高校工科專業(yè)“SO-CDIO”工程教育模式改革探索

趙景波　朱敬旭輝

[摘要]文章從新工業(yè)化發(fā)展需求出發(fā)，在傳統(tǒng)的本科專業(yè)教育模式上融合了CDIO工程教育理念，立足于技術(shù)應(yīng)用型研究、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)，以青島理工大學(xué)信息與控制工程學(xué)院為平臺，對以自動化專業(yè)為例的工科教育模式進(jìn)行了創(chuàng)新性研究，探索出符合新形勢下本科專業(yè)教育的人才培養(yǎng)體系，提出了融合“大學(xué)生職業(yè)能力框架”和“大學(xué)生基本素養(yǎng)結(jié)構(gòu)”理念的新“SO-CDIO”工程教育模式。

[關(guān)鍵詞]CDIO理念;工科教育;自動化專業(yè);教育改革;工程技術(shù)人才;“SO-CDIO”工程教育模式

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號]2095—3437（2021）01—0161—04

新工業(yè)化發(fā)展對工程技術(shù)人才的需求量不斷增加，同時對工程技術(shù)人才所具備的素養(yǎng)和能力提出了更嚴(yán)格的要求。青島理工大學(xué)信息與控制工程學(xué)院（以下也簡稱本學(xué)院），在積極借鑒CDIO工程教育模式的同時，努力完善CDIO工程教育模式在實際工科教育中的運(yùn)用。筆者從專業(yè)學(xué)科背景出發(fā)，分析本學(xué)院自身發(fā)展?fàn)顩r，根據(jù)現(xiàn)階段的國家建設(shè)需要，制定了工科專業(yè)本科教育的新型培養(yǎng)目標(biāo)，并提出了融合“大學(xué)生職業(yè)能力框架”和“大學(xué)生基本素養(yǎng)結(jié)構(gòu)”理念的“專業(yè)-職業(yè)CDIO”理論即“SO-CDIO”工程教育模式。經(jīng)過試點(diǎn)教學(xué)測試發(fā)現(xiàn)，該教育模式能夠明顯加強(qiáng)學(xué)生實施實際工程項目所需的分析問題、解決問題以及團(tuán)隊協(xié)作等多方面的能力。

一、全面革新教學(xué)模式，創(chuàng)新工程技術(shù)人才培養(yǎng)方法

CDIO人才培養(yǎng)模式的改革是當(dāng)代工程教育改革的主流方向，它要求學(xué)生能夠更加熟練地掌握專業(yè)基礎(chǔ)知識和具有自主創(chuàng)新能力。近年來，我國以CDIO工程教育模式為指導(dǎo)的專業(yè)教育蓬勃發(fā)展，青島理工大學(xué)信息與控制工程學(xué)院堅持以教學(xué)工作全面革新為總抓手，努力創(chuàng)新培養(yǎng)方式，對專業(yè)課程展開了深度的教學(xué)改革。尤其在近兩年，隨著社會需求多樣性及目標(biāo)性特征的明顯加強(qiáng)，課程教學(xué)朝著專業(yè)技術(shù)素養(yǎng)與實踐能力并重的方向邁進(jìn)，我們摸索出由學(xué)習(xí)領(lǐng)域課程、項目課程、任務(wù)驅(qū)動課程及學(xué)科課程等構(gòu)成的課程體系。我們根據(jù)社會對工程技術(shù)人才的需求，將專業(yè)教育與職業(yè)能力相對接，逐步形成了適合學(xué)生發(fā)展的“專業(yè)-職業(yè)”能力教育體系即“SO-CDIO”能力教育體系（如圖1所示）。

“SO-CDIO”能力教育體系在原有CDIO理論注重市場需求、一體化教學(xué)的基礎(chǔ)上，從多個角度對學(xué)生所需技能和素養(yǎng)的培養(yǎng)進(jìn)行指導(dǎo)。通過專業(yè)公共課、導(dǎo)師制培養(yǎng)模式、校園科技類文化活動等載體與途徑夯實學(xué)生的專業(yè)基礎(chǔ)，通過職業(yè)能力指導(dǎo)課、工程實例實驗平臺、理論+實踐教學(xué)模式等載體與途徑培養(yǎng)學(xué)生就業(yè)所需的專業(yè)素養(yǎng)，以“大學(xué)生職業(yè)能力框架”和“大學(xué)生基本素養(yǎng)框架”作為指導(dǎo)，開展“SO-CDIO”工程教育。

（一）充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，有效開展CDIO工程教育

對于理論知識和應(yīng)用技能的學(xué)習(xí)和掌握，只有充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性才能收到較好的效果。在傳統(tǒng)教學(xué)模式中，教師充當(dāng)?shù)慕巧钦n本知識的搬運(yùn)工，以單一的知識灌輸形式開展教學(xué)，不夠重視對學(xué)生主觀能動性的發(fā)揮，對學(xué)生“學(xué)得怎么樣”也不夠重視，從而導(dǎo)致教學(xué)效率大打折扣。CDIO工程教育理念強(qiáng)調(diào)用工程實際問題提高學(xué)生的參與性和主動性，引導(dǎo)學(xué)生依靠內(nèi)驅(qū)力學(xué)習(xí)所需的工程理論和技能。新工科專業(yè)課程的任課教師應(yīng)該積極改進(jìn)教學(xué)理念，通過與學(xué)生的互動交流，不斷合理規(guī)劃教學(xué)任務(wù)，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性，引導(dǎo)學(xué)生在不斷解決工程實際問題的過程中掌握必要的工程理論與技能。

（二）把握時代人才需求，落實“反向設(shè)計”理念

“SO-CDIO”工程教育模式運(yùn)用“反向設(shè)計”理念，強(qiáng)調(diào)課程設(shè)計應(yīng)該以社會需求為出發(fā)點(diǎn)，將工科專業(yè)教育與未來就業(yè)需求相結(jié)合，以社會對新型工程技術(shù)人才的需求作為課程體系建立的核心目標(biāo)。新型的課堂教學(xué)以工程項目為核心，立足于技能的傳授，將實際工程項目作為課堂探索的載體，倡導(dǎo)師生一起探討與創(chuàng)新。“SO-CDIO”教育理念下的課堂教學(xué)，注重強(qiáng)化學(xué)生的主體意識，發(fā)揮教師的引導(dǎo)作用，使學(xué)生的工程素養(yǎng)在思考與解決項目問題中得到提升?！癝O-CIDO”工程教育模式在要求增強(qiáng)課堂吸引力、發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性的同時，也對教師的工程實踐能力提出了較高的要求，其中“是否能夠?qū)⒄n程學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)與實際工程項目相結(jié)合”“如何更好地引導(dǎo)學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)”就成了教學(xué)的關(guān)鍵要求。要通過不斷完善課堂教學(xué)模式將工程教育“反向設(shè)計”理念落實好。

（三）創(chuàng)新一體化教學(xué)設(shè)計，落實一體化教學(xué)措施

為了能夠完成CDIO教育培養(yǎng)目標(biāo)，必須對傳統(tǒng)的課程設(shè)計方式進(jìn)行根本性的變革，需要在已有教學(xué)資源的基礎(chǔ)上，對可利用資源進(jìn)行重新分配，對原有的課程計劃、課程配套實踐環(huán)節(jié)和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行改進(jìn)，通過“教、學(xué)、用一體化”“理論實踐一體化”對現(xiàn)有教學(xué)模式進(jìn)行改革。

“SO-CDIO”工程教育模式需要有更加詳盡的專業(yè)計劃改革，所以我們提出將“工程設(shè)計”與“職業(yè)能力”作為CDIO專業(yè)計劃的核心并引入現(xiàn)代質(zhì)量管理的基本理念（即設(shè)立目標(biāo)→實施目標(biāo)→反饋→持續(xù)改進(jìn)）對CDIO工程教育進(jìn)行了創(chuàng)新（參見圖2）。

“SO-CDIO”工程教育模式的實施對我們所有一線教師的職業(yè)素養(yǎng)提出了更高的要求，包括把握社會需求、解決具體工程問題、開發(fā)新型教學(xué)模式等。青島理工大學(xué)信息與控制工程學(xué)院通過對學(xué)院、專業(yè)的整合與重組，綜合任課教師已具備的能力和現(xiàn)有的新實驗樓建設(shè)資源配備，依據(jù)工程設(shè)計的理念構(gòu)建了新型改革進(jìn)程，將有效的學(xué)習(xí)產(chǎn)出作為教學(xué)考核的重要依據(jù)。

二、強(qiáng)化專業(yè)認(rèn)證建設(shè)。注重實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)

對理論知識與項目實踐進(jìn)行有機(jī)融合，形成了實踐應(yīng)用為專業(yè)出口的新型自動化教育模式，為區(qū)域建設(shè)發(fā)展提供合格的自動化專業(yè)人才。本學(xué)院始終以教學(xué)工作為中心，堅持以“將社會需求與學(xué)生興趣相結(jié)合，教學(xué)服務(wù)于社會”的辦學(xué)出發(fā)點(diǎn)，重視學(xué)生創(chuàng)新能力和實踐技能的培養(yǎng)，先后在大唐黃島發(fā)電有限責(zé)任公司、海爾集團(tuán)公司、勝利油田、青島能源熱電有限公司等單位建立了校外實訓(xùn)基地和產(chǎn)學(xué)研基地。鼓勵和支持學(xué)生積極參加各種學(xué)科競賽和科技創(chuàng)新活動，近五年來，本學(xué)院學(xué)生多次在國家、省市的大學(xué)生設(shè)計大賽中獲得優(yōu)良成績。另外，本學(xué)院為了支撐校企合作、學(xué)科競賽、科技創(chuàng)新活動的開展，建成了自動化專業(yè)共享資源庫（參見圖3），構(gòu)建了依托多平臺專業(yè)資源的開放共享式交互機(jī)制。