CDIO人才培養(yǎng)模式在實踐教學過程中的應用

1、    cdio人才培養(yǎng)模式在實踐教學過程中的應用    張亮董浩存陳澤宇摘 要： 高校工程教育中實踐教學作用突出，本次教學改革以cdio理念為導向，在實踐教學中采用團隊任務驅動形式對教學方式方法、考核方式形式等進行初步實踐和探索。從結果看，這種教學模式可以有效地提高學生的實踐能力、創(chuàng)新能力及團隊協(xié)作能力，對教師基本個人能力的提升益處良多。關鍵詞： cdio 實踐教學 高校工程教育 創(chuàng)新 團隊協(xié)作教育學家陶行知先生認為“行是知之始，知是行之成”，強調“知行合一”。在大學教育中，“知”可以簡單理解為理論知識的學習，“行”則是實踐教學，只有理論和實踐的完美結

2、合才是人才培養(yǎng)的真正捷徑。而我國高校傳統(tǒng)教育中重理論、輕實踐，導致學生動手能力弱，創(chuàng)新能力弱，更難以激發(fā)學生的學習熱情。這一點在工程教育中尤為明顯，學生的研發(fā)和設計能力弱，創(chuàng)新意識不足，我國很多高尖端領域的人才匱乏就是最好的證明。因此急需要改變高等教育傳統(tǒng)的教學理念和手段，找到并實施一種適應時代發(fā)展需要的教學方法及理念。cdio工程教育模式是由國際知名大學及教育機構提出的一種現代工程教育理念，它以產品構思、研發(fā)到運行的工程周期為載體，促使學生采用主動的實踐與教學之間有機聯系的方式進行工程實踐與學習。cdio著重強調學生的個人能力、工程基礎知識、工程系統(tǒng)能力和人際團隊能力等方面的能力培養(yǎng)，對工程

3、人才培養(yǎng)模式的實施和檢驗進行了系統(tǒng)的、全面的指導，使得工程教育改革具體化、可操作、可測量，并對學生和教師都具有重要指導意義。cdio教育理念代表了新時期工程教育的發(fā)展趨勢，但實質上這種教育理念是“知行合一”的另一種表達方式。cdio在中國的實踐和普及，為我國實行“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”打下了良好的基礎，使中國高校的工程教育改革具有更加明確的方向性、系統(tǒng)性，已逐步被國內多所高校認可和推廣。本次教學改革嘗試立足于企業(yè)和市場需求，在cdio的工程教育理念下對實踐教學環(huán)節(jié)進行全新的設計，希望探索出一套符合實踐教學需要的教學模式和改革方案。1.任務（項目）驅動教學在實踐教學過程中，學生需要完成的任務可

4、以是產品設計或項目開發(fā)。任務驅動教學是采用一個完整的產品開發(fā)流程或項目實施過程而進行的教學活動，并將理論課所學知識用于其中。教學過程將采用分組教學、互動教學、啟發(fā)教學等多種方式，在教師指導下由學生共同完成任務。任務驅動教學主要階段包括：學生明確設計任務及目標，收集相關資訊信息；完成產品或項目的前期規(guī)劃及決策；組織實施完成設計任務；階段檢查及成果評估和終期考核。在整個教學環(huán)節(jié)中學生擔負著計劃制訂者、決策者及實施者，而教師僅從旁輔助，擔負著學生的顧問指導，除了講解必要的理論知識，還為教學提供情境及教學資源和輔助條件。需要注意的是在關鍵的實踐節(jié)點及日程安排上教師應該重點管理，并在任務實施過程中，及時

5、關注學生工作進度并進行相應的階段檢查，從而達到督促學生、消除學生惰性的目的。在教學過程中教師應該有針對性地講解相關問題和基本知識，適當地提醒學生先做什么，后做什么，避免學習能力較弱的學生面對實際問題毫無頭緒、無從下手，進而減少學生學習的盲目性，從而少走彎路。在實踐教學過程中，將以真實的產品開發(fā)案例貫穿整個教學過程，防止理論教學與實際問題相脫節(jié)。如果產品設計或項目開發(fā)難度大，可將設計任務進行肢解，形成幾個獨立又具有聯系的小項目供學生選擇，并針對每個設計任務或項目講解常見的設計方法、開發(fā)流程，適當地提出建議及要求。這種對任務進行解構和分離，分任務、分模塊地安排教學的設計思想符合cdio的任務教學、

6、任務驅動的實踐教學體系改革思路。2.團隊驅動的實踐教學在傳統(tǒng)教學過程中，教師講授占據教學過程的大部分時間，課堂上師生交流互動較少，從而禁錮學生的求知欲望及創(chuàng)造性，忽視學生團隊協(xié)作能力和溝通能力培養(yǎng)。而在解決工程實際問題中，任務團隊內部的有效交流與溝通是提高工程質量、縮短開發(fā)周期的重要手段。團隊內部交流諸如語言溝通、書面交流、圖表交流、電子及多媒體交流等，這些在傳統(tǒng)教學過程中難以實現，因此以團隊合作共同完成任務是教學改革里重要的一環(huán)。在產品開發(fā)過程中，任務團隊的每個成員可能承擔一個或多個不同任務，這應該充分考慮每個學生的興趣與特長。學生通過共同完成一個產品設計或項目實施不僅可以提高其人際交往能力

7、及協(xié)作能力，而且可以深度挖掘學生的領導潛質和組織規(guī)劃能力，從而增強學生自信心及學習愿望，對學生的未來職業(yè)規(guī)劃都有不小的助力。因此在教學過程中，要求三五人組成一個任務小組，完成相應的產品設計等工作。需要注意的是在每個任務開發(fā)過程中，需按照真實的產品設計和開發(fā)流程實施計劃：以小組為單位深入市場調研，進行項目挖掘，項目確定后，進行市場調研、需求評估。通過此流程，學生不僅能夠對自己將要設計的產品用途、前景及開發(fā)手段有了更為清晰的認識和了解，而且能夠對專業(yè)課知識及應用有更深的體會，進而促進學生有針對性地學習，較好地解決理論教學與實際問題脫節(jié)、知識陳舊不能滿足市場要求等問題。在產品設計或項目開發(fā)流程中，首

8、先要解決項目源的問題，主要途徑包括：2.1校外橫向課題及項目合作加強與社會企事業(yè)單位的橫向聯系，充分考慮學生的理論與實踐能力，挑選一些難度適中、工作量適中、有代表性的項目開發(fā)或產品設計類題目讓學生參與其中。這種方式對學生能力要求較高，但能充分調動學生的積極性，深度挖掘學生學習潛能，也能有效地解決理論知識陳舊、高校人才培養(yǎng)目標和企業(yè)用人標準相佐的問題。2.2學生根據自身能力及興趣愛好自主選擇研究方向及產品設計為了充分調動學生的興趣愛好，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，可以根據學生個人興趣及能力，允許其自主選擇研究對象或設計內容。但需要注意學生自主選擇的課題的現實性、可完成性，也可以將其與大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目聯系在

9、一起進行。當產品設計目標確定后，接下來就是任務實施階段，學生需要按照制定好的日程完成任務目標。在項目開發(fā)或產品設計過程中教師要擔負起項目顧問及項目監(jiān)理等角色，積極配合學生、幫助學生、指導學生并監(jiān)督學生完成相應工作，嚴格控制任務的實施過程及進度，確保各個小組或團隊工作的順利進行。3.教學方法改革研究表明：在教學過程中當學生以“聽”為主時，記憶保持率為20%；當學生以觀摩的形式學習時，記憶保持率為30%；當學生邊“聽”邊“看”時，記憶保持率在50%；當學生采用“聽”、“看”、“做”的時候，記憶率可以高達90%，這驗證了“知行合一”理論的正確性。而在當下高校教育中，教學中往往以教師教為重，輕視學生的

10、學；理論知識傳授中大都為注入式教學，教學過程中學生被動地接受知識，這忽視對學生學習積極性的調動。隨著社會的發(fā)展、科技的進步及知識的更新換代，教育及教學理念和水平要不斷提高，滿足新時期的新要求，因此新穎多變的教學方式及方法層出不窮。教學方法的發(fā)展變化是通過不斷改革實現的，現代教學方法的改革是對傳統(tǒng)教學方法的揚棄，繼承好的方面，放棄不合時宜的。因此在實踐教學的課程改革中尋找一種或多種較為適應的教學方法是時代的迫切需要。而cdio工程教育模式的科學性及進步性已得到驗證及證實，它將為教學方法的改革提供必要的理論支撐。在本次實踐教學改革環(huán)節(jié)中，將綜合運用多種教學手段實現教學方法的改善與革新。3.1分組教

11、學在整個教學過程中采取任務組的形式。全班學生根據自身特點自由組合成若干個任務組，一般任務組人數控制在四五人，每組選出一個任務組長，若干組員。組長的任務包括：任務前期規(guī)劃；完成任務確定、人員確定與分工（充分發(fā)揮每個學生的興趣愛好與特長）；制定時間分配、工作計劃表等；在任務實施過程中及時了解每個組員的設計進度情況，完成組員之間或不同小組之間的溝通與交流，促進同學之間相互學習、交流；在項目評估中客觀評價組內每個成員的工作表完成情況。組員則擔負著產品開發(fā)、產品設計及推廣、產品調研、產品試制等一個或多個不同的任務及角色，在組長的帶領下完成其配額任務。教師在任務實施過程中充當顧問的角色，對學生提出要求和正

12、確引導，調動學生的學習主動性，提供學生解決問題的條件。采用分組教學不僅可以增強學生的團隊協(xié)作能力、團隊意識和集體榮譽感，而且可以深度挖掘學生的領袖意識和領導能力，對學生的人格塑造具有重要的作用。3.2互動式教學在產品或項目開發(fā)環(huán)節(jié)，將采用互動的教學方式。由教師定期組織學生進行階段工作匯報，總結歸納當前階段任務的完成情況及出現的問題。通過學習小組內部的交流討論，一方面拓寬學生眼界，改進設計手段及學習方法，另一方面促使學生自己發(fā)現問題，找到設計缺陷并加以解決。同時互動教學能充分提高學生的團隊意識，利用集體力量解決自身的問題，讓學生體會到團隊的力量，使其更好地融入團隊。對于組內討論有爭議或短時間難以

13、解決的問題，教師可以引導學生查閱相關資料，并擴大討論范圍，進行組外討論。組外討論采用學生自述、答辯、共同討論的形式進行，通過與其他小組進行交流討論強化學生的質量意識和競爭精神，從而促進相互學習和共同進步。在此過程中指導教師需要及時檢查、指導、點評學生的工作表現，對完成較好的學生除了贊揚和肯定外，也要鼓勵其精益求精防止滋生自滿情緒；當學生表現一般或設計存在問題時，教師要以正面引導為主，積極肯定設計中正確的部分，針對錯誤或缺陷要循序善誘，適當地提示解決問題的方法和經驗，鼓勵學生克服困難最終戰(zhàn)勝困難，解決問題，不能挫傷學生的設計積極性。3.3啟發(fā)式教學理論教學環(huán)節(jié)中對每個學生及團隊的設計任務有針對性

14、地講解必要的基礎知識，重點問題、核心問題要講深講透，提高學生學習效率。講授方式可以采用提問的形式，使得學生更加主動地豐富知識，啟發(fā)學生思考。在具體項目實施過程中，教師的指導不應是告訴學生先做什么，后做什么，該怎樣做；不能從一開始就給出答案和解決辦法，這樣會挫傷學生的積極性、主動性，還會使學生產生依賴感。當學生遇到困難時教師不是向學生直接提供問題的解決辦法，而是通過引導、提示、激勵等方式方法引導和啟發(fā)學生或團隊，使學生通過自身或小組的共同努力對問題深入思考和研究、討論從而解決。當難題解決后學生必將獲得極大的成就感，這種方式能夠激發(fā)學生自主學習的興趣及愛好，培養(yǎng)學生獨立思考的能力及挑戰(zhàn)困難、克服困

15、難的決心與勇氣。3.4鼓勵自主創(chuàng)新這種鼓勵創(chuàng)新不應局限于口頭鼓勵和提倡，在后期的成果評定及評分中要重點關注。對于產品設計中采用的新知識、新技術、新結構、新材料等應給予積極肯定和推崇，并在成績方面給予關注和提高。同時積極開展課外教育，鼓勵學生參加社會實踐，鼓勵學生參加各種設計競賽和及創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，并承擔好項目申報及項目指導等工作。同時指導學生充分利用網絡資源進行網絡課程學習、網上交流及專題討論，利用網絡查找解決方案，提高學生的科研能力，活躍學術氛圍。4.實踐教學考核方式改革目前很多實踐教學的考核機制大都只針對最終交付的設計結果，簡單地以出勤率作為過程考核，并缺乏有效的反饋機制。實際上，考核的目的

16、不是簡單地給出成績，其根本目標是促進學生完善和提高。因此在任務評估過程中，學生通過成果展示、自我評價、相互評價等方式必將促進學生相互交流，使其對知識的理解，應用的技能水平及表達能力得到充分提升。因此本實踐教學改革注重多元化的考核方式，通過設計成果考查學生的知識掌握和應用情況；通過任務實施過程中的個人表現考查學生的團隊合作能力和創(chuàng)新意識。實踐教學考核體系包括三個部分：自我評價；相互評價；結題答辯。在自評過程中，首先由學生組長進行任務總結，每名組員自述在任務過程中的完成情況及表現，并為自己在任務過程中各方面能力的提升評分。在互評過程中，組內成員要對合作伙伴的表現進行客觀評價，同時其他組同學將以評委

17、的角度為其在工作中的表現評分。答辯中教師將在學生陳述后對其提問，按照學生的答辯表現和工作完成情況給予相應的答辯成績。最后要求上交研究成果，內容包括：設計任務書、產品設計日志、相應的工程圖紙等。通過以上考核方式，不僅有利于學生各方面能力的提高，而且能客觀、有效地評價學生知識水平及應用能力，還能對學生的各方面能力進行全面的評估考察，如下圖所示。同時這種考察機制還能夠從學生的角度得到將此次教學改革的成果反饋，有助于教學質量的提高及教師教學能力的促進。5.結語本實踐教學改革以cdio工程教育理念為指導，以團隊任務為核心，采用多種教學方法對實踐教學環(huán)節(jié)進行新的探索。教學過程中注重實踐，充分發(fā)揮學生的主觀能動作用，培養(yǎng)學生獨立分析問題、解決問題的能力和團隊意識及團隊協(xié)作能力，塑造學生的獨立人格。改革中引入有效的考核機制，有效評價學生的實際工程能力及工作完成情況，從而有利于培養(yǎng)真正具有實際工程能力的創(chuàng)新型工程人才。參考文獻：1穆磊，陳建英，謝盈，等.cdio理念在物聯網工程專業(yè)課程教學改革中的實踐探索以r