鄭祿 帖軍

摘要：為培養(yǎng)學(xué)生的工程能力和創(chuàng)新能力，對開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)存在的問題進(jìn)行分析。在現(xiàn)有的工程教育的條件下，引入CDIO工程教育模式，介紹了CDIO工程教育模式在中國發(fā)展的歷程，提出CDIO模式下的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)開放實(shí)驗(yàn)室、以賽促學(xué)的學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)多維度培養(yǎng)。該培養(yǎng)模式在借鑒了最新的工程教育模式的基礎(chǔ)上，建立符合我國高校工程教育現(xiàn)狀的開放實(shí)驗(yàn)室體系，應(yīng)用到學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)取得了一定的效果。

關(guān)鍵詞：工程教育；CDIO模式；開放實(shí)驗(yàn)室；學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)

中圖分類號：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2018）20-0124-03

Engineering Education Research of Student Team and Open Laboratory Under CDIO Mode

ZHENG Lu1 ， TIE Jun2

（1.Experimental Teaching and Laboratory Management Center，South-Central University for Nationalities， Wuhan 430074，China； 2. The Computer Science Department，South-Central University For Nationalities，Wuhan 430074， China）

Abstract： In order to cultivate students' engineering ability and innovation ability， analyzes the problems of open laboratory and students innovation team， this paper puts forward the CDID model engineering education. Under the conditions of existing engineering education， it introduces the development of CDID model in China， puts forward the project driven open laboratory， competition driven student learning and innovation team and insures multi dimension training to student team. The CDID model combines the worlds advanced engineering education conception， and sets up the curriculum system which is in line with the consensus of international engineering education. By applying to the students innovation team， it achieves a certain of effect.

Key words： engineering education； CDIO model；open laboratory； innovation team of students

教育部為貫徹落實(shí)《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》實(shí)施了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，經(jīng)過多年努力，我國于2016年成為《華盛頓協(xié)議》第18個(gè)正式成員，這標(biāo)志著國際上認(rèn)可我國工程教育培養(yǎng)模式。我國實(shí)施的卓越計(jì)劃的重要特質(zhì)是讓學(xué)生具有工程能力和創(chuàng)新能力[1-3]。高校根據(jù)新的工程教育培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的改革。但在改革工程過程中開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生團(tuán)隊(duì)的培養(yǎng)發(fā)展出現(xiàn)了諸多問題[4]。為了切實(shí)提高學(xué)生的工程能力，在中南民族大學(xué)學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)新思路團(tuán)隊(duì)引入CDIO工程教育模式，取得了很好的效果。

1 目前開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生團(tuán)隊(duì)的存在的問題

1.1 開放實(shí)驗(yàn)室學(xué)生參與積極性欠缺

開放實(shí)驗(yàn)室是新形勢下高等學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)與實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)工作的創(chuàng)新模式[5]。它的產(chǎn)生更好的培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，可以讓本科生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，更直觀的參與科研項(xiàng)目，而且能培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)術(shù)能力、思維創(chuàng)造能力。

在現(xiàn)行的開放實(shí)驗(yàn)室制度中，大部分高校的開放實(shí)驗(yàn)室的申報(bào)與立項(xiàng)一般都是由教師獨(dú)立完成。在開放實(shí)驗(yàn)室立項(xiàng)之后，項(xiàng)目的內(nèi)容與指導(dǎo)教師等信息才會公布出去讓感興趣的學(xué)生報(bào)名參加。由于對實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的不了解，會讓學(xué)生的盲目的選擇參加。往往學(xué)生在參加幾次實(shí)驗(yàn)之后，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)并不是自己所感興趣的，導(dǎo)致學(xué)生參與的積極性下降，開放時(shí)段不來參加實(shí)驗(yàn)或者直接提前退出開放實(shí)驗(yàn)室。

1.2 學(xué)生團(tuán)隊(duì)缺乏實(shí)驗(yàn)室場地

為了適應(yīng)新形勢的創(chuàng)新型高素質(zhì)人才培養(yǎng)發(fā)展，我國高校在創(chuàng)新人才培養(yǎng)上，建立多樣化的科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)社會實(shí)踐活動(dòng)[6]。高校每年會為大學(xué)生提供科技創(chuàng)新基金，讓同學(xué)們進(jìn)行各種科研活動(dòng)，同時(shí)支持大學(xué)生參加各項(xiàng)競賽項(xiàng)目，實(shí)施大學(xué)生科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)與資助計(jì)劃等政策和措施，支持學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)。

學(xué)生團(tuán)隊(duì)在開展科研項(xiàng)目、競賽活動(dòng)、實(shí)驗(yàn)研究等活動(dòng)缺乏一個(gè)綜合性的創(chuàng)新平臺的支持。學(xué)生團(tuán)隊(duì)是學(xué)生根據(jù)自己的興趣愛好結(jié)合在一起形成的團(tuán)體，大多數(shù)是交叉學(xué)科、跨專業(yè)的團(tuán)隊(duì)，沒有固定的實(shí)驗(yàn)室場地。

1.3 開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生團(tuán)隊(duì)監(jiān)管機(jī)制缺乏

開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)作為一種新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生。開放實(shí)驗(yàn)室充分利用了實(shí)驗(yàn)室的場地、設(shè)備，更便捷地讓學(xué)生自主靈活參與實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果[7]。但是開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目不屬于常規(guī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)計(jì)劃，沒有可以依據(jù)的管理?xiàng)l例和嚴(yán)格的規(guī)定。開放項(xiàng)目從申報(bào)到結(jié)題，學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)建到結(jié)束，基本都是教師與學(xué)生的科研自由活動(dòng)，高校的相關(guān)主管部門只負(fù)責(zé)其立項(xiàng)與結(jié)題驗(yàn)收評估工作。由于監(jiān)督管理力度不足，學(xué)生提前退出、出現(xiàn)安全事故、科研創(chuàng)新能力不足，以及實(shí)驗(yàn)過程中的實(shí)際困難，使開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)沒有得到良好的發(fā)展。

2 CDIO工程教育模式現(xiàn)狀

2.1 CDIO模式概念

CDIO工程教育模式是由構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作的理念組成[8]。它作為新的工程教育模式，可以使學(xué)生更加積極的、靈活的學(xué)習(xí)工程的方法與技術(shù)。CDIO工程教育模式初始于歐美國家，目前已在華盛頓協(xié)議國家中得到了普遍認(rèn)可和實(shí)施，CDIO的教學(xué)思路與框架是一種教育模式的創(chuàng)新與應(yīng)用，受到了廣大好評[9-11]。

2.2 CDIO國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

目前社會對工程型高等人才的需求日益增加，為了加強(qiáng)學(xué)生的工程能力培養(yǎng)，教育部開始了CDIO教育改革試點(diǎn)工作。目前全國已有39所試點(diǎn)高校和許多非試點(diǎn)院校實(shí)施CDIO工程教育模式，對中國高等院校的工程教育產(chǎn)生了重要的影響。

2016年1月8日，“全國CDIO工程教育聯(lián)盟”成立大會在廣東汕頭開幕，會議由汕頭大學(xué)主辦，在“教育部CDIO工程教育改革試點(diǎn)工作組”的基礎(chǔ)上成立“全國CDIO工程教育聯(lián)盟”。

2.3 CDIO國外發(fā)展現(xiàn)狀

CDIO工程教育模式是歐美國家數(shù)十年來工程教育研究的研究成果，并成立CDIO國際合作組織。其創(chuàng)新提出了新的工程培養(yǎng)方案、教學(xué)大綱，更重視學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。CDIO工程教育模式已從歐美國家傳播到亞洲，如新加坡、韓國等國的高等院校也逐漸引入CDIO工程教育模式。截至目前，全世界有上百所高等院校加入了CDIO工程教育組織，它們的理工科專業(yè)采用CDIO工程教育，在學(xué)生培養(yǎng)上有了一定的成績，按照CDIO模式培養(yǎng)的大學(xué)生更能勝任新的工作需求。

3 CDIO工程教育模式的創(chuàng)新培養(yǎng)模式

3.1 CDIO模式下的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)開放實(shí)驗(yàn)室

項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種以學(xué)生為主，建立在構(gòu)建主義教學(xué)理論基礎(chǔ)上、有機(jī)結(jié)合實(shí)踐環(huán)節(jié)的教學(xué)方法[12]。該方法融入CDIO培養(yǎng)模式中所需的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作等要素，融入CDIO貫穿項(xiàng)目的全生命周期。項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是CDIO實(shí)踐過程中的重要體現(xiàn)，可以培養(yǎng)學(xué)生的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作能力，也是培養(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的高素質(zhì)信息技術(shù)專業(yè)人才的重要環(huán)節(jié)。

基于CDIO模式下的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)規(guī)劃以CDIO的理念進(jìn)行設(shè)置，針對學(xué)生的構(gòu)思能力、設(shè)計(jì)能力、實(shí)現(xiàn)能力和運(yùn)作能力的培養(yǎng)，設(shè)置不同的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容與考核標(biāo)準(zhǔn)。開放實(shí)驗(yàn)室的項(xiàng)目的設(shè)置應(yīng)更加多樣化，適合不同層次的學(xué)生都能參與進(jìn)來。同時(shí)應(yīng)該建設(shè)開放實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目的選題平臺，使學(xué)生與老師的溝通更加方便，最終形成CDIO模式下的互動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制。

高等學(xué)校應(yīng)該加大力度對CDIO模式下的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，讓學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)能有實(shí)驗(yàn)平臺依托。進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生在掌握課本知識的前提下，進(jìn)入項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)開發(fā)實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行CDIO工程教育模式的培養(yǎng)。進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的構(gòu)思能力、設(shè)計(jì)能力、實(shí)現(xiàn)能力和運(yùn)作能力，能夠給不同的程度學(xué)生的學(xué)生提供不同的工程拓展空間。培養(yǎng)學(xué)生的“主動(dòng)學(xué)習(xí)”興趣與能力，在完成基本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，鼓勵(lì)并吸引學(xué)生學(xué)習(xí)、研究乃至改進(jìn)最新的工程技術(shù)。

3.2 CDIO模式下的以賽促學(xué)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)

在CDIO工程教育模式在我國逐步實(shí)施的形勢下，對學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作及創(chuàng)新能力的要求越來越高，配合CDIO的工程教育改革理念，積極探索應(yīng)用性、開放性的以賽促學(xué)的學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)實(shí)踐模式，培養(yǎng)學(xué)生具備較強(qiáng)的CDIO的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的能力以及較強(qiáng)的創(chuàng)新能力、溝通能力、領(lǐng)導(dǎo)能力和較強(qiáng)的團(tuán)隊(duì)精神。CDIO模式下的以賽促學(xué)的學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)是將同學(xué)們分成若干團(tuán)隊(duì)，并給每個(gè)團(tuán)隊(duì)都分配不同導(dǎo)師，鼓勵(lì)不同的專業(yè)根據(jù)不同的競賽需求和自身實(shí)際情況為學(xué)生提供不同類型的教學(xué)計(jì)劃和培養(yǎng)方案，例如華中科技大學(xué)的聯(lián)創(chuàng)團(tuán)隊(duì)、東北大學(xué)的NEUQ-ACM團(tuán)隊(duì)、中南民族大學(xué)新思路團(tuán)隊(duì)均按照以賽促學(xué)的模式培養(yǎng)學(xué)生。

在學(xué)生團(tuán)隊(duì)參加科技競賽時(shí)，依托開放實(shí)驗(yàn)室平臺，對學(xué)生進(jìn)行方向性指導(dǎo)，根據(jù)學(xué)生的興趣等需要，建立學(xué)生的競賽團(tuán)隊(duì)，促進(jìn)他們自主學(xué)習(xí)，對其進(jìn)行進(jìn)一步的悉心培養(yǎng)，著重對應(yīng)用能力、工程能力、實(shí)踐能力的培養(yǎng)以及研究方向的指導(dǎo)。通過組織學(xué)生參加學(xué)科競賽，激發(fā)他們的興趣和潛能，開發(fā)創(chuàng)新思維，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識和創(chuàng)新精神，夯實(shí)專業(yè)基礎(chǔ)知識，并提升專業(yè)實(shí)踐能力。

3.3 開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生團(tuán)隊(duì)多維度培養(yǎng)

基于CDIO的工程教育模式構(gòu)建基于學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的開放實(shí)驗(yàn)室研發(fā)環(huán)境，以點(diǎn)帶面，帶動(dòng)相關(guān)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺建設(shè)，探索多元化的人才培養(yǎng)模式。基于CDIO模式的開放實(shí)驗(yàn)室可以細(xì)分為基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺、專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺、新技術(shù)合作實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺、工程研究實(shí)踐教學(xué)平臺、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐教學(xué)平臺、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地平臺六大平臺。學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在六個(gè)平臺的孵化下可以良性的發(fā)展。

引入CDIO的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作四個(gè)要素，建立學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)的提升計(jì)劃可分為：專業(yè)能力提升計(jì)劃、基礎(chǔ)能力提升計(jì)劃、新技術(shù)能力提升計(jì)劃、工程能力提升計(jì)劃、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力提升計(jì)劃、實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)能力提升計(jì)劃。根據(jù)開放實(shí)驗(yàn)室的六個(gè)平臺的開放實(shí)驗(yàn)環(huán)境和多種能力提升計(jì)劃可建立多維度的立體模型如圖2所示：

4 實(shí)施效果

基于CDIO模式下的項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)開放實(shí)驗(yàn)室、以賽促學(xué)的學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)、開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)多維度聯(lián)合培養(yǎng)，該模式應(yīng)用在中南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院新思路學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)已初具成效。該團(tuán)隊(duì)獲得了全國首批大學(xué)生“小平科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”榮譽(yù)稱號，大學(xué)生科研立項(xiàng)項(xiàng)目26項(xiàng)，其中國家級項(xiàng)目7項(xiàng)；在國內(nèi)外核心期刊及學(xué)術(shù)會議發(fā)表論文12篇，國家軟件著作權(quán)37項(xiàng)，發(fā)明專利6項(xiàng)，先后在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等比賽中獲得國家級以上獎(jiǎng)項(xiàng)83項(xiàng)，完成各類項(xiàng)目57個(gè)。

5 結(jié)語

劉延?xùn)|在湖北調(diào)研時(shí)強(qiáng)調(diào)：“加快實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，深化高校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育改革，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，推動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用結(jié)合，為促進(jìn)大眾創(chuàng)業(yè)萬眾創(chuàng)新和創(chuàng)新型國家建設(shè)提供有力支撐[13]?！被贑DIO模式的學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)模式可以引導(dǎo)學(xué)生直接參加教師的科研項(xiàng)目工作，進(jìn)行工程能力的鍛煉；同時(shí)有利于發(fā)展產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的、資源共享的開放實(shí)驗(yàn)室，提供教學(xué)研究、學(xué)生培養(yǎng)的良好環(huán)境和氛圍。基于CDIO模式的開放實(shí)驗(yàn)室有利于培養(yǎng)學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的能力，為學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)提供實(shí)驗(yàn)平臺。高等教育作為人才第一資源和科技第一生產(chǎn)力的重要結(jié)合點(diǎn)，應(yīng)繼續(xù)加強(qiáng)學(xué)生的工程教育培養(yǎng)，切實(shí)增強(qiáng)大學(xué)生的創(chuàng)新精神，形成高等院校開放實(shí)驗(yàn)室與學(xué)生創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)資源共享的生動(dòng)局面。

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