基于CDIO理念的應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)模式研究

王曉娟 韋韞韜 富春巖 周虹 薛佳楣

摘 要： CDIO作為近年教學(xué)改革的新成果，為高校教學(xué)引入了全新的教學(xué)理念。文章立足本校實(shí)際，通過(guò)對(duì)基于CDIO教育理念的應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)模式的研究，探討了如何利用CDIO工程教育理念構(gòu)建校本化、層次化的應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)模式。

關(guān)鍵詞： CDIO； 工程教育； 應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式； 教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2015）12-79-03

Study of the computer application talent training mode based on CDIO

Wang Xiaojuan， Wei Yuntao， Fu Chunyan， Zhou Hong， Xue Jiamei

（Jiamusi University， Jiamusi， Heilongjiang 154007， China）

Abstract： CDIO is introduced into the teaching of colleges and universities as the new achievement of teaching reform in recent years. By studying the computer personnel training mode based on CDIO， the paper discusses how to utilize the CDIO engineering education concept to build school-based， hierarchical applied computer personnel training mode.

Key words： CDIO； engineering education； talents training mode； teaching reform

0 引言

高校招生規(guī)模的不斷擴(kuò)大，這使得高校畢業(yè)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生亦面臨同樣的壓力與挑戰(zhàn)。盡管信息時(shí)代人才市場(chǎng)對(duì)計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人才的需求量呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但仍存在高校培養(yǎng)的計(jì)算機(jī)人才因無(wú)法滿(mǎn)足IT行業(yè)的要求而無(wú)業(yè)可就的現(xiàn)象。導(dǎo)致這一結(jié)果的主要原因在于，許多高校的計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)還處于傳統(tǒng)教育模式，學(xué)科教育與社會(huì)實(shí)踐脫節(jié)，畢業(yè)生缺少現(xiàn)代企業(yè)生存發(fā)展應(yīng)具備的工程應(yīng)用能力、組織溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及職業(yè)能力，無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)人才的多元化需求。盡管目前許多地方高校為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需求，都在倡導(dǎo)教育改革，但這些改革更多偏重于教學(xué)方法的改革，沒(méi)有明確的目標(biāo)體系，無(wú)法有效達(dá)到預(yù)期效果。

CDIO工程教育模式作為近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，改變了傳統(tǒng)教育改革模式，倡導(dǎo)“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”。CDIO制定的能力培養(yǎng)大綱、具體實(shí)施準(zhǔn)則及檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)全面、系統(tǒng)、操作性強(qiáng)，為工程教育的系統(tǒng)化發(fā)展提供了基礎(chǔ)，也為高校的教育教學(xué)改革開(kāi)創(chuàng)了一條行之有效的創(chuàng)新之路。

1 CDIO工程教育理念

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[1]。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，大綱要求以綜合培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)[2]，旨在培養(yǎng)學(xué)生在掌握深厚技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，具備系統(tǒng)的工程技術(shù)應(yīng)用能力、較強(qiáng)的溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及職業(yè)能力。

CDIO工程教育理念在繼承和發(fā)展了歐美20多年來(lái)工程教育改革的理念的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)地提出了可操作的能力培養(yǎng)、全面實(shí)施以及檢驗(yàn)測(cè)評(píng)的12條標(biāo)準(zhǔn)[3]，這12條標(biāo)準(zhǔn)分別從專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)理念、課程計(jì)劃的制定、設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐場(chǎng)所、教與學(xué)的新方法、教師提高、考核和評(píng)估等幾個(gè)方面考察工程教育實(shí)施情況[4]，為高校的教育改革和教學(xué)評(píng)估制定了詳細(xì)明確的基準(zhǔn)和目標(biāo)，同時(shí)也為CDIO工程教育的實(shí)施提供了世界通行的標(biāo)準(zhǔn)以及可持續(xù)提高的框架。

2 基于CDIO教育理念的應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)模式構(gòu)建

2.1 CDIO工程教育的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)

結(jié)合我校實(shí)際，針對(duì)我國(guó)工科院校教育教學(xué)中普遍存在的重理論輕實(shí)踐，重個(gè)人學(xué)科能力輕團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的現(xiàn)象，遵循CDIO培養(yǎng)大綱四個(gè)層面能力的培養(yǎng)要求，我院的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生具備系統(tǒng)的、扎實(shí)的工程技術(shù)能力，即項(xiàng)目組織、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和實(shí)施的應(yīng)用能力，具備較強(qiáng)的溝通能力、協(xié)作能力、自主學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力以及職業(yè)能力，以滿(mǎn)足國(guó)家信息化建設(shè)、IT行業(yè)發(fā)展以及人才市場(chǎng)對(duì)高素質(zhì)應(yīng)用創(chuàng)新型計(jì)算機(jī)人才的需求。

2.2 項(xiàng)目化的專(zhuān)業(yè)課程培養(yǎng)計(jì)劃

在明確專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方向和目標(biāo)后，根據(jù)CDIO培養(yǎng)大綱，首先制定符合人才培養(yǎng)目標(biāo)的專(zhuān)業(yè)課程計(jì)劃。項(xiàng)目化專(zhuān)業(yè)課程培養(yǎng)計(jì)劃圍繞“項(xiàng)目設(shè)計(jì)”這個(gè)核心，將學(xué)生在四年本科學(xué)習(xí)中所需學(xué)習(xí)、所應(yīng)掌握的課程內(nèi)容有機(jī)的、系統(tǒng)的融合起來(lái)。項(xiàng)目化的課程培養(yǎng)計(jì)劃將專(zhuān)業(yè)課按其相關(guān)性形成課程群，有計(jì)劃化的、階段性的、分級(jí)的完成相關(guān)課程及課程群的項(xiàng)目設(shè)計(jì)。分級(jí)原則及具體要求如表1。

教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中，可依據(jù)自身專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)，借鑒行業(yè)經(jīng)典案例或根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生積極開(kāi)展工程實(shí)踐活動(dòng)，通過(guò)項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作過(guò)程的實(shí)施，激發(fā)學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

整個(gè)課程培養(yǎng)計(jì)劃以三級(jí)項(xiàng)目為基礎(chǔ)，二級(jí)項(xiàng)目為支撐，一級(jí)項(xiàng)目為主線(xiàn)，將核心課程的教育同專(zhuān)業(yè)和系統(tǒng)的整體認(rèn)識(shí)統(tǒng)一起來(lái)，并結(jié)合學(xué)生的自我更新能力，人際和團(tuán)體交流能力，以及大系統(tǒng)的掌握、運(yùn)行和調(diào)控能力進(jìn)行系統(tǒng)的能力培養(yǎng)[5]，與CDIO工程技術(shù)人才的培養(yǎng)目標(biāo)極具契合性，是對(duì)CDIO“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”教育理念的具體詮釋。

2.3 “主動(dòng)學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式

CDIO以能力培養(yǎng)為目標(biāo)。能力不是教出來(lái)的，能力只有通過(guò)實(shí)踐才能獲取?！爸鲃?dòng)學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式將學(xué)生置于主體地位，引導(dǎo)學(xué)生積極參與CDIO項(xiàng)目化課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐過(guò)程，讓學(xué)生在體驗(yàn)項(xiàng)目構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作的過(guò)程中分析問(wèn)題，尋求問(wèn)題的解決方法，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)踐中學(xué)習(xí)，即“做中學(xué)”。“主動(dòng)學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，讓學(xué)生帶著興趣在實(shí)踐中尋求解決實(shí)際問(wèn)題的方法，并在求解過(guò)程中獲取知識(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)所學(xué)知識(shí)的梳理、歸納與總結(jié)。

2.3.1 理論課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

理論課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)要充分體現(xiàn)CDIO中的“構(gòu)想”與“設(shè)計(jì)”，幫助學(xué)生了解所學(xué)知識(shí)的具體應(yīng)用，明晰所學(xué)內(nèi)容在學(xué)科知識(shí)體系中的位置，找到完善自身知識(shí)框架的方向和途徑，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)的方向性和主動(dòng)性。

教師在教學(xué)過(guò)程中可采用“探究式教學(xué)”等方法，配合CDIO項(xiàng)目設(shè)計(jì)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、能動(dòng)性。在教師指導(dǎo)下，通過(guò)以“自主、探究、合作”為特征的學(xué)習(xí)方式對(duì)當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容中主要的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、深入探究，并進(jìn)行小組合作交流[6]，從而達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于認(rèn)知目標(biāo)與情感目標(biāo)的要求。

2.3.2 實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)則應(yīng)充分體現(xiàn)CDIO的“實(shí)現(xiàn)”和“運(yùn)作”，通過(guò)對(duì)理論教學(xué)中設(shè)計(jì)項(xiàng)目的實(shí)施和運(yùn)作，對(duì)學(xué)生所學(xué)知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證和分析，訓(xùn)練學(xué)生的工程推理能力、邏輯思維能力、解決實(shí)際問(wèn)題的能力以及小組協(xié)作能力。

教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中可采用“任務(wù)驅(qū)動(dòng)法”等教學(xué)方法，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容預(yù)先設(shè)定合理有效的教學(xué)任務(wù)，并按照任務(wù)規(guī)模進(jìn)行小組分工，引導(dǎo)學(xué)生完成好相應(yīng)的實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，充分擁有學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)，在實(shí)踐中探求知識(shí)，更有助于加強(qiáng)學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解與認(rèn)知。同時(shí)，學(xué)生還可以在項(xiàng)目小組分工協(xié)作的過(guò)程中深刻體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作和互信互助的意義，有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神及溝通協(xié)作能力。此外，實(shí)驗(yàn)報(bào)告和項(xiàng)目報(bào)告的撰寫(xiě)工作還可以有效訓(xùn)練學(xué)生的文字表述能力，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析中發(fā)現(xiàn)新原理、新知識(shí)的系統(tǒng)學(xué)習(xí)能力。

2.3.3 課外輔助教學(xué)設(shè)計(jì)

對(duì)于主動(dòng)學(xué)習(xí)能力強(qiáng)的學(xué)生，教師可利用課余時(shí)間，依托產(chǎn)學(xué)研基地、實(shí)驗(yàn)室、競(jìng)賽培訓(xùn)基地以及大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地等實(shí)踐教學(xué)資源，設(shè)計(jì)有針對(duì)性的、具有一定社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值的工程項(xiàng)目或校企合作項(xiàng)目，通過(guò)營(yíng)造真實(shí)的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)環(huán)境，進(jìn)一步提高學(xué)生動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及職業(yè)能力。

2.4 “雙師型”的高素質(zhì)教學(xué)團(tuán)隊(duì)

高素質(zhì)高水平的師資隊(duì)伍是地方高校成功培養(yǎng)應(yīng)用型人才的關(guān)鍵，也是提高計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)水平的核心。針對(duì)地方高校師資力量相對(duì)薄弱，特別是兼具系統(tǒng)理論知識(shí)和工程應(yīng)用技能的“雙師型”專(zhuān)業(yè)教師相對(duì)匱乏現(xiàn)象，可以從以下幾方面進(jìn)一步加強(qiáng)。

2.4.1 培養(yǎng)與引進(jìn)有機(jī)結(jié)合

加大雙高人才培養(yǎng)和引進(jìn)力度，不斷提高教師隊(duì)伍的職稱(chēng)和學(xué)歷結(jié)構(gòu)，尤其是加大企業(yè)工程技術(shù)人才引進(jìn)和聘任力度。

2.4.2 教研與科研團(tuán)隊(duì)共建

以專(zhuān)業(yè)課程為載體實(shí)施教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)，積極組織教學(xué)團(tuán)隊(duì)申報(bào)各類(lèi)科研項(xiàng)目，通過(guò)教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)帶動(dòng)科研團(tuán)隊(duì)建設(shè)，以此形成一定規(guī)模的科研團(tuán)隊(duì)，促進(jìn)教師工程技術(shù)水平的提高。

2.4.3 學(xué)術(shù)交流與工程培訓(xùn)相結(jié)合

組織骨干教師參加國(guó)際、國(guó)內(nèi)的學(xué)術(shù)交流會(huì)議，深入了解專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域前沿動(dòng)態(tài)，更新教育教學(xué)新理念，全面提高教師專(zhuān)業(yè)教學(xué)水平；進(jìn)一步加強(qiáng)與企業(yè)、IT 培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的合作與交流，選派教師到企業(yè)或IT培訓(xùn)機(jī)構(gòu)學(xué)習(xí)、參與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)等，有效提高專(zhuān)業(yè)教師的工程技術(shù)實(shí)踐能力。

2.5 產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)

計(jì)算機(jī)學(xué)科是一門(mén)實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，實(shí)訓(xùn)作為計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)教學(xué)中極為重要的環(huán)節(jié)，是“做中學(xué)”的重要手段，也是培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才的重要途徑。

2.5.1 有效搭建校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地

充分利用高校自身實(shí)驗(yàn)室資源，廣泛搭建校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地，采用開(kāi)放式管理模式，鼓勵(lì)學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中，讓學(xué)生在實(shí)踐中充分理解與掌握所學(xué)專(zhuān)業(yè)理論知識(shí)。

2.5.2 加大校企聯(lián)合辦學(xué)力度

通過(guò)校企合作等模式，為學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)提供有利的操作平臺(tái)。學(xué)生通過(guò)走進(jìn)企業(yè)，面向社會(huì)，結(jié)合所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)學(xué)以致用的實(shí)踐過(guò)程，充分體驗(yàn)和感受到知識(shí)學(xué)習(xí)帶來(lái)的趣味以及自身的價(jià)值體現(xiàn)。

2.5.3 依托大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地

大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地是產(chǎn)、學(xué)、研的有效結(jié)合，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維、創(chuàng)造能力和創(chuàng)業(yè)意識(shí)的實(shí)踐平臺(tái)。依托大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)技能的同時(shí)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)和工程技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)CDIO工程教育理念的分析與研究，從課程培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)模式、師資隊(duì)伍建設(shè)以及實(shí)訓(xùn)環(huán)境構(gòu)建幾個(gè)方面，結(jié)合地方院校實(shí)際情況，對(duì)基于CDIO教育理念的應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)模式進(jìn)行研究，明確了“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”這一指導(dǎo)思想，為我校應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才培養(yǎng)模式的改革和發(fā)展提供了基礎(chǔ)理論依據(jù)。下一步的研究工作是通過(guò)對(duì)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系的構(gòu)建，規(guī)范和完善教學(xué)質(zhì)量管理與監(jiān)控制度，進(jìn)一步保障應(yīng)用型計(jì)算機(jī)人才的培養(yǎng)質(zhì)量。

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