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(一)cdio基本現狀
長期以來,我國高等學校都不夠重視創業教育,現行的創業教育對創業過程中應具備的把握機會、應對挑戰、解決困難、綜合決策等能力的培養都不足。尤其是工程類大學,其對學生動手能力與解決問題的能力要求更高,傳統教育缺乏對學生創新意識與創業精神的培養,其教育理念與教育精神甚至抑制了學生的創業思維。就目前而言,越來越多的工程類大學開始重視并推行創業教育,但效果并不盡如人意。其一,創業教育深度不夠,大多數學校推行創業教育的形式是創業選修課、講座、競賽等,雖有一定的短期效果,卻難以培養學生的創業綜合素質,應將創業教育系統地融入到課程體系中。其二,師資力量缺乏,創業教育最好的導師應該是有創業實踐經驗的教師,但是工程類大學中的創業教師多數缺乏創業經驗;另一方面,從社會上請進課堂的創業導師難以形成持續的培養機制。其三,培養系統性不足,流于形式,創業意識難以深入人心。總的來說,我國擁有全球規模最大的工程教育,全球最優、最大的工科生源,但是在工程類大學生中,創業和創新人才的培養卻嚴重不足,我國工程類大學創業教育尚處于起步階段,沒有構成完備的教育體系,教育理論與教學實踐迫切需要深入研究。
(二)CDIO教育實踐
美國麻省理工學院為世界理工科大學之最,也是CDIO工程教育改革的領導者。學院在課程改革方面,注重加強基礎課程與專業課程的銜接,打造課程體系;教學方面強調教師教學方式與學生個性培養的融合;通過增設課程設計環節,貼近工程實際;巨資打造實驗室,培養學生構思新系統。南京工程學院借鑒CDIO理念,通過課程模塊化、師資多元化、項目系列化、評價多樣化以及科技普及化的“五化”模式實施工程教育改革,注重實踐,注重專業核心能力培養,為社會培養了許多優秀的工程師。寧波工程學院從制度設計層面構建了“卓越計劃123模式”,通過閉環管理系統,推行CDIO教學法,致力于培養具有積極人生態度(Initiative)、良好工程素養(Industrial)和整合應用能力(Integrative)的3I特質的工程師后備人才,成效顯著。基于CDIO理念對學生進行創業能力培養,對解決我國高校畢業生就業問題,分流高校就業壓力有重要意義:直接以行業用人需求為導向,以就業與創業標準來評價學生,注重就業技能與職業技能,要求教學與生產實踐、技能培養緊密結合,避免了傳統的產學分離、重理論輕技能的問題。CDIO模式在工程類大學的實踐,能夠很好地推進創業教育,結合工科院校人才培養特色,推進大學畢業生創業綜合素質的提升。目前,寧波工程學院在借鑒CDIO工程教育理念的基礎上,逐步完善“基地+平臺+窗口+模塊”的創業教育模式,突出“知行合一”的校訓精神,強化項目體驗、校企互動、專業教育與創業教育的融合,結合工科院校特色,培養具有創新創業精神的卓越工程師,也正是基于CDIO理念的創業教育在高校的初步探索。
二、基于CDIO理念的工程類大學生創業教育模式
(一)方案設計
1.人才培養目標。
基于CDIO理念的創業教育人才培養目標如圖1所示,一是對基礎知識的掌握,強調學生對知識系統的自我構建,在思考、理解、實踐中掌握并應用知識。二是提高職業素養與創業素質,具備對產品、過程、系統的掌控能力與領導能力,構建企業環境下的個人態度與創造性思維。三是從宏觀角度理解工程類技術對社會發展的戰略影響,讓學生理解技術如何帶動產品革新,從而推動社會發展,這種戰略價值觀的培養也是CDIO所要達成的目標。
2.整體改革戰略。
工程類大學生創業教育改革遵循“體驗、融合、互動”三大原則,構建新型教育模式。其中,基于項目化的“做中學”方式是實施工程類大學生創業教育的教學方法論,是核心內容;工程教育與創業教育的融合與互相滲透是實施工程類大學生創業教育的運行機制,是關鍵環節;校企合作,提供全真或仿真的職業氛圍是實施工程類大學生創業教育的實踐情境,是環境支持。以上三個因素互相支撐、融合、集成,共同構成工程類大學生創業教育的整體改革戰略。
(二)模式
1.一體化創新人才培養模式。
一體化課程是互成體系、相互補充的專業課程,是培養個人、人際交往、產品及系統掌控能力為一體的系統方案設計。一體化改革直指傳統課程基礎知識與能力培養不能兼顧的弊端。一體化培養模式在體系內設置相互支持、互相補充的基礎知識,并且將各項創業能力的培養落實到每個學科與每個教學環節當中。首先是基于CDIO理念改革課程體系,構建培養計劃,增加實驗教學、工程實踐、校外創新活動、社會實踐等課程。其次,在教學過程中實施考核機制,一改“課后考試成績定論”的做法,在過程中評估教學效果與學生掌握情況,實時反饋推動各個教學環節的改革。再次,注重在教學實踐中貫徹學生創新能力的培養,以項目為基礎驅動,以各種創業大賽、社團活動為載體,鼓勵學生自主組織與積極參與。最后,建立創業培訓基地,構建基礎、研究、創新的教學理論體系,與教學實踐緊密結合,在實訓實踐中培養學生的創業能力。
2.企業與學校共同培養模式。
校企合作無論對工程類大學的人才培養,還是企業的人力資源培養,都是大有裨益的。以企業實際需求為重要參考,實現校企合作,聯合制定人才培養目標,深度溝通,共同確定教學內容,并進一步構建教學課程體系是校企合作的重點和難點。校企合作的具體實施會牽涉許多細節,高校方面可以設立專門的工程實踐機構,負責學生的校外實訓、企業內訓以及與企業的深度合作。在聯合培養方案的制定中以高校為主,充分考慮企業對人才能力的需求,并落實到學生學習、實訓的各個環節。此外,聯合校外眾多企業,以行業發展變化與前景為主導,對每個專業出現的人才需求變化,針對性地做出及時性、局部性調整。
3.三階段實踐能力培養模式。
CDIO理念對工程類大學生創新能力與創業素質的培養,不是一蹴而就的,也不是齊頭并進的。CDIO理念的培養內容主要是基礎知識、專業素養、綜合能力三大方面,這三方面在不同年級有不同的側重點。第一階段,在大一年級時,側重學生對于基礎知識的掌握,包括人文、數理、計算機等基礎課程,以系統基礎培養為主,同時鼓勵學生感受創業創新氛圍,并積極參與。第二階段,在大二、大三年級時,注重專業課程的教育,注重依托項目,在工程實訓中理解與掌握專業知識,在實訓與實踐環節中落實對學生創新能力的培養,尤其到大三年級時,要注重走近企業,開始接觸企業的運行思維。培育一些創業訓練項目,依托創業工作室,讓學生在創業實戰中提升創業能力,感悟創業真諦。第三階段,到大四年級時突出對學生綜合素養的整合與提升,對學生進行就業方向的分流。主體學生以到企業中去實訓實習為主,按企業的要求來完成畢業設計,在“真刀真槍”的實踐中,培養創業所需的各項能力,思維方式靠近企業的實踐運營,重點突出學生在創業中信息分析、問題解決、綜合決策的能力培養。這個階段還要鼓勵一小部分學生直接創業,并幫助其解決創業過程中面臨的實際困難。每個階段還需配有相應的培養計劃和相應的培養平臺,包括專業知識階段的“校內專業實驗室”、創新實踐的“校內外創新創業實訓基地”,以及綜合能力培養的“企業實習教育中心”“創業孵化基地”等。
三、基于CDIO理念的工程類大學生創業教育模式的發展建議
(一)建立有特色的創新課程體系
基于CDIO理念的教育模式改革,最為重要的著力點是對現有課程的系統改革。構建基于CDIO理念的特色創業課程體系,要將創業教育與技能教育均融入到課程體系中,系統地培養學生的綜合素質。課程體系的構建首先要確認學生的主體地位,將以老師為中心,變為以學生為中心,讓學生主動學習探索,以“學生學習到什么、得到什么培養”為課程設計的核心。針對用人單位反映的學生動手能力、溝通能力、創新能力等方面的問題,開設“重實踐能力、輕理論知識”的課程,引導學生在主動解決問題的過程中提升創業意識、培養創業能力。此外,增加創業教育課程的比重,引進企業運作分析方面的課程,從成功或失敗的企業經營案例中引導學生深入思考。基于CDIO理念的課程創設與構建要更突出系統性原則,全面兼顧基礎知識、創業能力、綜合素質三大方面的培養目標,在各個課程模塊、學科設置、教學環節中保證三方面相互協調,落到實處。此外,課程設置要突出實踐,強調個人能力與團隊能力的學習效果,用實踐的形象化與具體化來加深學生對教學內容的理解。CDIO理念倡導的是系統性能力的培養與提升,課程體系改革與重新構建是為了更好地培養學生的綜合素質,提升創業素養,促進就業。
(二)建立長效的校企合作機制
在工程類大學中,將企業運作機制與企業文化引進校園,構建長效的校企合作機制,是培養直接面向企業的應用型與創新型人才的有效途徑。CDIO理念中突出實踐教學是培養創業意識的關鍵,創業實踐應該以企業原型為模板。校企合作的重點在于讓學生的思維、認知、能力更貼近企業的實際運作。為此,一方面可以在校內搭建創業大賽、創業交流會、模擬企業、營銷策劃大賽、企業案例分析大賽等形式的創業教育載體;另一方面,可以邀請名企高層和創業新秀講授創業經歷與經驗,與學生親密交流,也可以組織學生進入創業創新型企業參觀、實習,在工作實踐中培養創業能力。長效機制的構建是CDIO理念下創業教育最關鍵也是最有效的部分。長效機制可以以校企合作項目為依托,在企業建立長效的校園實訓基地,組織校企雙方討論編寫系統化的培養方案。教學實踐、畢業設計、假期實習等都注重校企合作,秉承“合作共贏,扶植創業”的原則,與大學生創業園共同培養創業創新型人才。同時以此為基礎,在校企合作機制下突出企業經營實踐,突出企業運作中的決策能力、分析問題能力等要求,培養學生創業意識與創業能力。
(三)加強創業師資隊伍建設
從創業教育的現狀中可以看出,創業教育之所以沒有深入開展、沒有構成長效機制,師資力量的不足也是關鍵。傳統的創業教育需要改革的不僅是課程體系,師資力量與教學設施的配套支持也是不可或缺的。但是,高校的絕大部分教師是沒有創業經驗的,這就需要對教師結構進行大的“改造”。對本校已有的教師,一方面,可加強教學一線教師的專業培訓,深化創業教育的思想認識與職業素養。另一方面,可選派青年教師直接參與創業項目或創業實踐活動,增加教師的創業實踐經驗,增加創業教育的師資力量儲備。此外,從校外引進社會人才擴充師資力量,聘請有豐富創業經驗的社會人才定期開展校園創業講座或者特聘其為大學生創業導師,開辟多條教育途徑,構建多元化的師資隊伍。
四、小結
關鍵詞:CDIO;專業導論;課程考核方式
中圖分類號:G712 文獻標識碼:A 文章編號:1672-5727(2013)08-0105-03
近20年來,發達國家都在從觀念、目標、教育內容到教育方法對工程教育進行整體改革。環顧歐美各科技強國不難發現,科技發展的加速化、綜合化、產業化、國際化和一體化,對各國的工程教育改革提出了更新、更高的要求。
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO的愿景是為學生提供一種強調工程基礎的、建立在真實世界的產品和系統的構思-設計-實現-運行(CDIO)過程的背景環境基礎上的工程教育。通過精心規劃項目的CDIO,可以引導學生對核心專業課程產生濃厚的學習興趣,從而達到能力培養、綜合發展的目的。
CDIO工程教育模式與以往培養計劃的不同點之一是:通過開設導論性的基礎課程,從起始階段就將工程實踐引導入門,激發學生興趣,讓學生盡早領略工程技術的精華,并且讓他們親手制造一些簡單的東西。
大學生在進入大學之前,絕大部分只是憑專業名稱或十分簡單的專業介紹對所學專業有一個直觀理解,對自己專業認識較少,甚至不知道所開設的課程對從事本專業工作有何作用,導致入學時找不到學習方向和目標,對專業課程的學習缺乏動力。而現有高校的教學計劃中,很少有學校開設引導類的課程,幫助學生全面了解所學專業,提高學習興趣。
在新生入學時開展專業引導教育,開設《專業導論》課,通過相關核心工程學科的應用激發學生的興趣,明確學習動機。同時,學生CDl0教學大綱要求的主要能力發展也能有較早的起步。廣東白云學院從2010年開始,在高職“2+1”人才培養模式改革的基礎上,為培養高級應用型人才創出一條新路,對機械設計制造及其自動化專業實施基于CDIO工程教育理念的人才模式改革試點工作,開始了對《專業導論》課程教學及考核方式改革的研究與實踐。
《專業導論》課程的教學內容
根據CDIO教學大綱中對導論課程的教學要求,其教學內容和項目的設計建立在對學生的引導及激發學習興趣上,結合專業人才培養目標要求,堅持理論聯系實際、學以致用的原則,在學生入校時即對學生進行全方位的專業知識教育。將《專業導論》課程的教學分為理論教學和項目制作實踐兩個部分。
理論教學內容的設計 《專業導論》課程強調教學的系統性、全面性、前沿性以及與國際化,強化學生工程能力的培養。通過精心設計,理論部分內容通過開設10次學科前沿及發展的講座,讓學生了解所學專業的最新發展及應用領域。講座主要內容如下:機械工程發展簡史、工程圖學概論、工程材料概論、機械設計概論、機械創新設計、機械制造概論、模具技術發展、機電一體化技術發展、機械工程師職業能力素質要求等。在開展講座的同時有針對性地帶學生去相關企業參觀見習,進一步了解和認識專業。
項目制作實踐內容的設計 項目制作實踐讓學生初步體驗機械產品的設計制造、裝配調試過程及工程圖的表達方法,為學生了解本專業、深入學習本專業的知識打下必要基礎。對模具方向的學生引入模具結構測繪項目,讓學生以模具實物為載體,通過對模具的拆裝及測繪,完成簡單模具二維裝配圖和零件圖的輸出;對機械設計制造方向的學生以齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器為載體,測量并繪制典型零件圖和裝配圖。這樣,以工程圖學基礎理論和實驗裝置為依托,以工程繪圖為載體,對實物裝置進行結構分析和研討,在實踐中互動,在討論中爭辯,激發了學生創新意識,達到了新舊知識優化和創新思維綜合訓練的目的。學生在完成項目的過程中,掌握本專業所需掌握的工程語言——機械制圖及零件測繪,直接培養學生對工程圖的識圖、繪圖能力,并對模具結構、常用的機械產品結構有了初步的認識,培養學生的工程意識。
教學方法與教學手段
CDIO改革并不是要淡化理論課程的學習,而是要改革教學方法,采取能激起學生興趣的教學方法,理論課程的教學不能采取傳統的“滿堂灌”的教學方式,而應采取基于問題的學習、師生互動主題研討、案例教學、論文研究、項目訓練等教學形式,著力培養學生的自主學習、發現問題、解決問題和創新思維能力。主要通過以下幾種方式提高學生的學習興趣和學習效果:
一是實施教學和研究互動、課內和課外互動、寓學于研的培養模式,設置基于課程的科研訓練項目和自主科研訓練項目兩類,資助學生開展研究工作。基于課程的科研訓練項目由研究型教學課程責任教師組織課程教學團隊教師指導。自主科研訓練項目一般為學生進入高年級后,在導師的指導下自主選題,經學院審批后開展科研訓練工作,并以小組的形式參加創新設計大賽、機械設計競賽、力學競賽、挑戰杯等科技競賽活動。較好地完成科研訓練項目的學生可以取得實踐教學環節學分,鼓勵學生以科研訓練項目研究成果為內容撰寫畢業論文,完成畢業環節。
二是在知名企業建立學生實踐基地。學生可優先獲得去該類企業實習的機會,并鼓勵其在企業中開展科研訓練項目的研究工作。
三是通過組織科研訓練團隊、社會工作等途徑培養學生的組織、溝通、協調等領導能力。
四是定期組織開展學術討論。在導師的指導下對各自研究的課題,發表各自觀點,營造良好的學習交流氛圍,激發創造力,提高學生的表達和溝通能力。
CDIO人才培養模式下的課程考核方式
理論教學部分的考核方式 學生結合10次講座所講授的內容,獨立查閱中英文文獻,開展市場調研,撰寫不少于5000字的調研報告或課程論文,并制作講授課件,參加課堂上模擬的“21世紀制造業前沿國際論壇”,對調研報告或論文內容進行講授。教師根據學生調研報告或論文撰寫質量和課堂講授的表現,以及平時教學活動全部環節的表現,確定此部分的分數。
項目制作實踐部分的考核方式 (1)項目制作實踐的組織形式及成果提交。項目制作實踐時學生以4~6人為一個項目小組,每個小組配備一名指導教師。項目制作實踐以小組為單位,在理論課堂外執行;項目組內活動方式有:座談式交流研討,專題式講解介紹,邊做邊探討式互動,系統性總結等。組間活動主要采用總結介紹方式。項目完成后團隊需提交的成果資料有:零件圖,總裝圖,工作原理介紹,項目工作總結或課程論文等。(2)項目制作實踐考評方式與標準。項目制作實踐的成績分為優(>90分)、良(80~89分)、中(70~79分)、及格(60~69分)、不及格(
課程教學的成效
《專業導論》課程教學及考核方式改革的研究與實踐主要取得了以下成效。
培養了學生的自主學習、團隊協作、動手能力等,提高了綜合素質 在 “模具結構測繪”實踐項目教學環節,要求學生完成后提交的資料有:項目工作報告(裝配體的工作原理、拆裝順序、裝配簡圖等);全部零件(標準件除外)正式零件圖;裝配圖(每人一張)。據統計,采用實踐項目教學后,在學時與原來相同的情況下,45名學生共完成零件圖119 張(A4~A1 不等),A1 裝配圖39張、A2裝配圖6張,比往屆多繪制了裝配圖,并且零件的種類結構形式也有所增加;學生首次對典型模具機構進行了拆裝和測繪。學生解決問題的能力和實際動手能力有明顯的提高,促進了實踐過程與工程實際接軌。雖然學習難度和工作量增加了,但由于學生自主學習的熱情被激發出來,在項目團隊的協作和交流中,大大促進了學生的思維能力、溝通能力、動手能力及合作精神,其綜合素質得到較好的培養,成績明顯提高。
以項目小組為單位的答辯環節,提高了學生的口頭表達能力、團隊意識和集體榮譽感 項目制作實踐在最后環節進行以項目小組為單位的答辯,采用答辯方式,不僅可以鍛煉學生的口頭表達能力,還可以培養學生的團結協作精神和集體榮譽感。在答辯時,回答問題的不是“個人”,而是代表團隊,每個成員都可以搶答或補充回答,以體現團隊的真實水平。該實踐教學環節的成績首先是團隊的成績,然后是在此之下的個人成績,每名學生的成績都和自己團隊的表現息息相關。
教師的教學能力得以提高 基于CDIO工程理念的課程教學,其主要理念是通過項目制作實踐環節,讓學生在項目制作的過程中掌握理論知識。這就意味著教師決不可以袖手旁觀,而是正好相反,對教師的要求也更高。教師要根據每個項目組學生工作的進展情況給予引導和適當的指導,幫助學生學會如何進行自主學習,使學生面對不同的情況和對象,會靈活選用和綜合運用各種知識、手段。教師還要根據各組不同的工程項目,分別對學生講解必須注意的問題和必要的解決問題的方法及基本原則,介紹一些可供參考的途徑和技巧等。
結語
《專業導論》課程教學,根據不同專業方向的人才培養需求,分別設置了模具結構測繪、齒輪泵、二級齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器等項目實踐,測量并繪制了典型模具的零件圖和裝配圖,典型零件圖和裝配圖;以工程圖學基礎理論和實驗裝置為依托,以工程繪圖為載體,對實物裝置進行結構分析和研討。在實踐中互動,在討論中爭辯,激發了學生的創新意識,達到了新舊知識優化和創新思維綜合訓練的目標。
根據課程特點,建立了基于CDIO工程教育理念的課程考核方式,對課程教學中的理論教學部分,以課程論文代替傳統考試;在項目制作實踐部分,將學生的成績與團隊成績掛鉤,學生成績由個人和團隊兩部分成績組成,采用團隊成員之間互評、團隊之間互評及導師評價三部分組成,通過課程考核方式的改革,培養了學生的合作意識、團隊溝通和協作能力,提高了學生的綜合素質。
參考文獻:
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[4]楊景常.成功的《專業導論課》將影響學生的一生[J].高等教育研究,2007,23(1):38-38,41.
0 引言
為了適應社會經濟發展對高等工程教育的迫切要求,教育部提出了“卓越工程師教育培養計劃”,吸引了眾多高校參與、探索并培養卓越工程師。這些高校通過借鑒已取得了顯著成效的國際CDIO工程教育模式[1],并根據自身實際情況和實踐經驗,形成了多樣化的CDIO(如汕頭大學的EIP-CDIO)探索和實踐[2-3],取得了較好的成效。地方應用性本科院校通過引入CDIO工程教育,進行計算機專業建設和教學改革,對于完善應用型工程人才培養模式,具有重要的啟發和借鑒意義。本文針對目前Linux操作系統課程教學存在的不足,在CDIO的教育理念和評價標準指導下,進行課程改革與實踐探索。
1 CDIO的基本知識
CDIO是構思(Conceive)-設計(Design)-實施(Implement)-運行(Operate)的簡稱[1],構思指的是系統性的構想和思考,包括確定客戶的實際需求,考慮技術、企業戰略和相關規定的整體過程;設計是把構想通過視覺的形式傳達出來的活動過程,包括設計、圖紙和描述產品、過程和系統實施的方法和計算等;實施是指從設計到產品的實現過程,包括軟件編程、硬件制造、測試和驗證等;運行是指產品制造完成之后的過程,包括對系統的維修、保護、改造等。
CDIO模式主張在系統和產品構思、設計、實施、運行的工程教育實踐環境中培養工程師的基本能力,創造真實的工程教育情境,使學生理解職業工程師專業工作要求和所需的能力要求,通過改革課程體系、教學方法、教師的實踐教學能力等內容,讓學生以主動的、實踐的、多學科間聯系的方式,來掌握深厚的技術知識,理解技術發展對社會的重要性和戰略影響,培養所需的知識、能力和態度。
CDIO教學大綱包括四個方面的內容:①技術知識和推理;②個人能力、職業能力和態度;③人際交往能力;④企業和社會環境下,系統的構思、設計、實施及運行。CDIO教學大綱不僅對學生培養所要求的知識、能力和態度做了詳細的描述,體現了全面培養的特點,同時也體現了CDIO工程教育方法對工程師綜合素質能力培養的要求。
CDIO采用12條標準來描述其教學大綱要求的教育目標,對實施CDIO工程教育模式的指引和評價系統,其具體內容包括:①以CDIO為環境背景;②CDIO教學目標;③一體化的課程設置;④工程概論;⑤設計-制作經驗;⑥CDIO實踐場所;⑦綜合性學習經驗;⑧主動學習;⑨教師CDIO能力的提升;⑩教師教學能力的 CDIO項目評估。
基于CDIO的人才培養一般按三個級別的項目[3]進行,一級項目圍繞專業核心課程、知識及能力培養要求而設定;二級項目圍繞一組核心課程的知識點和能力培養而設計;三級項目為單門課程而設計,旨在增強理解和培養相關能力。其中,一級項目為主線,二級項目為支撐,三級項目與核心課程為基礎,將核心課程教育與對專業的整體認識統一起來,并結合項目訓練對學生的自我知識更新的能力、人際和團體交流能力,以及對大系統的掌握、運行和調控能力進行整體培養。
2 基于CDIO的Linux操作系統課程改革與實踐
Linux操作系統是一門內容多、范圍廣、應用性強的課程,開在大三上學期或下學期,學時為54學時。傳統的教學模式主要是以教師課堂教學(28學時)為主,實踐教學(26學時)只是為驗證理論課的內容,考核方式亦以試卷成績為主。這容易導致學生缺少對實驗的主動思考,學習積極性不高,工程實踐能力較弱。在 CDIO的教育理念和評價標準的指導下,我們對教學目標,教學內容,實踐能力和考核方式等進行改革。
2.1 教學目標改革
“在實踐應用能力培養與基礎理論教學并重,突出工程化實踐能力和職業素質培養”的教學理念指導下,結合CDIO教學大綱的四方面內容,我們修訂Linux操作系統的教學目標為:“圍繞Linux系統產業需求和應用技術,以學生為主導,以項目的全生命周期開發形式,掌握Linux平臺項目的構思、設計、實現和運作,全方位培養學生的計算思維能力和工程化實踐能力”。
2.2 教學內容改革
根據CDIO標準和Linux課程特點,我們通過減少理論教學,加大實踐課時的思路對該課程進行改革,課時分配如表1所示。
2.3 實踐教學改革
圍繞工程化實踐和創新精神培養這一目標,我們通過課內驗證性實驗,課內設計性實驗,課內工程實訓實驗,課外科技創新型實驗的有序銜接,構建了多層次、多形式的Linux實踐教學體系[4]。
⑴ 課內驗證性實驗:在課程中配套的CDIO三級項目,以鞏固和加深學生對于特定理論知識點的理解程度。
⑵ 課內綜合性實驗:強調知識模塊的綜合應用,循序漸進地強化學生的構思-設計-實施-操作能力。
⑶ 課內工程實訓實驗,裁減實際Linux項目,以團隊化的形式實施CDIO二級項目,著重培養學生的綜合性工程能力和團隊協作能力。
⑷ 課外科技創新型實驗:通過科技競賽,參與教師橫向項目等實際Linux課題,鍛煉其工程實踐能力和科技創新素質。
CDIO教育模式采取以項目為中心、學生為主體的“做中學”教學模式,因此對于課內綜合性實驗和課內工程實訓實驗,我們通過小組的項目立項來調動學生學習興趣和主動性;通過項目組織,讓學生進行項目的分工、計劃、協調、溝通,鍛煉學生的組織能力、團隊合作能力;通過項目執行,讓學生進行主動學習,分工合作,來培養學生的分析問題、推理問題和解決問題的能力,進而鍛煉其工程化實踐能力;通過項目演示和匯報,回答提問,來鍛煉學生的文檔撰寫能力,口頭表達能力、應變能力。經過這樣一個全生命周期項目,學生的職業素養和實踐創新能力,都得到了較大的提高。
2.4 課程考核改革
課程考核以驗證性實驗、綜合性實驗、工程實訓實驗組成,分別占期末考試40%,20%,40%。驗證性實驗以教師現場檢查并提交實驗報告形式進行;綜合性實驗、工程實訓實驗項目則按照學生自評(20%)、組內互評(20%)、組間互評(20%)和教師評價(40%)的評價指標構成來來分別評價。其中教師評價和組間互評以項 目論文、答辯情況、小組合作分工以及項目演示結果為依據。組內互評和學生自評則按照每個學生在項目中的工作量工作完成情況、工作表現、團隊合作情況來進行。
經過以上四個方面的改革,并在2011-2013屆本科學生中實施,使學生的學習積極性得到了提高,系統思維能力和分析解決問題的能力得到提升,學生的項目開發經驗更加豐富,這為未來工作和就業奠定了基礎。
3 結束語
CDIO工程教育理念代表了高等教育的改革方向,如何在課程群和單門課程中設計合適的CDIO二級和CDIO三級項目,是課程改革的關鍵點。本文僅在Linux操作系統課程中進行了CDIO項目的初步探索,未來將結合地方高校的實際和行業需求,與Linux企業開展深度合作,探索校企共建Linux課程,這也是我們未來研究的方向。
參考文獻:
2016年6月2日,中國正式成為《華盛頓協議》成員國,這將對中國工程教育質量的提高發揮極大的督促作用,促進中國按照國際標準培養工程師,提高工程技術人才的培養質量[1]。國際上廣泛應用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學聯合研究提出的[2]。它主要由構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)四部分組成,目的是通過產品研發到產品運行整個過程的鍛煉培養學生理論聯系實際的能力[3]。按照CDIO的培養模式,工程畢業生的能力被分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層次,并通過12條標準來衡量學生的培養質量,這與中國工程教育專業認證的12條標準有異曲同工之處。
我校機械電子工程專業目前雖然已經制定了較合理的專業培養目標和培養方案,培養了結構合理的師資隊伍,形成了較好的理論和實踐教學模式,但是與CDIO工程教育標準的要求相比,在培養方案、教學體系、教師隊伍建設及教學效果評價機制等方面,仍然存在一定的差距。現有機電專業課程體系存在專業特色不明顯、不同課程之間存在重復或相互沖突的地方等缺點,因此要依據CDIO工程教育理念,借助校企合作平臺,全面地進行機電專業人才培養模式的探討,建立符合CDIO工程教育標準的機械電子工程專業實踐教學體系。
1.我校機械電子工程專業課程體系情況
目前的專業培養方案里包括的核心課程為:機械制圖、理論力學、材料力學、模擬電子技術、數字電子技術、C語言程序設計、單片機原理及應用、自動控制原理、機電傳動控制、傳感技術、機械原理、機械設計、機械工程測試技術、機電一體化系統設計、互換性、工程材料等;主要實踐環節為:社會實踐調查、金工實習、電子電路實訓、工程制圖實踐、創新實踐、生產實習、畢業實習、畢業設計(論文)、PLC與組態技術綜合實驗、測試技術與傳感器綜合實驗、單片機綜合實驗、自動化生產線認知實踐、機械設計基礎課程設計和機電專業綜合課程設計等。
2.CDIO模式下的機電專業教學體系
根據CDIO工程教育標準的要求和我校辦學特色,為適應煤炭行業和地方經濟對機電專業高級技術人才的需求,結合重實踐、重創新的培養目標設計新的課程體系。廣泛吸取企業專家建議,深入探討和修訂機電專業課程體系,強化實踐環節,構建國際化的課程體系和教學模式,從而保證面向工程的課程體系能夠培養學生的實踐能力與創新思維。依據CDIO工程教育理念,選擇典型的工程實踐項目,采取“做中學”的方式,通過在項目中反復訓練鍛煉學生自主學習的能力,這樣不僅可以促進學生對基礎知識的掌握,還可以提高學生解決工程實踐問題的能力,從而使學生綜合素質和能力能達到CDIO標準的要求,增強人才培養對企業的適應性[4]。近年來,主要通過以下措施進行教學體系的改革:
(1)基于CDIO的工程教育理念,構建了“一個核心、兩個方向、四個階段”的工程教學體系。
“一個核心”是以礦業領域的機電一體化系統設計、研發為主,覆蓋了多學科交叉領域,主要涉及機械設計、機械傳動、機械制造、機電傳動控制、PLC、單片機、控制工程、機電一體化系統設計等多種技術;“兩個方向”是指機械設計與制造、電氣控制系統,選修課中增添“煤礦機電設備”、“工業控制網絡與現場總線技術”等課程;“四個階段”是指根據CDIO理念的構思、設計、實現、運行四階段指導,學生要經歷認知實習、基礎課程實驗、專業課程設計與綜合實驗及畢業設計、創新大賽等綜合實訓,才能更好地掌握本專業的工程應用技術。從第三學期開始,每學期均安排工程實踐環節,按照核心知識點和要求來設定每個工程實踐項目,在課程設計與畢業設計過程中企業參與。
(2)依托產學研合作背景,通過專業綜合實訓和企業頂崗實習等環節提高學生工程實踐能力。
我校機械工程學院已經建立了電子創新設計實驗室、慧魚模型創新設計實驗室、機電控制技術實驗室、虛擬儀器綜合實驗室、動態測試技術實驗室等實踐創新平臺,與淮南礦業集團、皖北煤電集團、淮南萬泰電子股份有限公司、淮南潤成科技股份有限公司、平安開誠智能安全裝備有限責任公司、凱盛重工有限公司、淮南階梯電子科技有限公司等開展了長期的產學研合作,從而可以保證給學生提供校內、外實踐實習基地。通過單片機和PLC綜合實驗、課程設計、畢業設計、實訓檢驗學生電工電路、單片機、PLC綜合開發的能力,往往借助典型機電案例(如斜井跑車防護裝置、皮帶機集控系統、立井提升系統過卷過放保護系統等),讓學生經歷“構思—設計—實現—運行”四階段的完整實訓。與此同時,讓學生積極深入到到校企合作的實習基地中,在相關機電系統中頂崗鍛煉,進一步提高學生的理論聯系實踐的能力,縮短學生個人能力與企業要求的差距。
(3)通過創新團隊建設、學科競賽和大學生科研項目培養學生工程實踐創新能力。
為進一步拓展學生科技創新能力,借助學院設置的創新團隊、學科競賽活動、大學生科研項目的平臺,在日常的教學管理中,融入緊密聯系工程實際的大學生課外科技創新能力培養模式,鼓勵學生積極參加“全國大學生機械創新大賽”、“全國大學生機器人大賽”、“全國大學生電子設計競賽”、“全國大學生節能減排大賽”等各種賽事,鼓勵學生撰寫學術論文和申請專利。
3.結語
CDIO工程教育模式與中國工程教育專業認證的標準是高度統一的,只有堅持以CDIO工程教育模式為指導,依據校企合作背景,不斷創新改革機電專業的課程教學模式,才能進一步提高學生的工程實踐應用能力,為國家和企業培養出能在機電行業及相關領域從事機電一體化產品和系統的設計制造、研究開發、工程應用和運行管理工作的復合型工程技術人才,達到國際標準的要求。
【關鍵詞】CDIO工程教育模式 電子商務物流管理 考核體系 能力培養
一、CDIO工程教育模式的出現
CDIO工程教育模式是近年來國際教育改革中出現的最新成果,它是由美國Massachusetts institute of Technology(麻省理工學院)、瑞典Goteborg Chalmers Institute of Technology(哥德堡查爾姆斯技術學院)、瑞典Royal Institute of Technology(皇家技術學院)和瑞典Linkoping University(林克平大學)4所工程技術大學發起的一項工程教育改革計劃,并以此成立了國際合作組織CDIO。CDIO教育模式以產品生命周期的四個環節―conceive(構思)、design(設計)、implement(實施)和operate(\行)代表教育和實踐訓練,它以產品研發到產品的運行維護廢棄的全生命周期為載體,建立相互支撐和有機聯系的課程體系,讓學生以主動的、實踐的方式去學習。CDIO模式的主要目標是培養學生掌握知識和技術基礎、實踐操作能力,相當于在新產品的開發過程中的創新起引導作用,其中呢,CDIO的能力大綱和12條標準是實施CDIO工程教育模式的兩個重要指標。
二、基于CDIO理念進行教學改革的現狀和意義
CDIO工程教育模式作為一種新型教育改革理念,在2005年引入我國教育界,它以培養技術應用型的高等人才為根本任務,學生應具有適度的基礎理論知識、較強的技術應用能力、較寬的知識橫切面、較高的個人素質和職業素養等特點。自2011年起,民辦高校在招生方面普遍面臨嚴峻的生存考驗,而我校(山東華宇工學院)憑著特色專業,培養的學生綜合素質高、學生動手能力強,以及符合企業對人才的需求,一次次突破招生瓶頸,頑強生存下來并在持續發展。而對于學生綜合素質、動手能力、符合企業需求恰恰是CDIO工程教育模式所要求的。同時,我校的根本任務、培養目標和基本特點也和CDIO工程教育模式相吻合,因此,在我校部分專業和課程教學中實施基于CDIO理念下的教學改革具有十分重要的意義。我們在《電子商務物流管理》課程上進行了CDIO理念下的教學改革,筆者在下文中就該課程在CDIO理念下的考核改革應對方案展開論述。
三、建立符合CDIO理念的課程考核體系
課程考核是教學的重要環節,對監控教學質量和人才培養目標的實現起重要作用。但在目前高校課程的考核模式中,多數課程的考核方式比較,無法充分發揮考試對于教學的矯正和反饋功能,難以體現知識、能力、素質相結合的素質教育和能力培養,已經無法適應高等學校的教學改革、生源變化以及企業人才需求等多方面的要求,所以目前的考核方式急需改革,我們要建立以綜合素質、職業能力和學習能力為衡量標準的評價體系,探索相應的考核內容和考核模式,逐步建立適應時展需要的考核制度模式。
科學合理的課程考核體系不但能檢查學生知識、技能的掌握情況,還能檢查教師的教學情況,促進教學質量的提高。基于CDIO理念的教學考核體系改革中,考核方式也要符合CDIO理念,既要考核學生對知識、能力、技能的掌握情況,又要考核學生的團隊意識、創新意識、應用能力等。考核方法可根據教學內容預先設計評估指標、內容、分值、范圍,采取教師考核、團隊考核、學生自評、學生互評相結合進行,綜合評價每一位學生知識技能水平和個人能力,同時考核教師的教學效果。
(一)CDIO理念下考核體系的特點
1.評價主體更加多樣。強調教法、學法、做法合一,教的主體、學的主體、做的主體都應該考慮進評價范圍。所以評價的主體應為教師、同學、學管人員(如輔導員、宿管員等)及實習單位。
2.過程性評價的比重增高。學習是一個動態的過程,而評價應該是自然的學習過程中的一部分,不應該是教學之外的附加內容。評價應該在學生參與學習的情景中隨時地進行的,在課堂教學中,評價要在教師和學生中自然地進行,教師和學生無時無刻不在互相評價。這種評價應該在整個教學過程中無所不在,無時不在。這樣,以評促改、以評促教、評教結合。
3.更具特色的評價標準。將過分關注學生知識能力的評價,轉向對學生知識能力和職業素養、學習興趣、情感體驗、團隊合作等綜合素質的多角度、全方位的評價。
4.形式更加多樣化。考核評價要綜合采用包括技能測試、社會調查、論文、設計報告及綜合實踐報告等形式多樣的考核評價,也可以與相關的職業資格證書或技術級證書掛鉤。
四、以《電子商務物流管理》課程為例的考核方案改革
我們以《電子商務物流管理》課程為例進行基于CDIO理念的教學改革,同時,課程組的老師根據學習指標制定出一套基于考核學生能力的考核改革方案,能反映出教師教、學生學、在教中做、在做中學的教學效果,同時結合課程特點和經管類學生的通用能力標準,構建了《電子商務物流管理》綜合能力考核體系,通過過程性評價、期末性評價等方式全面評價學生的專業素質和綜合能力,對課程改革的效果和發展方向起到很好的輔助作用。
1.過程性考核。(1)能力考核。知識方面主要考核學生的學習態度、自我管理(出勤、紀律、以及個人學習和發展的計劃和執行)、自學能力、學習創新能力。
技能方面主要考核學生的職業素養、團隊合作意識、溝通表達能力(交流、撰文等)、遇事的應變能力等。
(2)實施流程。過程性考核在教學過程中隨堂進行,分別以學習任務、學習情境為考核單元,采取現場考核。由教師主導,考查學生掌握的基礎理論知識和操作技能并給出評價意見和考核成績。
2.期末考核。(1)考核方式。知識考核的方式主要有試卷考核,開放性作業考核等;技能考核的方式主要有試卷考核、模擬情景的演練、課程報告、調查報告等。
期末考核方式由課程組老師研討后具體擬定。
(2)實施流程。學生每6~8人組成課程設計小組,按物流管理角色進行分工(角色包括戰略規劃主管、物流管理技術總監、采購經理等),開展物流管理綜合課程設計。