基于CDIO理念的人才培养模式研究与实践

史艳国等

摘要：随着社会对工程技术人才要求的不断提高，高校工程技术人才培养模式的改革也势在必行。以燕山大学机械电子工程专业为例，介绍了将“三级项目”与课堂教学相融合的改革模式，分别从体系的构建、评价机制的制定、项目的实施和最终成效等方面进行了详细阐述，力求简单准确的将改革的理念呈现给读者，以便给同类高校的工程技术人才培养和人才培养模式改革提供借鉴。

关键词：三级项目；CDIO；人才培养模式

中图分类号：G642.0文献标识码：A文章编号：10054634（2015）05007705

0引言

国家对创新型工程技术人才的迫切需求，促使高等教育的深刻变革。因此，开展地方高校工程人才培养模式改革研究，提出相应改革举措，是落实科学发展观，开展自主创新，建设创新型国家实现中国梦的客观需求。燕山大学机械电子工程系基于CDIO工程教育改革，提出以能力为导向，项目为载体，知识学习与能力培养并重的工程技术人才培养模式，探索出一条创新型人才培养的新道路。

国内外基于CDIO的工程技术人才培养模式改革

汕头大学基于CDIO开展探究式教学改革，摒弃了学生过分依赖教师和教材的传统模式，转而重点突出学生学习的主动性。云南大学软件学院把CDIO的普遍原理同软件生命周期相结合，创立了适合培养软件工程师的SECDIO课程体系。MIT将原有的实验室进行修整，建立了复杂系统实验室。将CDIO生命周期中的构思、设计、实施和运行中的每个环节设置到特定的工作区，以便整个团队协同合作，充分体现了空间上的便利性。瑞典皇家工学院航空与运载器系为两个不同专业定制了设计—实现项目，将项目成员分成小组，每个成员既要对自己承担的技术负责还要对整个项目的管理和进展负责，实现了将CDIO的理念融合于设计—实现项目中的目标。

基于CDIO理念的机械电子工程专业人才培养模式

三级项目体系的构建

[JP2]基于CDIO工程教育理念的指导，燕山大学机械工程学院机械电子工程系按照创新创业型工程师培养目标要求，遵循“知识学习与能力培养并重”的指导思想，以专业能力和行业需求为背景，构建了‘以岗位技术需求为导向、工程能力为目标、项目实施为主线将理论学习、实验实践教学、项目实施、实习及实训有机融合的一体化课程体系，贯穿这个一体化课程体系的主线就是丰富多样的项目。

整个项目体系包含紧密关联的三个层次的项目：包括以单门课程（或两门课程联合）基础知识应用为主旨的三级项目，基于团队的以多门课程知识有机融合为目标、能够充分体现构思—设计—实施—运行整个过程的二级项目，以专业知识综合应用与创新为主旨的一级项目。

三级项目设置于专业基础课和专业课程内，也可以作为一级项目或二级项目的子项目，多数项目为教师从其科研项目中提炼的，旨在加强学生对该门课程核心知识或技能的理解和运用。

二级项目旨在加强学生专业核心能力的培养，通常将多门专业核心课程内容相结合，并与三级项目相关联，是多门课程联合设立的基于团队的项目。二级项目和相关联的每个三级项目具有独立的研究设计内容、考核节点、考核评分标准，设计报告和演示汇报等。具有比较充分的项目实施时间，可以构建一系列水平较高并基于团队的专业研究项目，学生可以完成一个项目的构思、设计、实施、运行（CDIO）的整个或主要过程。

新的培养方案中包括两个一级项目，即创新与特长教育和毕业设计。创新与特长教育一级项目设在第一学年，旨在使学生初步建立起“机械工程”的概念，增强对机械工程的兴趣；毕业设计一级项目主要是让学生参与教师为企业开发的新产品或关键技术改造的项目，或者是企业的下一代产品研发。培养学生综合运用专业知识和技术（包括人文社会科学和工程管理知识）解决工程问题的能力和创新能力，培养学生综合全面的能力与素质，如图1所示。

上述三个层次的项目前后紧密关联，与各个教学环节紧密衔接，环环相扣，并从课内延伸到课外，从易到难、从宽泛到专业分层次进行，涵盖了专业基础知识和各专业方向的核心知识体系，整个项目式体系的实施过程就是一个学生知识学习与能力培养的过程，如图2所示。

各类内容丰富的项目（尤其是基于团队的综合项目）的实施激发了学生主动学习的热情，使学生更加扎实地掌握了本专业的基础知识和专业知识，有效培养了学生的工程实践能力，主动思考与探索能力、创新意识与创新能力、分析与解决问题能力、文献检索和综合能力、人际沟通与思想表达能力、团队合作精神等，高水平的课程项目也为学有余力的学生提供了广阔的个性发展空间。以项目为载体，通过课程教学、实践教学与多层次项目的有机融合，体现了知识、能力和素质一体化的创新创业型工程人才培养新思路。这是机械工程学院通过引进消化吸收而自主再创新的一种项目式工程教育模式，为地方高校培养高水平工程人才探索出一条新路。

2.2评价机制的改革

与此同时，机械电子工程专业还建立了注重过程和综合能力素质考核、全过程管理的课程考核评价体系及机制。将学生课堂出勤、平时作业、实验成绩、讨论课、课程项目、随堂测验、结课考试等多个环节均纳入课程的考核指标体系中，综合考核学生的知识、能力、素质，对学习过程进行全过程管理。

改革后的考核方式规定，课程的总成绩包含平时出勤、作业、实验（或上机）、讨论课、课程项目和结课考试等六部分内容，前五项的成绩权重最高可占总成绩的70%。该项改革将学生在课程学习全过程中的表现和态度均纳入考核范畴，促使学生把更多的精力投入到学习的过程中，对学生的学习态度、知识的掌握、能力与素质的提升等做出更加全面合理的评价。

三级项目采用PPT演示汇报或书面报告的方式验收。二级项目和一级项目则采用演示汇报和书面报告加节点考核方式的验收，确保学生按照项目计划按时完成项目内容，并能科学、合理、完整地培养考核学生的能力和素质。以毕业设计为例，该一级项目设置了三个考核节点，第一节点为开题考核（权重20%），设置在第四周末；第二节点为中期考核（权重30%），设置在第十周末；第三节点为结题答辩考核（权重50%），设置在第十八周末。每个节点均采用PPT演示汇报方式，结合报告、论文、图纸及其他相关资料进行综合答辩。作为一种全过程管理模式，节点考核方式既能保证学生在整个项目周期都能够全身心投入，又能对学生的能力和素质做出科学合理的评价。

2.3创新实践教学模式

结合创新创业型工程人才培养的实际需求和先进的国外经验[[KG-*6]4][KG-*6]，根据机械电子工程专业自身特点，大力压缩了理论授课学时、增加了实验和实践教学学时，将主要的实验或实践教学内容融入到课程项目的实施之中，大幅提高了实验与实践教学的内涵与水平，同时为课程项目的实施提供了宝贵的计划学时。通过课程项目实现了理论教学与实验和实践教学的有机融合，形成“基础实验、综合性实验、与项目结合的实验、工程实践”四层次、分阶段、循序渐进的实践教学模式，如图3所示，形成了独具特色的实验和实践教学模式。

第一层次—基本实验，旨在对学生进行基本的实验训练，使其掌握实验的基本方法和技能。通过实验进一步强化学生对理论课程相关内容的理解，帮助其巩固和提高理论课的学习教学效果，培养学生的动手能力；

第二层次—综合性实验，旨在培养学生的实践能力、创新意识和创新能力，主要包括综合型和设计型实验，如机械拆装实习、专业综合实验等；

第三层次—与项目结合的实验，这类实验并不单独开设，而是随三级项目、二级项目一起进行，学生自己设计实验内容，将所学的知识应用于项目研究中，并且在实验室进行实验研究，旨在培养学生分析问题和解决问题的能力；

第四层次—工程实践，旨在培养学生综合运用所学知识进行创新性设计的能力，锻炼学生的动手能力和交流能力，提高学生的创新能力和团队协作能力，了解企业文化、培养学生的工程师素质。工程实践包括工程训练、生产实习、企业实践、毕业设计等产学研相结合的一级项目、专业课程设计等综合型二级项目以及各类竞赛和课外实践项目等。

四层次、分阶段、循序渐进的实践教学体系，将理论教学、实验教学、项目实施、实习及实训有机结合，并延伸到大学生的课外科技活动，形成了系统性、整体性、关联性协调统一的大实践教学模式。

2.4改革成效显著

学生在基于项目式课程体系的教学改革中收获良多，通过改变教学方法和考核评价机制，使课堂成为学生为主体、教师为主导的师生互动平台，课堂气氛活跃，充分调动了学生全程参与课程教学的积极性，激发了学生参与教学活动、主动探索思考的兴趣，锻炼了学生的动手能力、创新能力、自学能力与团队合作能力，全方位提升了学生的素质，各门课程出勤率、平均成绩以及课程设计、毕业设计质量也均有明显提高。

在课外实践方面，将课程理论学习与实践教学紧密结合，鼓励学有余力的学生参加课外实践活动，学生科技作品多次在校级、省级乃至国家级的学生科技作品竞赛上获奖。学生就业方向广泛，就业形势一直在学校内保持领先水平，毕业生深受企业欢迎，近几年学生一次就业率始终保持在97%以上。

3结束语

三级项目式教学与以往传统教学模式相比有了较大改观，通过不同专业课程中项目的层层递进，帮助学生加深了对课程的理解，逐步培养了学生的工程实践思维；通过评价机制的改革，增加了实验过程所占的比重，促使学生更多的将功夫下在平时，从而有助于对知识的理解和消化吸收；通过创新实践教学模式，逐渐培养了学生主动思考与探索求知的精神，使学生的创新创业能力得到普遍提升，工程实践能力更加突出，人际沟通与思想表达能力显著增强，团队合作精神得到充分养成，使他们能够更清楚的认识自己，并为今后的职业发展奠定坚实的基础。总而言之，CDIO项目教学改革的成功实现了从重知识到重能力、重理论到重实践、重结果到重过程的转变，也为同类院校CDIO项目式改革提供了借鉴。

参考文献

[1]胡文龙.基于CDIO的工科探究式教学改革研究[[KG-*6]J[KG-*6]].高等工程教育研究，2014（[KG-*6]1）：163168.

[2] 李彤，张璇等.SE-CDIO工程教育模式的探索与实践[[KG-*6]J[KG-*6]].高等工程教育研究，2014（[KG-*6]1）：5257.

[3] Edward F C，Johan M.Rethinking Engineering Education： the CDIO Approach[4].顾佩华，沈民奋，陆小华，译.北京：高等教育出版社，2009：135142.

[5] 易军，周伟，张元涛.面向CDIO理念的物联网工程专业实验体系[[KG-*6]J[KG-*6]].实验室研究与探索，2014，（[KG-*6]23）：159161.