基于CDIO思想的三分式專業(yè)實踐教育體系研究

趙春 張志敏 李菲

CDIO教育模式強調(diào)以工程價值觀引導(dǎo)大學(xué)的工程教育，以實現(xiàn)“做中學(xué)”的目的。工程教育在應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系中已經(jīng)是一種極其重要的理念。專業(yè)實踐教育體系的構(gòu)建必須將工程教育的理念一以貫之，才能夠體現(xiàn)出專業(yè)實踐教育體系的系統(tǒng)觀、集成觀和工程觀。

一、引言

大學(xué)本科應(yīng)用型人才的核心能力體現(xiàn)為工程能力，即專業(yè)能力、學(xué)習(xí)能力、協(xié)作能力和交流能力。能力來源于實踐，加強工程能力的培養(yǎng)必須強化實踐教育環(huán)節(jié)。實踐環(huán)節(jié)不應(yīng)該僅僅是專業(yè)教學(xué)的簡單擴展，更應(yīng)該是對基礎(chǔ)及專業(yè)教學(xué)的集成化、系統(tǒng)化和工程化。實踐活動不能局限于某一狹小的時間或空間范疇，應(yīng)當以培養(yǎng)學(xué)生的工程能力為目標，系統(tǒng)地覆蓋四年本科教育的專業(yè)學(xué)習(xí)，對此期間的相關(guān)基礎(chǔ)及專業(yè)教學(xué)進行整合以實現(xiàn)彼此之間的有機聯(lián)系。學(xué)生的實踐活動應(yīng)該以工程價值觀為指導(dǎo)，在充分反映工程教育理念的實踐體系中完成，以求得獲取知識、傳播知識、共享知識、運用知識和發(fā)現(xiàn)知識能力的全面提升。

工程教育理念的植入和滲透使得四川大學(xué)錦城學(xué)院的專業(yè)實踐教育體系構(gòu)建呈現(xiàn)出三分式的顯著特征，即三個階段、三個課堂和三個支撐。下面以計算機系為例來闡述我校專業(yè)實踐教育體系的設(shè)計思想和基本結(jié)構(gòu)。

二、專業(yè)實踐教育體系的三個階段

以學(xué)習(xí)目標、能力、興趣和行為為依據(jù)對學(xué)生進行聚集，從而形成有相似特征的學(xué)習(xí)群體。學(xué)校的學(xué)習(xí)就是這樣一種群體行為。實踐教育體系的構(gòu)建必須參考學(xué)生的群體性學(xué)習(xí)行為特征。根據(jù)其出現(xiàn)的先后順序可以歸納為三種類型：一是認知和驗證知識、體驗環(huán)境；二是探索知識，參與階段性或單元實踐；三是運用知識、系統(tǒng)地參與工程實踐。三個特征出現(xiàn)在學(xué)習(xí)群體所處的本科教育的三個階段：大一至大二、大二至大三和大三至大四。不同的階段應(yīng)該有不同的實踐目標、形式、內(nèi)容和場景。

1.第一階段。以培養(yǎng)興趣和認知為實踐目標，強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)能力。對專業(yè)基礎(chǔ)課程或基本技能的掌握構(gòu)成學(xué)生的基礎(chǔ)能力。此階段主要采用驗證性實驗、企業(yè)認知體驗和校內(nèi)技能競賽等形式。

2.第二階段。以理解、掌握和探索知識為實踐目標，強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力。對專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)和掌握構(gòu)成學(xué)生的專業(yè)能力。此階段主要采用探索性實驗、單元實踐、更高層次的競賽和創(chuàng)業(yè)實踐，以及到企業(yè)短期實習(xí)等形式。

3.第三階段。以運用知識和協(xié)作解決實際工程問題為實踐目標，強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、塑造學(xué)生的工程價值觀。專業(yè)能力、學(xué)習(xí)能力、協(xié)作能力和交流能力是工程能力的核心特質(zhì)。它比前面兩個階段的能力培養(yǎng)目標具有更深層次的內(nèi)涵和更寬泛的構(gòu)成。此階段主要采用工學(xué)結(jié)合實習(xí)等形式。

三、專業(yè)實踐教育體系的三個課堂

三個階段的培養(yǎng)計劃通過三個實踐課堂來完成。學(xué)生可以把這些課堂演化為知識交換的場所，共享學(xué)習(xí)成果和實踐經(jīng)驗。

1.第一實踐課堂。專業(yè)實驗室，分為專業(yè)基礎(chǔ)實驗室和專業(yè)方向?qū)嶒炇?。它可以為各階段的能力培養(yǎng)提供連貫的實踐環(huán)境。

2.第二實踐課堂。企業(yè)生產(chǎn)實訓(xùn)基地或?qū)W校研發(fā)中心。通過“引進來，走出去”兩種方式，一方面引進企業(yè)的實際項目，另一方面將學(xué)生送入企業(yè)，讓學(xué)生結(jié)合實際項目進行軟件開發(fā)綜合訓(xùn)練。企業(yè)真實的生產(chǎn)環(huán)境和學(xué)校的設(shè)計研發(fā)中心是進行最后階段工學(xué)結(jié)合實習(xí)的理想場景。在此環(huán)境下，學(xué)生必須嚴格按照軟件工程開發(fā)流程進行實踐，更多地嘗試與他人的協(xié)作、溝通和交流，并主動進行自我調(diào)整以適應(yīng)環(huán)境。

3.第三實踐課堂。與專業(yè)教學(xué)結(jié)合的課外活動。這些課外活動包括各種類型、各種層次的設(shè)計競賽和創(chuàng)業(yè)比賽。通過成立各種興趣小組、協(xié)會等學(xué)生社團組織，基于任務(wù)驅(qū)動模式，鼓勵并積極組織學(xué)生參與各種設(shè)計競賽，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和迎接挑戰(zhàn)的能力；構(gòu)成“選題—設(shè)計—構(gòu)建—驗證—競賽”的系列循環(huán)，培養(yǎng)學(xué)生“創(chuàng)造—創(chuàng)新—創(chuàng)業(yè)”的三創(chuàng)精神。

三個實踐課堂與三個階段之間有著緊密的交叉聯(lián)系。每一個課堂為培養(yǎng)學(xué)生的一種或幾種能力服務(wù)，而這些能力之間互為條件，互相促進。因此三個課堂的統(tǒng)一可以增強不同階段實踐活動的效果和質(zhì)量。

四、專業(yè)實踐教育體系的三個支撐

支撐實踐能力培養(yǎng)的軟平臺包括工程化的實踐教學(xué)、雙師型的教學(xué)隊伍和雙贏的校企合作模式。

1.支撐一即工程化的實踐教學(xué)。包括與實踐配套的課程體系、工程化的教學(xué)方法和以過程為導(dǎo)向的評價機制。實踐課程體系圍繞三個階段在三個課堂來分別進行設(shè)計和展開。在基礎(chǔ)能力培養(yǎng)階段，在相關(guān)的基礎(chǔ)課中增加認知或體驗實驗環(huán)節(jié)，同時利用第三課堂來組織基本的技能競賽。在專業(yè)能力的培養(yǎng)過程中，則為相關(guān)核心課程增設(shè)了配套的課程設(shè)計，并開設(shè)了面向?qū)嶒烅椖康膶嵺`選修課。課程設(shè)計以任務(wù)驅(qū)動的方式進行，按照“任務(wù)提出—理論準備—任務(wù)實施—檢查評估”四步進行，幫助學(xué)生熟悉開發(fā)過程和工作環(huán)境，并培養(yǎng)學(xué)生工作協(xié)調(diào)能力、組織能力和解決實際問題的能力。在向工程能力的跳躍中，采用了分類培養(yǎng)模式，提供根據(jù)市場企業(yè)崗位需求而設(shè)置的10個專業(yè)方向供學(xué)生根據(jù)自己的興趣特點、專業(yè)能力和職業(yè)規(guī)劃來進行選擇，增強學(xué)生的特色培養(yǎng)。在專業(yè)方向?qū)W習(xí)的過程中，學(xué)生會逐步被招聘到合作企業(yè)進行工學(xué)實習(xí)，從事企業(yè)真實項目的研發(fā)和實施。同時各個專業(yè)方向也努力嘗試與合作企業(yè)共建方向課程體系，共同設(shè)計開發(fā)實踐課程。根據(jù)企業(yè)對人才技能的共性需求來對傳統(tǒng)課程的內(nèi)容選取和組織形式進行調(diào)整和優(yōu)化，將軟件工程知識體系和領(lǐng)域特色知識有機結(jié)合。目前所有方向課程設(shè)置都分析和參照了市場及企業(yè)對相關(guān)職位的能力要求。

實踐性的課程體系必須要結(jié)合重視實踐的教學(xué)方法來協(xié)同。通過案例教學(xué)法把分散孤立的課程與案例解析有機結(jié)合，強調(diào)知識運用的示范性。項目驅(qū)動的教學(xué)方法是實踐教學(xué)中采用的核心模式。以實際項目為藍本來組織和展開教學(xué)，強調(diào)知識的集成應(yīng)用和工程能力的增長。在此基礎(chǔ)之上，通過整合教師資源，創(chuàng)造性地提出了面向切面的教學(xué)模式：將項目涵蓋的知識點按照學(xué)生的關(guān)注點進行分離，形成有效的教學(xué)切面；再通過教師的協(xié)作教學(xué)將這些切面織入回教學(xué)實踐中，從而實現(xiàn)技能多樣化的培養(yǎng)目標。

貫徹開放式教學(xué)理念的討論課也會在第三個階段廣泛開展。討論課上更多地強調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)實踐、項目實踐和表達實踐。其中學(xué)習(xí)實踐要求學(xué)生根據(jù)教師指定的題目搜集資料并進行自學(xué)；表達實踐要求學(xué)生將自己的學(xué)習(xí)成果進行匯報和交流；項目實踐要求學(xué)生根據(jù)研發(fā)計劃進行階段性項目匯報和成果展示。

采用過程導(dǎo)向的評價方法也是實踐教學(xué)模式中的重要環(huán)節(jié)。構(gòu)建多元化的評價體系對實踐活動具有指導(dǎo)和激勵作用。對學(xué)生實踐活動的評價目標包括：研發(fā)能力、學(xué)習(xí)能力、協(xié)作能力和表達能力；具體的評價形式為項目進度階段性檢查和匯報、項目的完成質(zhì)量和運行效果檢查、獨立解決問題的數(shù)量和質(zhì)量、指定學(xué)習(xí)資料或?qū)π录夹g(shù)的學(xué)習(xí)質(zhì)量和學(xué)習(xí)成果展示以及小組成員之間的溝通和交流效果評估。

2.支撐二是雙師型的教學(xué)隊伍。學(xué)生工程化的前提是教師的工程化。每一位教學(xué)者都應(yīng)該同時具備教師和工程師兩種角色及其相應(yīng)的能力。計算機系目前的專職教師均具有實際的工程背景和豐富的教學(xué)經(jīng)驗。來自高校的外聘教師主要承擔(dān)基礎(chǔ)課程和部分專業(yè)課程，專職教師負責(zé)部分專業(yè)課程和全部的方向課程教學(xué)；來自合作企業(yè)的工程師則根據(jù)教學(xué)計劃的安排參與到方向教學(xué)之中，主要帶領(lǐng)學(xué)生熟悉企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、認知生產(chǎn)流程，并引導(dǎo)他們完成工程實踐。

3.支撐三是雙贏的校企合作模式。深入持久的校企合作對專業(yè)實踐教育體系起著重要的支撐作用。目前與計算機系建立了穩(wěn)固、持久合作聯(lián)系的企業(yè)有50余家。這些企業(yè)每年都會固定地在大三、大四的學(xué)生中間進行實習(xí)生招聘。根據(jù)計算機系近兩年的實習(xí)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在大三結(jié)束時，約86%的學(xué)生能夠獲得去合作企業(yè)進行工學(xué)實習(xí)的機會，約11%的學(xué)生能夠?qū)崿F(xiàn)自主實習(xí)，另外約3%的學(xué)生會選擇留校復(fù)習(xí)考研。而在這些實習(xí)生中，有近78.6%的實習(xí)者最后成了該企業(yè)的正式員工。合作企業(yè)為學(xué)校解決了實習(xí)就業(yè)的難題，而學(xué)校通過工程教育和分類培養(yǎng)的實施使得學(xué)生能夠與企業(yè)的基本技能需求無縫銜接，從而切實地為合作企業(yè)降低了人力成本。實踐體系中對工學(xué)實習(xí)時間的設(shè)定更為靈活，也更具彈性。學(xué)生最早可以從大三學(xué)期結(jié)束前開始進入合作企業(yè)實習(xí)，原則上為半年時間；企業(yè)可以根據(jù)實習(xí)生的階段性表現(xiàn)自主決定是否讓其延續(xù)實習(xí)；原則上最短不少于3個月，最長不超過1年。因此企業(yè)對實習(xí)生的選擇更加靈活和自由。從過去兩屆計算機系的實習(xí)情況反饋，只有不到2%的實習(xí)生由于不符合企業(yè)要求而被退回。工學(xué)實習(xí)的長期性和企業(yè)選擇的靈活性使得企業(yè)的用人風(fēng)險得到了有效控制。

五、專業(yè)實踐教育體系的整體結(jié)構(gòu)

在工程化的實踐教學(xué)、雙師型的教師隊伍和雙贏的校企合作模式的支撐下，通過在三個實踐課堂交叉實施的三個階段的能力培養(yǎng)構(gòu)建出了我校的專業(yè)實踐教育體系（見圖1）。

圖1 專業(yè)實踐教育體系的整體結(jié)構(gòu)

專業(yè)實踐教育體系的建立遵循了CDIO的工程教育理念，實現(xiàn)了CDIO強調(diào)的四個環(huán)節(jié)（見圖2）。將領(lǐng)域知識學(xué)習(xí)、工程技術(shù)培養(yǎng)、項目系統(tǒng)分析和案例教學(xué)結(jié)合起來，實現(xiàn)項目構(gòu)思（Conceive）；將項目單元設(shè)計、組合設(shè)計、交流溝通能力和表達能力結(jié)合起來實現(xiàn)項目設(shè)計（Design）；把單元實踐、集成實踐、過程管理和培養(yǎng)團隊協(xié)作能力結(jié)合，實現(xiàn)項目實踐（Imple?ment）；把項目實施、項目管理、企業(yè)實習(xí)和工程文化結(jié)合，實現(xiàn)項目運作（Operation）。

圖2 CDIO在專業(yè)實踐教育體系構(gòu)建中的體現(xiàn)

六、結(jié)語

專業(yè)實踐教育體系的構(gòu)建融入CDIO的工程教育理念，體現(xiàn)了產(chǎn)品導(dǎo)向、能力導(dǎo)向和過程導(dǎo)向的工程價值觀，實現(xiàn)了教學(xué)模式和教學(xué)資源的系統(tǒng)化、集成化和工程化。專業(yè)實踐教育在三個階段通過三個不同的實踐課堂交叉實行，完成了對學(xué)生工程能力的塑造和工程理念的植入。工程化的實踐教學(xué)、雙師型的師資隊伍和雙贏的校企合作模式這三個子系統(tǒng)為專業(yè)實踐教育體系提供了堅實的支撐，保證了工程實踐教育的順利進行。