果展示与评价”等环节组成，其中，计算机仿真实践教学贯穿了该模式的所有环节。

（1）在“能力匹配”环节，对应专业课教师按照所属的实践模块对学生的训练能力层级进行匹配。

（2）在“项目导入”环节，对应专业课程教师的活动包括：

借助选定的计算机仿真实践平台，导入项目任务及目标、展示项目结果，让学生对实践项目有一个直观的认识，然后再布置具体的实践任务；

利用计算机仿真实践平台，让学生明确自己应当完成的具体任务和完成任务后可以获得哪些知识以及达到什么样的技能水平；

在充分考虑学生的现有知识和能力水平的基础上，适当采取分工协作方式，安排具体的任务完成时间及成果的评定方法等。

（3）在“制定任务计划”环节，学生的活动包括：

通过自主学习、分工协作等方式，对具体实践项目的目标、任务进行分析；

确定任务所涉及的专业方法和技能手段，充分应用已掌握的专业知识和能力，借助计算机仿真实践平台，设计出仿真实验模型帮助决策与优化；

确定仿真实验任务的实施步骤，为仿真实验任务的实施做好充分的准备。

（4）在“自主任务实施”环节，学生的活动包括：

在计算机仿真实践平台上，按照拟定的计划，逐步完成实践项目的仿真任务。

在完成实践项目仿真任务的过程中，学生通过应用所学专业知识和技能，建构自己的专业知识，从而帮助自己养成专业素养。

（5）在“展示与评价”环节，学生的工作包括：

在计算机仿真实践平台上展示自己的实践项目仿真成果；

参与讨论和评价；

通过对比分析，学生对自己的实践项目展开进一步的仿真优化处理。

3 实践教学实践过程

基于CDIO工程教育的理念，以我校工业工程专业教育教学实践中的问题为导向，强化内涵建设和资源整合，促进人才实践能力及创业创新能力培养效果的提升，与企业合作进行基于计算机仿真的课程实践及综合实践项目开发。按照专业培养目标，遵循专业能力培养的基本规律，以实际项目及其工作过程任务为依据，整合、优化实践教学内容，由简到繁、由基础到综合、循序渐进地设计实践项目、综合真实案例和学习任务，利用计算机仿真虚拟教学的优势，实现更高水平的工程实践教学。

在组织实践教学内容时，结合学生的学习特点以及本专业最新技术、现场案例和企业需求，借助计算机仿真技术，构建了接近现实工作场景的以任务为驱动、学生自主实施的过程实践教学情境。

对于涉及工业工程系统设计、管理及优化的相关专业课程所对应的的案例库，通过对相关实践项目的问题分析及企业调研，选取合适的仿真应用软件，设计出具体的实践项目及综合实践项目，并且应用在专业课程的实践教学过程中。

4 总结

本研究将计算机仿真技术和涉及本专业系统设计、管理及优化的相关专业课程实践结合起来，设计了合适的案例情境，在最大化的节约实践硬件设备的基础上，将计算机仿真技术与项目教学、案例教学有机结合，设计出了更多接近企业真实的实践项目，开发出了适合这类专业课程的计算机仿真实践环境。取得了以下成果：

（1）在CDIO工程教育理念指导下，立足区域经济社会发展需求，遵循学生认知规律，构建“基础技能—综合训练—工程能力—创新能力”循序渐进式，与本专业相关理论课程内容相契合、与实践能力提升相呼应的分层次、分模块、系统化的实践课程体系。夯实学生实践基础，加强学生工程意识、实践能力和创新能力的培养与训练。

（2）以“做中学”和“学中做”为教育教学理念，探索“以学生为主体，以项目为载体，任务驱动，自主实践，重在过程”的多元化、开放式、多维度的实践教学模式改革。充分调动其学习的积极性、主动性和创造性，打造高效实践教学，培养学生的工程意识与创新思维能力。