基于CDIO模式的创新教学实验平台构建

杨迎新 赵贺明

摘 要：文章通过对高职高专院校实验教学现在及存在问题的分析，结合较先进的CDIO教学理念，提出了高职高专院校应重点培养学生的“创新能力、独立能力、应变能力、协作能力”，构建了基于CDIO模式的教学实验平台。并通过在本校实践，进一步分析了实践效果。

关键词：CDIO；实验平台；创新

近年来，在高等院校教育模式改革上，CDIO模式是国际工程教育改革的最新成果，是符合当前教育发展的一套教育改革体系。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所大学组成的跨国研究，经过4年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。CDIO教学模式强调以工程项目的研发为主线，培养学生主动学习的能力，同时注重培养合作意识和沟通能力。目前国际上有很多著名大学都采用了CDIO教育模式，取得了良好的效果。国内大约从2006年开始，以汕头大学为龙头，开始学习研讨CDIO教育模式，目前国内也有多所大学实施了CDIO教育模式，并将成果进行推广。本文是在华北理工大学教学改革项目（项目名称：基于CDIO模式的电气自动化技术专业创新教学实验平台的构建，项目编号Y1395-65）的基础上，总结整理而成，目的是希望能促进学生工程能力的提高。

1 CDIO教育理念与CDIO教师的培养

CDIO教育模式以学生的工程实践能力为培养目标，强调将课程学习与项目设计实施联系起来。CDIO教育模式将培养目标融入整体教学环节中，将工程实践能力培养具体落实到课程和课外实践环节，主张将课程的实验教学、课程设计、毕业设计等环节都应该从具体实际出发，然后上升至理论，最后再回到实际操作中，以创作产品或项目成果为最终的教学目标。以工程项目从调查分析、设计研发、运行维护的生命周期为主线，通过项目设计将整个教学课程体系系统地、有机地结合起来，学生主动参与到课程的各个教学环节中。

CDIO的核心内容主要是制定教学大纲和教学改革评估的12条标准。CDIO教学大纲是教学的评价和参考纲要，是对人才培养目标的详细描述，大纲按照学科知识、工程师职业能力、团队工作与交流能力和在企业与社会环境下的工程综合能力4个层面，对工程师应具备的知识和能力进行了重点描述，要求教学体系以综合培养的方式使学生达到这4个层面的要求，从而形成了具体化、可观测、对学生和教师都具有重要指导意义的目标体系。CDIO的标准是对培养方法的具体指引，是对CDIO教学改革模式的评估标准。

根据CDIO教育理念，要逐步形成以教师为引导和以学生为主体的思想，打破原有的教学模式，使教师从教育者转变为引导者。在教学中，要打破课本原有课堂教学方式，采用以项目或案例作为知识的引导，激发学生的学习兴趣，由项目或案例去引导学生主动发现问题、分析问题和处理问题。因此要构建CDIO模式的教学平台，就要有具有CDIO能力的教师。首先在课题组内部选择3名骨干教师，重点培养教师的CDIO教学思维。首先教师要结合主讲课程，学习CDIO的12项标准，学习其他高校实施CDIO教学模式的经验，然后结合教师的现有科研水平，积极与企业联系，寻找企业现有的项目作为教学的素材，然后与企业合作，共同开发企业创新项目。最后修订学生的培养方案，挑选3门专业核心课程作为试点，制订新的课程教学大纲。

2 CDIO创新教学实验平台的构建

CDIO教学模式强调在构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate）项目的过程中，学习工程理论并加以实现。CDIO的12项标准是对培养方法和平台构建的具体指引。CDIO的12条标准分别考察专业培养理念，课程计划的制定，设计实现，教与学的方法，教师提高以及考核和评估。对照12条标准，借鉴国内外高校实施CDIO的经验，以社会需求为导向，将CDIO项目分为3个等级：3 级项目是为单门课程而设的项目，主要目标是增强对相关知识的理解和对相关能力的培养；2 级项目是包含一组相关核心课程、能力要求的项目，多为涉及多门课程的综合性实验项目；1 级项目为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目，多为与本专业知识体系相关设计创新性项目。组织学生在不同的学习阶段，参与不同类型的项目。其中项目的构思（C）是一个非常重要的阶段，教师要帮助引导学生去寻找合适的项目，为学生提供机会到企业去参观，鼓励学生自己提出“创新设计项目”。项目的设计（D）是工程实践的精髓，学生要在开放的实验室中将构思方案变成工程描述，包括设计、建模、仿真等过程。项目的实施（I）要在学校的硬件资源平台上实现，项目是团队成员分工、协作共同完成的，每个人都有自己负责的任务，都必须了解项目的目标。项目运行（O）主要是要做好项目的运营及后期的维护，同时也要做好项目的展示工作。

首先挑选3门专业主要核心课程，强化基本理论知识，制定单门课程内的3级实验项目；然后以多门课程群和相关能力为基础，制定多项综合性的2级实验项目，学生可以从中选择1项来完成；最后结合企业和社会环境以及教师现有项目，有选择的让学生参与到教师的科研，或者企业的实际项目，即让学生参与到1级项目，跟踪1级项目从需求分析、方案制定到最后实施维护的全过程。通过这3级项目的研发，将核心课程与专业统一起来，并结合学生的自我更新能力、人际和团体交流能力以及企业和社会环境下的产品的构思-设计-实施-运行能力一起进行系统的培养。课程中的实验项目与教学内容紧密结合，相互统一，从而培养学生学习、应用知识的能力和工程实践能力。项目的内容随时更新，并且对于每个项目，都制定了严格的考核和评价体系。

首先为每一门核心课程制定课程教学大纲，课程大纲明确学生应掌握的知识和能力，明确指出学生应该能够做什么，通过学习会做什么，然后规划如何使学生学到这些知识和能力，最后要指出如何考查学生的知识和能力，并明确教学、实验、实习、作业以及项目的安排。大纲中除了列出本门课程的知识点之外，还明确指出了学习本课程所应达到的能力目标，在教学环节的安排上多采用项目教学法，以适当的教与学过程保证这些目标确实落到实处。对于2级和3级项目，制定了项目的具体要求、实施基础、思路引导、评价体系。例如，对于"电工电子学"这门课程，首先设计多个小项目，在教师讲授的过程中多采用项目驱动法，课后的实验环节更是设计了较多的综合性和设计性实验，在课程结束后，安排了电子实训和电子设计竞赛，并在竞赛考核中，要求学生首先根据要求提交设计方案，方案合理后开始制作环节，制作完成提交设计报告和制作作品，进行分析总结，最后进行答辩。教师根据制定的评价体系对学生的竞赛作品进行评价，给出成绩。对于1级项目，目前确定了两类，一类是鼓励学生参加较高级别的竞赛，如飞思卡尔智能汽车大赛和全国大学生电子设计竞赛，直接以参赛成绩作为竞赛的评价结果；另一类是参与教师或企业的科研项目，以项目的验收或者论文的发表作为评价结果。

3 实践成果分析

通过选择3门专业主干课，结合课程实验、课程设计、专业实习、顶岗实习等教学环节，将CDIO工程教育理念运用到多个教学环节中。经过一个阶段的项目实施，激发了学生的学习兴趣，开阔饿了学生的创新思维，提高了学生解决问题的能力。应用CDIO工程教育理念，能够更好地培养学生的创新能力，给学生潜能的发挥提供一个广阔的空间。组织学生进行讨论，而答案不再是唯一的，而是多样化的；答案没有最好的，只有更好的。应用CDIO工程教育理念，能更好地培养学生独立的工作能力，教学中采用了项目教学法，大大地提高了学生独立工作的能力，按照项目教学法的要求，所有操作环节都由学生独立完成。学生独立地完成信息获取、方案制订、方案实施、信息反馈、成果评价，通过再三的训练，碰到新任务时，就会得心应手，不再束手无策了。应用CDIO工程教育理念，能更好地培养学生的应变能力，小组内学生分别承担不同的角色，面对不同的对象，在瞬间做出回答，不断地出现新的情境，不断地作出新的应答，从而大大提高了学生的应变能力。应用CDIO工程教育理念，能更好的培养学生团结协作的能力。

4 结语

CDIO工程教育改革是一个全面、系统的改革。具有明确的培养定位、详细的培养目标和全面、系统的培养方法指南，教育改革需要长期努力、逐步提高。本文紧随国际国内先进的教学理念，将CDIO教学模式应用到专科院校中。与目前本科学生相比较，专科学生理论知识比较欠缺，但是动手能力比较强，并且团结协作的能力比较强，更适合应用CDIO教育模式。CDIO教育模式提倡“做中学”，将教师的科研项目、企业的实际产品与学生的课程结合起来，不仅可以增加教师的科研意识，更重要的是使学生及时了解企业的需求，使学校所学与企业所需紧密结合。

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Construction of Innovative Teaching Experiment Platform Based on CDIO Model

Yang Yingxin， Zhao Heming

（Qianan College North China University of Science and Technology ， Qianan 064400， China）

Abstract： Through analyzing of higher vocational experimental teaching in colleges now and existing problems， combined with the more advanced teaching idea of CDIO proposed higher vocational colleges should focus on training students "innovation ability， independent ability， strain capacity， collaboration， is constructed based on CDIO teaching experiment platform. And through the practice in the school， further analysis of the practical results.

Key words： CDIO； the experiment platform； innovation