基于CDIO模式的高校创新实验平台建设

任神河，张 辉，张小娣，刘俣彤

（咸阳师范学院 物理与电子工程学院，陕西 咸阳 712000）

CDIO(Conceive Design Implement Operate)模式即构思、设计、实施和行动，是近年来国际工程教育改革的最新成果[1-3]，以项目开发到项目运行后生命周期为载体，让学生以主动的，实践的，课程之间有机联系的方式学习[4-6]。CDIO 是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4 所大学在2004 年创立的一种基于工程教育改革的新型教育模式[7]。梁海安[8]等认为许多地方本科高校资源有限，实验学时有限，专职实验人员短缺，因此急需CDIO模式教育与本科创新实践项目相结合。刘峻峰等[9]研究表明CDIO 教学模式能够将学生学习的主动性调动起来，在实训教学中，该教育模式能够激发学生的学习热情，并且通过在“做中学”和“学中做”两种主要方式，培养学生的自主学习能力和批判性思维能力。叶石勇[10]认为将CDIO 教学模式引入到教学中，以项目设计为导向，以学生的实践和合作能力培养为核心理念，提高了教学质量，强化了学生的个人能力和职业能力。本文以咸阳师范学院电学类专业为例，将学生课程学习内容和创新创业实践、企业需求等相结合，构建了基于CDIO模式创新实践平台。

1 基于CDIO模式“一二三四”人才培养模式

在CDIO模式创新教育下，针对学生学习动力缺乏、核心技术与能力不足以及较难适应企业工作这三个问题，通过创新教学体系与资源配置模式两种途径，采用优化教学资源，加强教学管理，兴趣驱动和项目引领等方法，实现培养电学工程应用人才的目标，即“一个目标，两种途径，三个问题，四种方法”的人才培养模式（图1）。

2 CDIO模式的创新实验平台建设

按照“理念先进、目标明确、特色鲜明、师资优化、设备精良、教学优秀”的高校创新创业教育教学改革要求，以培养具有创新创业意识的优秀人才为目标，以创新创业实践能力培养为核心，通过以下四个平台建设，形成了有成效的实践教学基地。

创新基础实训平台。根据学生创新实践必备的知识、能力和素质结构，构建人才培养的基础实训实验平台。面向大一学生，开设创新创业理论和团队协作课程，介绍大学生职业生涯规划与发展等教育通识选修课；面向大二、大三学生，开设实践指导系列讲座、实践教育通识选修课等，培养学生人际交往与沟通技巧能力等素养；面向大三、大四学生，开设创业实践、就业指导等实践教育必修课和系列实训课，培养学生实践能力。

实验实训创新平台。学校搭建校内电学类创新技能培训平台，包括基础实验实训模块、课程项目提高模块和创新模块，通过该平台的训练，将创新知识与专业电学知识有效结合，使学生将创新知识内化为创新能力。

校企联合实训平台。在已有校内创新实践教育的基础上，依托社会企业和电学行业协会，根据社会和企业对工程科技人才的需求，建设校外企业实训平台，构建结构调整、多样合作、交叉培养新机制和多层次一体化互助共赢的院企联合培养模式。通过校外企业实训平台，提高了创新实践课程与社会和企业的接轨程度，创新实践更加具体化。在校外实训平台中，学校形成“教师+企业导师+学生”的双指导教学模式，学生通过顶岗实训、师徒传授等途径，了解社会和企业的产品谱系，以及对创新的具体需求，加深了对各类创新创业的认知。通过院企联合创新实训实践教育，形成了一套行之有效的培养创新实践型人才的模式。

项目型创新实践平台。在完成了创新基础知识传授、电学专业知识和创新实验、校企联合实训后，学校设立以项目为中心的创新实践平台。在项目型创新实践平台下，形成以“理论教学体系+模拟实训体系+实战综合体系”为支撑的创新创业教育体系，师生以项目为依托，以解决电学和社会中实际问题的目的，进行创新实战训练。此外，学校还组织学生参加大学生电子设计竞赛等创新创业大赛、“互联网+”全国大学生创新创业大赛等各级各类创新创业体验活动，通过合作交流和相互竞争来强化学生创新实践能力。

通过以上四个平台建设，依据学校实际，分析电学企业和社会的需求，归纳整理出知识点、知识单元和知识领域，制定创新实践型人才培养计划。

3 基于CDIO模式的课程建设和教学体系

建立与电学专业教育、通识教育紧密结合的多层次、立体化的CDIO创新实践课程体系。挖掘和充实电学专业课程的创新实践教育资源，在传授专业知识过程中加强创新实践教育；通过学分奖励或者置换等政策，鼓励有意愿的学生参加学校开设学科前沿、就业实践指导等方面的公共课程，培养学生的创新实践的意识；向学生开设有创新实践教育的课程群，提升学生的创新实践能力；对于进行创新实践的学生开设提升学生综合实践能力的各类实践活动课程，着重培养学生创新实践实际运用能力；加强创新实践课程建设，制定学分认定管理办法，鼓励学生选修校外优质创新实践课程；同时在教材建设以及选用过程中优先选用具有科学性、先进性、适用性的创新实践教育重点教材。

经过多年的探索和实践，在教学理念、教学方法和教学内容上不断改革与创新，通过校企结合、课内外结合、工程教育与人文精神相结合的方式实现电工电子基础入门、电工电子系统工程设计、软硬件综合应用和工程创新，构建了“四层次三结合”（图2）的实践教学体系。同时，以工程实践训练、“互联网+”大学生竞赛、大学生创新创业训练计划项目、电子竞赛等方式为载体，开展专业基础知识与实践（构思、设计、实现、运作）的有效结合，引导学生深入专业兴趣，激发学生在阶段性过程中深化创新实践的热情和动机。

图2 “四层次三结合”实践教学体系

4 加强师资队伍建设

基于CDIO模式的创新与工程实践人才培养，需加强指导教师的培训力度。首先，开展双师型教师培养。学校可选派教师到企业挂职、培训，采取专题培训、交流研讨等形式，增强广大教师投入创新与工程实践教育的意识和能力。其次，建立优秀的创新与工程实践导师人才库，同时聘请各行各业优秀人才担任专业课、创新创业课指导教师。第三，强调校企、师生合作。在教师培养学生创新实践能力的同时，学校鼓励教师采用科研项目、竞赛、课程设计等形式带动学生创新。学校在明确创新教育中校企职责、兼职教师责任的同时，加大对教师创新教育的支持力度。

地方本科高校实验室承担着大学生教学实验、课程设计实验、毕业设计实验、大学生创新创业计划训练实验等任务，但是传统的实验内容、实验模式与社会需求严重脱节。本文构建CDIO 模式的创新实验平台，结合人才培养模式和学生特点，合理利用现有的实验教学条件，将学生课程学习内容和创新创业实践、企业需求等结合起来，为学生提供较好的实验实践平台，强化学生的创新能力和实践能力，让毕业生都能创造性地构思、设计、实施、运行工程产品，更好地服务于社会。