基于CDIO工程教育理念的数学基础课教育模式研究

张雷++蒋伟++向荣艳

摘要：在国家“大众创业、万众创新”实施创新驱动发展战略、深化高校创新教育改革的背景下，传统数学教育模式越来越凸现出学生创新意识和创新能力培养方面的局限性，学生学习缺动力，创新欠活力。本文介绍了CDIO工程教育模式的先进性，提出了基于CDIO工程教育理念的数学基础课教育模式研究，验证了新的教学模式的可行性，分析了对教师和学生能力提高的有效性。

关键词：CDIO工程教育模式；教学模式

CDIO工程教育模式作为国外目前最受追捧的教育改革模式，其核心内容是国际工程教育改革的发展方向。传统的教育模式局限性越来越明显，急需要新的方式加以改进。CDIO工程教育理念是将“学数学”改为“用数学”的集中概括和抽象表达。

数学公共基础课教育的重要性：

数学公共基础课是所有理工科类高等院校各专业最重要的公共课程，因为其基础性和适用性，一直是高等学校几乎所有专业的基础课程，它所提供的知识、思想、方法都对后续课程的学习起着非常重要的作用，也对培养学生的各方面能力，包括发现问题、解决问题能力、建立数学模型能力等，对高等学校的培养人才目标起着举足轻重的作用，数学教学质量的高低将会直接影响到各专业学生的培养质量和综合素质。

数学公共基础课程都是针对大一、大二的低年级学生，包括了高数、线代、概率这三门重要基础课，因此对其改革研究是课程体系改革的重要组成部分。几乎所有相关的院系都要求自己的学生应获得扎实的数学基础知识，而深厚的工程技术基础知识是工程教育的基本目标。

CDIO创新工程教育模式：

在教学活动中，CDIO创新模式教育理念将打破“以教为主”“算数学”的传统数学教育桎梏，解放思想，以“用数学”为教学向导，培育学生学习兴趣，将压力学习转化为动力学习，驱动学生学习动力和创新活力的良性发展。

目前，正值提高本科质量工程之际，如果能探讨基于CDIO工程教育理念与基础课程的教学改革将对提高本科教学质量起到关键性的作用。

教学设计的CDIO标准：

首先，进行改革模式创新建设前，确定好具体教学目标。可以考虑分别从掌握知识目标、锻炼素质目标、培养能力目标这三个方面进行规划，达到培养学生获取相关有用知识的能力、运用相关知识解决相关问题能力、达到团队协作共享知识解决项目的能力以及发现新的知识、与外界交流知识的能力。充分发挥课程设计在培养学生综合能力方面的基础性作用。

进一步明确数学公共基础课程的地位和作用，从大学生的学习特征、认知规律以及教育规律出发，制定了大一、大二学生在数学基础课程学习阶段必须掌握的知识、能力培养目标以及水准，并培养、锻炼学生将学习到的这些能力目标具体落实到解决各项问题中去。

CDIO创新模式教育理念还将在具体实施中，根据情况的变化采取灵活的方式进行及时修正，适应任何时期、任何需求，真正做到成功运作，解决尽量多的问题。

教学方法的CDIO标准：

尝试把数学授课过程中部分问题的学习做成学习项目让学生参与其中，项目的实施按照CDIO模式进行。共分四个阶段实现：

构思：任务构思与分解阶段：学习任务是以小组为单位完成的。各班同学自由组合，三人为一组组成学习小组，各小组选出小组长负责组织学习活动。讨论项目完成的可能性以及最终成果形式。同时，教师提供方法指导，包括目标、内容、形式以及评估方法等。

设计：分组进行方案设计阶段：教师指导每个小组讨论设计自己的实施方案，让学生在完成任务的过程中体会相关知识，真正体现“做中学”。要了解各小组成员的特点，包括性格、语言技能、爱好特长等，进行合理分工，充分发挥每个成员的积极性，以确保任务的完成。

实现：任务实现阶段：实现阶段非常关键，任务的完成需要各小组成员的通力协作。小组成员相互信任，共同努力，完成项目任务。

运作：成果展示阶段：做出来容易，成功展示还是必须的，我们得想法让别人对我们的成果认可。各小组认真总结，相互讨论，积极改进。

在课堂教学中，应将课本中的理论知识与实践相结合，将所讲的知识点以解决工程实践中的问题引出，引导学生积极的分析问题和讨论问题，找到解决问题的相关思路和方法，保证顺利将新的知识传授给所有学生，这样学生可以及时理解新内容的工程应用，增强学生的学习积极性，也可以提高学生解决相关问题的能力，进一步激发学生的学习兴趣。

能力评价的CDIO标准：

教师和学生是CDIO创新模式教育理念的主体，能力评价分为学生的学习能力评价、教师的教学能力评价以及教学项目实施能力评价。教师、教育理念、学生是一个有机的整体。教学团队针对不同的教学环境，设计的多种教学模式，形成了“用数学”的多中选择，满足充满学习动力和创新活力的学生群的各种学习要求。在此动力下，学生群与课程模式形成数学教育的正向反馈，使得整个数学教育良性循环，实现驱动学生学习动力和创新活力的培养目标。

教师要善于采用多种教学策略、教学方法和教学手段来启发学生的创新思维，激发学生的学习潜能，促进学生心智发展，鼓励学生利用媒体、网络、第二课堂等多种社交途径，收集与项目主题相关的知识，进行项目研究，培养学生的团队协作精神和创新能力。任课教师对自己的学生需要了解，对所授课专业以及专业发展前景都需要有所了解和把握。这样在具体的教学过程中才能灵活掌控。

CDIO创新模式教育理念提倡开展数学活动时创设情境，激发学生主动参与学习的方式。抓住学生好奇，好动，好胜的心理，创设一定的活动情境，把数学上一些抽象，难以理解的知识融于其中，引导学生亲身体验、分析表述，进而逼近定义。内容更容易被学生所接受和理解，使学生在生动活泼，富有情趣的活动中接受知识，从而达到寓教于乐的目的。

参考文献：

[1]周庆新等.CDIO模式下高等数学与理工专业其它后续课程的教学探讨【J】.《大学数学》2011，27（1）：26-28.

[2]董洋溢等.基于CDIO模式的课程教学设计与实践【J】.《中国教育技术装备》2015，（1）：59-60.

[3]张香云等.普通高校公共数学课程分类分层模式优化研究【J】.《大学数学》2011，27（4）：11-14.