CDIO与MOOC融合的嵌入式模式应用于创新方法学课程的创新研究

王 甜 王妍玮

(哈尔滨石油学院 机械工程学院，黑龙江 哈尔滨 150028)

在人类进入21世纪第3个10年间，学科与学科分类有很大差异。随着我国工业化进程的加快，机械工程学科作为工学研究的一级学科对学生的培养逐渐由理论知识转战到理论与实践相结合，以培养高素质专业人才来适应社会需求。近年来，随着国家和黑龙江省对创新创业的不断重视，哈尔滨石油学院自2011年开始建设创新方法学课程，以培养创新创业型人才为核心，于2013年，正式将“创新教育”课程模块纳入人才培养方案，其中，创新方法学课程授课内容以经典TRIZ创新方法为主线，采用线上线下混合的授课方式，在创新方法学课程实践中，采用CDIO工程教育理念与线上线下混合的MOOC教学模式，对机械工程专业在传统教学中出现的理论与实际脱节及专业培养偏差弊端等传统模式进行改进，采用学校在智慧树平台发布的“创新方法学”线上课程+视频公开课的方式，满足新工科培养需求。

一、国内外创新教育现状

创新教育近年来在全国范围内广泛开设，如何设计教学内容，如何安排教学学时，如何培养创新与专业结合，如何打破传统思维定式，是创新方法教育中考虑的主要因素。国内外多所大学开设创新类课程[1]。例如，美国Purdue大学Kartik B. Ariyur老师开设的“创新设计方法”课程采用主讲教师与视频课程同步的授课方式，在多个校区直接实时直播；北京大学张海霞教授创建了“创新工程实践”，在沉浸式教室与国内多所学校开展线上线下混合；大连理工大学冯林教授创办了大学生创新基础，将多种方法融入大学生创新中。不同学者在创新方法教育中进行了很好的设计与实践，例如，哈尔滨石油学院立足应用型本科院校，以俄罗斯经典TRIZ创新方法为授课主线，通过项目式教学切入，结合企业实际案例，梳理创新基础、创新思维、创新方法、矛盾分析、物场模型、进化法则等授课要点，系统且贴近实际工程应用，切实提高大学生创新实践能力，对人才的实际动手能力，特别是理论与实践相结合方面都进行了有效设计。

目前，我国加大创新人才培养力度，提高自主创新能力，创建创新型国家，其中，大学生创新能力的培养是重要因素之一。美国、德国等国家将创新列入大学生必修课程之一，而我国高校成立高校创新方法联盟，当前开设创新课程的院校也不断增多，但由于创新类课程成立时间并不长，因此，在课程开设及实施中存在一定难度。

哈尔滨石油学院创新方法课程实施中也经历了艰难的攻坚期，逐项攻破早期师资培养、课程实施、方案设计等方面遇到的困难。目前，已结合黑龙江省创新方法优秀团队，建成了“创新方法学”黑龙江省级精品在线课程，教学团队出版“创新方法学”教学参考书，尝试在创新方法学课程的教学过程中采用CDIO教学模式、MOOC课程模式结合与TRIZ创新方法相结合的课堂教学形式，激发学生自主创新意识，将企业实际遇到的技术问题，通过逐层分析，采用创新性方法的解题方法在课程中以题带练，调动学生学习积极性，激发学生的学习热情，拟培养适合社会需求的、能利用创新方法工具解决实际问题的有用人才[2]。

二、CDIO理念和MOOC视频教学方法融合嵌入式模式的改革

哈尔滨石油学院自2011年创建以来，从开设学期、授课内容、师资培养、教材建设等方面开展了工作，以通过创新方法学全校低年级通识课程，拓展学生创新思维。TRIZ理论源于前苏联，是阿奇舒勒在整理专利中总结的方法，这种方法适合引导大学生学习创新方法，作为创新教育模块的课程，经过前期建设，课程自2018年秋季开设以来已运行两个学期，选课人数超过1.5万人，创新方法学课程凝聚创新方法教育师资的多年教学成果，有效利用互联网，在智慧树平台播放课程、组建班级、课程管理、课后答疑，完成创新方法教育的全过程。

在课程运行一年的实践中，“创新方法学”课程评选为2019年黑龙江省精品在线课程，课程教师、授课视频、演示文稿、教学课件、课程公告、测验和作业、考试等教学活动资源满足学生线上学习要求，开始学生配备线下老师，完成与线上、线下混合教学模式，这就对线下教师课程设计、学习安排、学生管理等方面提出了新的要求，用于提高学生的学习效果，也就是线上、线下混合式教学模式的构建。

三、CDIO理念与MOOC相结合嵌入式教学改革特点

在课堂学习中，教师提前在网上选出好的MOOC教学资源，让学生提前进入学习状态。在基于CDIO教学理念的基础上，适用当前的MOOC教学方式，不仅能增加学生的积极性，拓宽学生知识面，强化学生所学内容，应用授课知识开展实际应用，这就要求有效地开展项目号的CDIO教学。教学中，线下教师需要设计“学生角色”，通过课程学习，将学生成功过渡到“职业角色”，从而达到对所学知识的复习和巩固，提高学生的学习效果[3]。

1.拓 展思维，避免思维定式

传统课堂老师讲授中规中矩，将问题及答案固定模式引导并讲授给学生，通过创新方法及CDIO理念与MOOC结合，打破原有思维模式，实现一种问题多种解决方式。

2.减 轻一线教师的教学负担，提高教师的专业水准

应用型本科院校，特别是近年来新建的民办应用型本科院校，由于学校发展历程不长，教师队伍师资短缺，使得教师的教学任务较重。创新教育课程的开设不应给授课教师增加额外的教学负担，MOOC教学是交互式教学的利器，在有限学时下，通过线上补充，可有效帮助学生学习创新方法课程中的显性知识，通过线下见面课程及网络辅导答疑，实现隐性知识的显性化，提升学习效果。

3.理 论与实践有效结合

通过与企业契合，增加实际项目及设计难度，根据项目课题难度系数的不同制定分值，学生可自主选择合适的项目，组建团队，制订计划并完成。根据实际问题分析解决，进行学生综合能力的培养。

4.有 效利用分散时间丰富学生第二课堂

第二课堂是第一课堂的有益补充，第一课堂授课时间多集中安排在周一—周五的白天，大学生晚自习和周六、周日闲散时间，对有学习期望的同学，可以利用学习平台，自主学习创新方法学课程涉及的知识，利用闲散时间，通过第二课堂的学习，积极参与有效的教学活动，并通过MOOC的专业知识进行各个学科不同知识点的掌握，有利于提升通过第二课堂学习过程，提高第一课堂的学习效果。

5.多 维考核模式，优化考核评价体系，实现以评促学

创新方法学是一门低年级开设的通识类课程，课程考核不适宜用一张试卷定成绩的单一考核方式，经过多年的课程时间，课程学习效果通过评价体系来考核，评价体系侧重于学习过程、实践及应用能力的“多维”考核模式，主要构成如下：平时成绩占10%、理论考试占30%、项目制作占30%、项目验收占30%，优秀项目可继续完善制作产品，参加大学生创新方法大赛，激励学生学习。

6.创 新方法学课程设置与企业需求相结合

创新方法学课程的授课内容，基于行业企业需求，教学目标要具有明确导向性，切合企业研究方向、教学要求必须具有实用性、教学内容要具有针对性、教学方法要具有实践性及教学考评要具有技能性等方面进行思考，从而开设适合企业需求导向的创新方法学线上线下混合课程。

四、课堂实践应用

1.加 强教师队伍双师建设

课堂教学是培养创新理论素养和实践能力的主渠道，创新教育离不开高素质的师资队伍。双师建设目前是应用型本科教师队伍考核的一个重要方面。近年来，国家也推进创新工程师、创新培训师和创新咨询师的三师认证，创新工程师要求认证者具备较强的创新方法应用能力，可以解决企业实际技术难题的要求；创新培训师侧重掌握创新原理，概念清楚，较好的开展创新方法课程的教学。在创新方法学授课教师能力方面，提出了三个方面策略：一是了解企业需求，置身企业一线；二是外部引进人才，通过引进已经嵌入MOOC式教程的学院专业人才及企业工程师对学生实践指导；三是定期培训及参加创新工程师、创新培训师认证，以改变教育理念及思想观念[4]。

2.理 论实践相结合

鼓励加激励企业人员、教师、学生共同参与 MOOC 制作，既巩固参与者的知识和能力，检验和改进MOOC的质量， 又可供后来者学习[5]。

3.组 建项目实践团队提升协作创新精神

课程开设中，学生通过在线课程学习，了解所学课程的基本理论知识，即显性知识，线线一线面授教师，通过见面课，为每一组设计项目化目标，提出项目要求和应用创新理论的方法，实现带题练习提升学习效果的目的，并在团队中设置团队组长、形象代言人、协作协调人的不同角色，项目题目有线下教师辅导选题，也可由项目小组根据兴趣和需求与教师协商，在面授课后，线上老师负责知识点的辅导答疑，线下教师开展项目跟踪、进度可行性、项目执行期遇到困难目标的考核，最终成绩由线下教师根据学生线上学习数据、项目完成综合方面考虑，给每个人合理化的考核成绩。满足行业企业对机械类人才的实际需求。

五、结语

基于CDIO与MOOC融合的嵌入式模式应用于创新方法学课程的创新性研究，结合市场需求、学生实际情况、课程特点既培养了学生资料查找、系统分析与设计、项目分工与管理、项目化的实施、创新方法学课程设计、项目的实施与答辩、团队协作、毅力等综合素质。又能开发学生的潜在能力，激活诱导学生的积极性，养成良好的学习习惯，使学生跟上时代要求，随时掌握较先进的设计方法和设计理念，以