唐義鋒 張蓉蓉 趙俊生 彭敢

摘要：本文介紹了CDIO工程教育模式的由來(lái)，分析了CDIO模式的內(nèi)涵，討論了該模式在我國(guó)應(yīng)用研究中存在的不足，進(jìn)而以電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)為例，研究課程體系架構(gòu)及其集成化方法，基于CDIO理念構(gòu)建出電氣專業(yè)“211”課程體系。探索出基于項(xiàng)目主動(dòng)學(xué)習(xí)為核心的教學(xué)方法及項(xiàng)目設(shè)計(jì)方法，提出并采用兩層項(xiàng)目架構(gòu)的嵌入式項(xiàng)目設(shè)計(jì)，通過校企合作進(jìn)行教學(xué)改革與資源建設(shè)，形成一套穩(wěn)定的校企合作機(jī)制，提高了該模式的實(shí)施效果。

關(guān)鍵詞：CDIO 嵌入式項(xiàng)目 課程體系 團(tuán)隊(duì)合作

0 引言

CDIO工程教育模式是從2000年以來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果。該模式由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)經(jīng)過四年的聯(lián)合研究所創(chuàng)立，其目的是通過強(qiáng)化工程實(shí)踐訓(xùn)練，促進(jìn)學(xué)生知識(shí)體系的形成，加強(qiáng)綜合能力的培養(yǎng)。因此，該模式的教學(xué)內(nèi)容強(qiáng)調(diào)綜合與集成，即在實(shí)踐項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)下，使學(xué)生在解決問題中，實(shí)現(xiàn)自然科學(xué)與人文社會(huì)科學(xué)相結(jié)合，工程與經(jīng)濟(jì)管理相結(jié)合，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。[1]這一模式推出得到了我國(guó)教育部及很多高校的重視，并在汕大等本科院校進(jìn)行第一批改革試點(diǎn)，后來(lái)也有部分高職院校加入試點(diǎn)行列，他們?cè)谡n程建設(shè)、培養(yǎng)模式等方面做了不少探索和實(shí)踐。由于該模式對(duì)如何漸進(jìn)地培養(yǎng)和系統(tǒng)地評(píng)估學(xué)生的CDIO工程能力沒有強(qiáng)細(xì)的描述，學(xué)生工程能力增長(zhǎng)過程缺乏具體定義，各試點(diǎn)高校采用了不同的實(shí)施方案。

1 CDIO的作用與內(nèi)涵

CDIO工程教育模式是一種面向工程項(xiàng)目（產(chǎn)品、過程、系統(tǒng)）的全生命周期（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行）培養(yǎng)學(xué)生的工程教育方法，是一種基于工程項(xiàng)目的教學(xué)，是一種基于行動(dòng)導(dǎo)向的“做中學(xué)”教育模式，他將1個(gè)愿景、1個(gè)包含4個(gè)層面的教學(xué)大綱和12條標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)到專業(yè)人才培養(yǎng)全過程，并將其細(xì)分到核心課程訓(xùn)練項(xiàng)目中，形成可執(zhí)行的運(yùn)行機(jī)制。[2]因此，CDIO本質(zhì)上是一種項(xiàng)目化教學(xué)，而其與傳統(tǒng)的項(xiàng)目教學(xué)不同之處主要表現(xiàn)為：第1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)將工程項(xiàng)目生命全周期引入到工程教育中來(lái)作為環(huán)境；第2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)建立了由通過教學(xué)使學(xué)生所有能力、素質(zhì)、知識(shí)和技能所組成的全面、明確、具體、合理的教學(xué)大綱；第3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)即采用“集成化課程體系設(shè)計(jì)”來(lái)進(jìn)行整體實(shí)施。[2]他通過工程項(xiàng)目的全生命周期（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行）等環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生在CDIO過程中，通過項(xiàng)目式教學(xué)活動(dòng)，使其具有高效學(xué)習(xí)、掌握和運(yùn)用理論知識(shí)，形成分析問題、解決問題的能力和技能，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)業(yè)意識(shí)，使其主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極探究，涌躍參與技術(shù)開發(fā)、技能競(jìng)賽等各類社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)。同時(shí)在職場(chǎng)文化特征的熏陶下，養(yǎng)成職場(chǎng)需要的綜合素質(zhì)。

2 課程體系架構(gòu)及其集成化

目前在CDIO教學(xué)改革中，主要采用兩種課程集成架構(gòu)，其一是以學(xué)科為主干，通過用項(xiàng)目將學(xué)科知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，形成有機(jī)的整體，多數(shù)本科院校采用此方案；另一種則是以項(xiàng)目為主干，用學(xué)科知識(shí)將項(xiàng)目聯(lián)系起來(lái)，形成有機(jī)的整體。他們都是集成化課程體系模式，都可以做為標(biāo)準(zhǔn)3的范式，后者在高職院校用的較多，即以姜大源組織倡導(dǎo)的工作過程系統(tǒng)化的教學(xué)模式。他將本專業(yè)培養(yǎng)人才在職場(chǎng)上的工作抽象成若干典型工作過程，以此為主干，學(xué)生從入學(xué)開始，就按照典型工作過程開展學(xué)習(xí)和實(shí)踐，由淺入深，展開教學(xué)。

根據(jù)CDIO理念，本校電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)采用“211”課程體系作為專業(yè)人才培養(yǎng)的課程體系架構(gòu)，對(duì)課程進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)。所謂“211”課程體系，即采用項(xiàng)目化引領(lǐng)，打好兩個(gè)基礎(chǔ)，強(qiáng)化一個(gè)中心，瞄準(zhǔn)一個(gè)方向。具體為：以基于單片機(jī)為核心的智能化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用能力建設(shè)為基礎(chǔ)，使相關(guān)課程訓(xùn)練項(xiàng)目互為支撐，通過訓(xùn)練，最終形成一個(gè)能進(jìn)行智能化產(chǎn)品開發(fā)的平臺(tái)；以維修電工高級(jí)工能力訓(xùn)練為基礎(chǔ)，將電工技能訓(xùn)練、電氣控制技術(shù)與PLC、變頻、觸摸屏應(yīng)用技術(shù)等課程的項(xiàng)目進(jìn)行有機(jī)融合，以校企共建設(shè)為支撐，形成強(qiáng)電應(yīng)用研究平臺(tái)；以企業(yè)文化、職場(chǎng)文化、管理、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)及素質(zhì)拓展為中心，提升學(xué)生的綜合能力和核心競(jìng)爭(zhēng)力；描準(zhǔn)該專業(yè)領(lǐng)域的一個(gè)應(yīng)用方向進(jìn)行專業(yè)技能訓(xùn)練，即對(duì)電氣自動(dòng)化專業(yè)進(jìn)行智能技術(shù)產(chǎn)品CDIO實(shí)施，最終達(dá)到目標(biāo)要求。[4][5]

3 基于項(xiàng)目主動(dòng)學(xué)習(xí)為核心的教學(xué)方法改革，嵌入式項(xiàng)目設(shè)計(jì)

汕頭大學(xué)EIP－CDIO模式改革具有代表性，在其一體化課程體系中，通過三個(gè)層級(jí)項(xiàng)目安排，集成“基于項(xiàng)目／問題的學(xué)習(xí)”和“探究式學(xué)習(xí)”的一體化主動(dòng)學(xué)習(xí)方法，以思維能力和創(chuàng)新能力為核心，使知識(shí)和能力的獲取方式由被動(dòng)接受向主動(dòng)轉(zhuǎn)變。其機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)采用整體、課程群、課程為項(xiàng)目知識(shí)集的三層項(xiàng)目編排方案。[3]并將一級(jí)整體項(xiàng)目分四個(gè)階段進(jìn)行安排與控制。因此，其在一二層設(shè)計(jì)中，著眼于大項(xiàng)目，多學(xué)科、長(zhǎng)時(shí)間，第三層中，也以學(xué)期為跨度進(jìn)行組織。該方案采用漸進(jìn)的方式運(yùn)行，但鑒于時(shí)間跨度大、學(xué)科多、可變因素多等諸多因素，在高職學(xué)生中實(shí)施，最終效果很難控制。

本研究的電氣自動(dòng)化專業(yè)的課程體系為兩個(gè)層次的架構(gòu)，第一層為整體式設(shè)計(jì)的通過全培養(yǎng)過程完成的大項(xiàng)目，并將其按集成化課程結(jié)構(gòu)，分成幾個(gè)核模塊；第二層為嵌入層，以課程中核心知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用精選出教學(xué)項(xiàng)目。無(wú)論在哪一個(gè)層，均采用基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，以團(tuán)隊(duì)運(yùn)作項(xiàng)目為核心，將學(xué)習(xí)知識(shí)、培養(yǎng)綜合應(yīng)用知識(shí)能力、增長(zhǎng)技能和素質(zhì)融為一體。重點(diǎn)鍛煉團(tuán)隊(duì)精神、項(xiàng)目組織、管理等CDIO能力。

在第一層項(xiàng)目中，大體可將其分為四個(gè)實(shí)施階段；第一階段從一年級(jí)第一學(xué)期開始，重在組隊(duì)、選題與初步調(diào)研論證，配合系部實(shí)施的導(dǎo)師制，指導(dǎo)學(xué)生組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，成立團(tuán)隊(duì)機(jī)構(gòu)。第二階段依據(jù)逐步學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，提出多個(gè)總體設(shè)計(jì)方案，并比較優(yōu)缺點(diǎn)，初步選擇一個(gè)較為合適的總體設(shè)計(jì)方案。第三階段為模塊化實(shí)施階段，進(jìn)入嵌入式項(xiàng)目的實(shí)施過程，通過進(jìn)一步掌握專業(yè)知識(shí)與技能，進(jìn)行總項(xiàng)目對(duì)應(yīng)模塊的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步完善系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，并開始進(jìn)行機(jī)械零部件設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等過程。第四階段設(shè)計(jì)、改進(jìn)完善，加工、制造、安裝以及綜合調(diào)試，到此便完成了一個(gè)完整的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。學(xué)生在解決問題的過程中，主動(dòng)探究相關(guān)知識(shí)，主動(dòng)應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，主動(dòng)應(yīng)用探究式學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)方法，培養(yǎng)了人際交往能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和職業(yè)能力等。第二層為嵌入層，即以課程中知識(shí)點(diǎn)的典型應(yīng)用為項(xiàng)目單元，在團(tuán)隊(duì)的運(yùn)行下，采用短頻快的方式進(jìn)行項(xiàng)目技術(shù)層面的實(shí)施，使學(xué)生形成多方案設(shè)計(jì)與論證能力，提高學(xué)生的成功感，指導(dǎo)其將課程內(nèi)的一些關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用到上一層項(xiàng)目中，使其逐步具備協(xié)同完成復(fù)雜項(xiàng)目的實(shí)施能力。

4 教學(xué)資源建設(shè)

通過校企合作開發(fā)課程項(xiàng)目?jī)?nèi)容，進(jìn)行課程教學(xué)項(xiàng)目化實(shí)施，做到以專業(yè)理論教學(xué)為基礎(chǔ)，強(qiáng)化工程實(shí)踐，提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力。建設(shè)并不斷完善由課堂教學(xué)、教學(xué)網(wǎng)站和不同層次實(shí)踐內(nèi)容構(gòu)成的完備的教學(xué)資源庫(kù)。通過這些教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)建設(shè)，保障學(xué)生能快速有效的自主學(xué)習(xí)、獲取信息等資源，進(jìn)行項(xiàng)目分析與處理，訓(xùn)練其創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、溝通與表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

5 結(jié)論

經(jīng)過對(duì)CDIO內(nèi)涵及實(shí)施方案的研究，提出CDIO課程項(xiàng)目的嵌入式開發(fā)方案，解決學(xué)以致用，激勵(lì)創(chuàng)新與素質(zhì)提升的教學(xué)載體問題；同時(shí)提高了師資的工程能力和教學(xué)水平，以校企共建、共享、共育為基礎(chǔ)，進(jìn)行項(xiàng)目創(chuàng)新，以企業(yè)進(jìn)校園、教室進(jìn)車間的運(yùn)行方法，使課程以車間為基礎(chǔ)，實(shí)施CDIO教學(xué)，以達(dá)到校、企、生協(xié)同創(chuàng)新的目的。通過CDIO課程項(xiàng)目化資源開發(fā)、教學(xué)環(huán)境建設(shè)、項(xiàng)目化實(shí)踐載體的研發(fā)與教學(xué)實(shí)踐等方面的校企深層次合作，從而進(jìn)入學(xué)生得益，企業(yè)得利，社會(huì)得益，校、企、生協(xié)調(diào)發(fā)展的正向循環(huán)軌道。幾年來(lái)在炎黃職業(yè)技術(shù)學(xué)院和江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院校企合作中，形成了一本CDIO理念下嵌入式項(xiàng)目化教材——維修電工實(shí)訓(xùn)教材，與淮鋼特鋼股份及江蘇瑞特電子設(shè)備有限公司投入共建了高級(jí)維修電工實(shí)訓(xùn)室。校校、校企聯(lián)合對(duì)電氣自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生進(jìn)行改革試點(diǎn)，結(jié)果證明該模式更能適應(yīng)高職學(xué)生的培養(yǎng)，也可為文科類專業(yè)的人才培養(yǎng)提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]查建中，徐文勝等.從能力大綱到集成化課程體系設(shè)計(jì)的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2013.2.

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[3]顧佩華等.從CDIO到EIP-CDIO：汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008.1.

[4]張曉紅，唐義鋒.工學(xué)結(jié)合、產(chǎn)學(xué)合作高職人才培養(yǎng)模式的實(shí)踐探索[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2012年第11卷第21期.

[5]唐義鋒.校企合作培養(yǎng)高職學(xué)生職業(yè)素質(zhì)的研究與實(shí)踐[J].中國(guó)職業(yè)技術(shù)教育，2010.12.

基金項(xiàng)目：

江蘇省教育廳基金項(xiàng)目，CDIO理念在高職項(xiàng)目化教學(xué)改革中的研究與應(yīng)用——以電氣自動(dòng)化專業(yè)為例（校際聯(lián)合）編號(hào)：2013JSJG430。