基于CDIO理论的独立院校创新人才培养

钟 诚，徐陶

（武汉科技大学城市学院，武汉 430083）

一、CDIO教学模式及其发展

CDIO教育模式是由美国麻省理工学院以及瑞典皇家工学院等四所高校为了解决工程教育中的问题而提出的，其主要目的是为了解决如何培养为现代社会培养满足社会需求的工程人才。CDIO教育理念认为，当前社会中一个合格的工科大学毕业生应当在工程实际中具有构思、设计、实现和运行复杂的具有附加值的工程产品、过程及系统。因此，CDIO教育模式以现代工程实际项目为背景，将学生的专业课程与构思（conceive，包括产品的需求分析、技术及企业管理方法）、设计（design，主要包括工程设计以及实施方案等）、实施（implement，主要指将设计图纸转化为实际产品的过程，包括制造、解码及测试等）和运作（operation，主要指对产品的生命周期进行管理，包括对系统的修订、改进和淘汰）过程相结合，培养满足社会生产需求的工程毕业生[1]。

我国在2008年成立了《中国CDIO工程教育模式研究与实践》课题组，开始根据国内高校的实际情况对我国工程教育改革情况进行调研，并指导有关院校开展CDIO工程教育模式试点，且已取得一部分成效[2]。

二、独立院校的创新人才培养现状

近年来，由于经济发展和就业因素的原因，国家和社会对于大学生创新创业越来越重视。国内出现了大量的各类大学生创新创业相关的比赛。培养大学生的创新创业能力对于独立院校来说是十分重要的，这不仅能够提升独立院校学生就业的综合竞争力，同时也能够通过学生的创业实现就业。但独立院校相比与公办院校有较大的不同，首先，独立院校往往限于自身条件等因素，没有良好的硬件与软件基础设施，没有较好的创新平台；其次，独立院校在各项制度上缺乏在制度上创新的勇气与实力[3]。因此，在培养大学生创新创业能力上往往只注重形式，或者是以少数学生参加创新创业比赛得奖的成果来衡量对学生创新能力的培养，而没有从学校和学生个人的实际情况出发来对学生进行综合能力的培养。

三、CDIO教学大纲与创新人才培养

1.CDIO大纲。根据现代工程实践准则以及对人才培养目标分析的基础上提出了CDIO的大纲。从技术知识和推理、个人能力及职业能力和态度、人际交往能力，以及企业与社会环境下构思、设计、实施、运行系统的能力这四个方面对所培养的人才进行评价，并对这四个大类目标进行了细化，提出了各个大类下的二级和三级指标，共包含了四大类17条70点[4]。

2.CDIO大纲与创新人才要求之间的联系。创新人才是相对与传统人才的一种人才类型。其具有以下四个特点：一是知识面开阔，并且具有自己的专长，知识面既有专的深度，又具有博的广度；二是具有很强的创新性学习能力，进行自主的、探索性的学习；三是个性鲜明，思维方式独特；四是意志坚强，具有很高的成就动机[5]。CDIO大纲中第一大类的技术知识与推理能力是创新人才所必需具备的基础专业知识。第二部分的工程思维、科学思维及系统思维，从问题的发现到提出假设验证，并最终解决问题的过程正是创新的过程。大纲的第三和第四部分都是在现代企业环境中实现创新的必不可少的条件。从上可以看出，创新人才的教育与CDIO大纲的培养目标是一致的。基于CDIO培养模式来进行创新人才的培养，正是当前高等教育改革的趋势[6]。

四、CDIO教育模式的实践与探索

武汉科技大学城市学院机电自动化专业在创新人才培养模式进行了一些尝试。该专业对学生培养的目标为，以实践为基础，培养面向工程的具有专业知识以及管理能力的一线工程师为培养目标，并探索培养综合素质高、实践能力强并具有宽广知识面的综合性创新人才。专业教师选择一部分学习基础较好的学生，通过整合学校资源，在原来的培养方式外，以寻求企业合作，创新竞赛等方式，引入构思、设计、实施、运行项目（CDIO项目）。引导学生对本专业课程的学习，并通过项目的开展学习并体验团队合作，承担责任以及职业精神等素质。

1.人员的选拔与团队的建设。由于限于客观因素，不能对整个专业的学生进行培养，因此首先要进行人员的选择。人员的选择条件着重考虑三个方面，一是基础知识，二是学习能力，三是学习态度。在选择人员的方法上可以采用布置任务的形式，对学生的基础知识，学习能力以及逻辑思维能力等方面进行考核。另一方面，在同学间的交流中可以发现学生的优点，根据学生不同的特点，在平常参与项目的同时进行有针对的培养。人员选择完后要进行分组，一般5—7人一组。在分组过程中要充分考虑到团队中各个成员的特长，使团队的能力比较全面。根据团队的不同情况，在日后的实际项目开展过程中，需要对团队中的队员进行不同方面的培养。

2.项目的实施与人员的培养。自动化专业本次引入的项目为“风道管道清扫机器人”。在构思方面，首先团队成员对该产品的市场情况、产品定义以及产品可行性规划、产品功能进行调研，提出对产品结构和功能的需求和定义。在设计方面，利用应用工程力学、机械工程基础等学科的知识进行机器人的结构设计。利用单片机、PCB绘图以及电路等相关课程的知识进行控制系统部分的电路设计与程序编写。在实施方面，团队内分工合作，发挥自己所擅长的知识。采用3D打印制作非标件，焊接调试控制电路板，利用Android编写手机控制端程序。在运行方面，所有部分进行分部测试，最后完成样机组装以及测试。让学生在团队的气氛中充分感受团队的重要性。在以上过程中，技术难题是一定会碰到的，为了保证项目能够成功，专业教师通过寻求企业合作，让企业也参与到项目实施中，同时也让学生真正地参与到实际工作中去。

3.人才培养的结果。本次参与的“风道管道清扫机器人”项目，在全国“挑战杯”大学生课外创作科技大赛中获得了湖北省一等奖，并获得了发明专利一项。参与项目的7名学生中，除考研的学生外，其他学生均已在合作企业中从事相关的设计岗位。

五、结语

在经济与技术不断发展的今天，传统的大学教学模式已经越来越不适应当前企业对人才的需求，而CDIO教学模式的引入有助于解决这个问题。尽管目前CDIO教学模式出现的时间并不长，但已具有一定的成效。而独立院校由于其特点，需要从小规模的试点开始，逐步探索出一条合适的创新人才培养方案。

参考文献：

[1]康全礼，丁飞己.中国CDIO工程教育模式研究的回顾与反思[J].高等工程教育研究，2016，(4)：40-46.

[2]詹华伟，张瑜，高金辉.基于CDIO的电子信息工程专业实践教学模式的构建与实施[J].实验室科学，2016，(1)：6-9.

[3]胡兴志，丁飞己，王纪坤.从CDIO教学大纲变动看CDIO课程改革[J].高等工程教育研究，2015，(3)：189-192.

[4]钟寿仙，张瑛，郭绍辉.MPC-CDIO教育教学模式的探索与实践[J].高等工程教育研究，2015，(2)：169-175.

[5]何朝阳，曹祁，杜树旺，张英杰.基于C&P-CDIO模式的电子信息工程专业人才培养[J].高等工程教育研究，2013，(2)：60-63.

[6]曹淼孙，梁志星.基于CDIO理念的工程专业教师角色转型[J].高等工程教育研究，2012，(1)：88-91.