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(一)cdio基本现状
长期以来,我国高等学校都不够重视创业教育,现行的创业教育对创业过程中应具备的把握机会、应对挑战、解决困难、综合决策等能力的培养都不足。尤其是工程类大学,其对学生动手能力与解决问题的能力要求更高,传统教育缺乏对学生创新意识与创业精神的培养,其教育理念与教育精神甚至抑制了学生的创业思维。就目前而言,越来越多的工程类大学开始重视并推行创业教育,但效果并不尽如人意。其一,创业教育深度不够,大多数学校推行创业教育的形式是创业选修课、讲座、竞赛等,虽有一定的短期效果,却难以培养学生的创业综合素质,应将创业教育系统地融入到课程体系中。其二,师资力量缺乏,创业教育最好的导师应该是有创业实践经验的教师,但是工程类大学中的创业教师多数缺乏创业经验;另一方面,从社会上请进课堂的创业导师难以形成持续的培养机制。其三,培养系统性不足,流于形式,创业意识难以深入人心。总的来说,我国拥有全球规模最大的工程教育,全球最优、最大的工科生源,但是在工程类大学生中,创业和创新人才的培养却严重不足,我国工程类大学创业教育尚处于起步阶段,没有构成完备的教育体系,教育理论与教学实践迫切需要深入研究。
(二)CDIO教育实践
美国麻省理工学院为世界理工科大学之最,也是CDIO工程教育改革的领导者。学院在课程改革方面,注重加强基础课程与专业课程的衔接,打造课程体系;教学方面强调教师教学方式与学生个性培养的融合;通过增设课程设计环节,贴近工程实际;巨资打造实验室,培养学生构思新系统。南京工程学院借鉴CDIO理念,通过课程模块化、师资多元化、项目系列化、评价多样化以及科技普及化的“五化”模式实施工程教育改革,注重实践,注重专业核心能力培养,为社会培养了许多优秀的工程师。宁波工程学院从制度设计层面构建了“卓越计划123模式”,通过闭环管理系统,推行CDIO教学法,致力于培养具有积极人生态度(Initiative)、良好工程素养(Industrial)和整合应用能力(Integrative)的3I特质的工程师后备人才,成效显著。基于CDIO理念对学生进行创业能力培养,对解决我国高校毕业生就业问题,分流高校就业压力有重要意义:直接以行业用人需求为导向,以就业与创业标准来评价学生,注重就业技能与职业技能,要求教学与生产实践、技能培养紧密结合,避免了传统的产学分离、重理论轻技能的问题。CDIO模式在工程类大学的实践,能够很好地推进创业教育,结合工科院校人才培养特色,推进大学毕业生创业综合素质的提升。目前,宁波工程学院在借鉴CDIO工程教育理念的基础上,逐步完善“基地+平台+窗口+模块”的创业教育模式,突出“知行合一”的校训精神,强化项目体验、校企互动、专业教育与创业教育的融合,结合工科院校特色,培养具有创新创业精神的卓越工程师,也正是基于CDIO理念的创业教育在高校的初步探索。
二、基于CDIO理念的工程类大学生创业教育模式
(一)方案设计
1.人才培养目标。
基于CDIO理念的创业教育人才培养目标如图1所示,一是对基础知识的掌握,强调学生对知识系统的自我构建,在思考、理解、实践中掌握并应用知识。二是提高职业素养与创业素质,具备对产品、过程、系统的掌控能力与领导能力,构建企业环境下的个人态度与创造性思维。三是从宏观角度理解工程类技术对社会发展的战略影响,让学生理解技术如何带动产品革新,从而推动社会发展,这种战略价值观的培养也是CDIO所要达成的目标。
2.整体改革战略。
工程类大学生创业教育改革遵循“体验、融合、互动”三大原则,构建新型教育模式。其中,基于项目化的“做中学”方式是实施工程类大学生创业教育的教学方法论,是核心内容;工程教育与创业教育的融合与互相渗透是实施工程类大学生创业教育的运行机制,是关键环节;校企合作,提供全真或仿真的职业氛围是实施工程类大学生创业教育的实践情境,是环境支持。以上三个因素互相支撑、融合、集成,共同构成工程类大学生创业教育的整体改革战略。
(二)模式
1.一体化创新人才培养模式。
一体化课程是互成体系、相互补充的专业课程,是培养个人、人际交往、产品及系统掌控能力为一体的系统方案设计。一体化改革直指传统课程基础知识与能力培养不能兼顾的弊端。一体化培养模式在体系内设置相互支持、互相补充的基础知识,并且将各项创业能力的培养落实到每个学科与每个教学环节当中。首先是基于CDIO理念改革课程体系,构建培养计划,增加实验教学、工程实践、校外创新活动、社会实践等课程。其次,在教学过程中实施考核机制,一改“课后考试成绩定论”的做法,在过程中评估教学效果与学生掌握情况,实时反馈推动各个教学环节的改革。再次,注重在教学实践中贯彻学生创新能力的培养,以项目为基础驱动,以各种创业大赛、社团活动为载体,鼓励学生自主组织与积极参与。最后,建立创业培训基地,构建基础、研究、创新的教学理论体系,与教学实践紧密结合,在实训实践中培养学生的创业能力。
2.企业与学校共同培养模式。
校企合作无论对工程类大学的人才培养,还是企业的人力资源培养,都是大有裨益的。以企业实际需求为重要参考,实现校企合作,联合制定人才培养目标,深度沟通,共同确定教学内容,并进一步构建教学课程体系是校企合作的重点和难点。校企合作的具体实施会牵涉许多细节,高校方面可以设立专门的工程实践机构,负责学生的校外实训、企业内训以及与企业的深度合作。在联合培养方案的制定中以高校为主,充分考虑企业对人才能力的需求,并落实到学生学习、实训的各个环节。此外,联合校外众多企业,以行业发展变化与前景为主导,对每个专业出现的人才需求变化,针对性地做出及时性、局部性调整。
3.三阶段实践能力培养模式。
CDIO理念对工程类大学生创新能力与创业素质的培养,不是一蹴而就的,也不是齐头并进的。CDIO理念的培养内容主要是基础知识、专业素养、综合能力三大方面,这三方面在不同年级有不同的侧重点。第一阶段,在大一年级时,侧重学生对于基础知识的掌握,包括人文、数理、计算机等基础课程,以系统基础培养为主,同时鼓励学生感受创业创新氛围,并积极参与。第二阶段,在大二、大三年级时,注重专业课程的教育,注重依托项目,在工程实训中理解与掌握专业知识,在实训与实践环节中落实对学生创新能力的培养,尤其到大三年级时,要注重走近企业,开始接触企业的运行思维。培育一些创业训练项目,依托创业工作室,让学生在创业实战中提升创业能力,感悟创业真谛。第三阶段,到大四年级时突出对学生综合素养的整合与提升,对学生进行就业方向的分流。主体学生以到企业中去实训实习为主,按企业的要求来完成毕业设计,在“真刀真枪”的实践中,培养创业所需的各项能力,思维方式靠近企业的实践运营,重点突出学生在创业中信息分析、问题解决、综合决策的能力培养。这个阶段还要鼓励一小部分学生直接创业,并帮助其解决创业过程中面临的实际困难。每个阶段还需配有相应的培养计划和相应的培养平台,包括专业知识阶段的“校内专业实验室”、创新实践的“校内外创新创业实训基地”,以及综合能力培养的“企业实习教育中心”“创业孵化基地”等。
三、基于CDIO理念的工程类大学生创业教育模式的发展建议
(一)建立有特色的创新课程体系
基于CDIO理念的教育模式改革,最为重要的着力点是对现有课程的系统改革。构建基于CDIO理念的特色创业课程体系,要将创业教育与技能教育均融入到课程体系中,系统地培养学生的综合素质。课程体系的构建首先要确认学生的主体地位,将以老师为中心,变为以学生为中心,让学生主动学习探索,以“学生学习到什么、得到什么培养”为课程设计的核心。针对用人单位反映的学生动手能力、沟通能力、创新能力等方面的问题,开设“重实践能力、轻理论知识”的课程,引导学生在主动解决问题的过程中提升创业意识、培养创业能力。此外,增加创业教育课程的比重,引进企业运作分析方面的课程,从成功或失败的企业经营案例中引导学生深入思考。基于CDIO理念的课程创设与构建要更突出系统性原则,全面兼顾基础知识、创业能力、综合素质三大方面的培养目标,在各个课程模块、学科设置、教学环节中保证三方面相互协调,落到实处。此外,课程设置要突出实践,强调个人能力与团队能力的学习效果,用实践的形象化与具体化来加深学生对教学内容的理解。CDIO理念倡导的是系统性能力的培养与提升,课程体系改革与重新构建是为了更好地培养学生的综合素质,提升创业素养,促进就业。
(二)建立长效的校企合作机制
在工程类大学中,将企业运作机制与企业文化引进校园,构建长效的校企合作机制,是培养直接面向企业的应用型与创新型人才的有效途径。CDIO理念中突出实践教学是培养创业意识的关键,创业实践应该以企业原型为模板。校企合作的重点在于让学生的思维、认知、能力更贴近企业的实际运作。为此,一方面可以在校内搭建创业大赛、创业交流会、模拟企业、营销策划大赛、企业案例分析大赛等形式的创业教育载体;另一方面,可以邀请名企高层和创业新秀讲授创业经历与经验,与学生亲密交流,也可以组织学生进入创业创新型企业参观、实习,在工作实践中培养创业能力。长效机制的构建是CDIO理念下创业教育最关键也是最有效的部分。长效机制可以以校企合作项目为依托,在企业建立长效的校园实训基地,组织校企双方讨论编写系统化的培养方案。教学实践、毕业设计、假期实习等都注重校企合作,秉承“合作共赢,扶植创业”的原则,与大学生创业园共同培养创业创新型人才。同时以此为基础,在校企合作机制下突出企业经营实践,突出企业运作中的决策能力、分析问题能力等要求,培养学生创业意识与创业能力。
(三)加强创业师资队伍建设
从创业教育的现状中可以看出,创业教育之所以没有深入开展、没有构成长效机制,师资力量的不足也是关键。传统的创业教育需要改革的不仅是课程体系,师资力量与教学设施的配套支持也是不可或缺的。但是,高校的绝大部分教师是没有创业经验的,这就需要对教师结构进行大的“改造”。对本校已有的教师,一方面,可加强教学一线教师的专业培训,深化创业教育的思想认识与职业素养。另一方面,可选派青年教师直接参与创业项目或创业实践活动,增加教师的创业实践经验,增加创业教育的师资力量储备。此外,从校外引进社会人才扩充师资力量,聘请有丰富创业经验的社会人才定期开展校园创业讲座或者特聘其为大学生创业导师,开辟多条教育途径,构建多元化的师资队伍。
四、小结
关键词:CDIO;专业导论;课程考核方式
中图分类号:G712 文献标识码:A 文章编号:1672-5727(2013)08-0105-03
近20年来,发达国家都在从观念、目标、教育内容到教育方法对工程教育进行整体改革。环顾欧美各科技强国不难发现,科技发展的加速化、综合化、产业化、国际化和一体化,对各国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来国际工程教育改革的最新成果。CDIO的愿景是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行(CDIO)过程的背景环境基础上的工程教育。通过精心规划项目的CDIO,可以引导学生对核心专业课程产生浓厚的学习兴趣,从而达到能力培养、综合发展的目的。
CDIO工程教育模式与以往培养计划的不同点之一是:通过开设导论性的基础课程,从起始阶段就将工程实践引导入门,激发学生兴趣,让学生尽早领略工程技术的精华,并且让他们亲手制造一些简单的东西。
大学生在进入大学之前,绝大部分只是凭专业名称或十分简单的专业介绍对所学专业有一个直观理解,对自己专业认识较少,甚至不知道所开设的课程对从事本专业工作有何作用,导致入学时找不到学习方向和目标,对专业课程的学习缺乏动力。而现有高校的教学计划中,很少有学校开设引导类的课程,帮助学生全面了解所学专业,提高学习兴趣。
在新生入学时开展专业引导教育,开设《专业导论》课,通过相关核心工程学科的应用激发学生的兴趣,明确学习动机。同时,学生CDl0教学大纲要求的主要能力发展也能有较早的起步。广东白云学院从2010年开始,在高职“2+1”人才培养模式改革的基础上,为培养高级应用型人才创出一条新路,对机械设计制造及其自动化专业实施基于CDIO工程教育理念的人才模式改革试点工作,开始了对《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践。
《专业导论》课程的教学内容
根据CDIO教学大纲中对导论课程的教学要求,其教学内容和项目的设计建立在对学生的引导及激发学习兴趣上,结合专业人才培养目标要求,坚持理论联系实际、学以致用的原则,在学生入校时即对学生进行全方位的专业知识教育。将《专业导论》课程的教学分为理论教学和项目制作实践两个部分。
理论教学内容的设计 《专业导论》课程强调教学的系统性、全面性、前沿性以及与国际化,强化学生工程能力的培养。通过精心设计,理论部分内容通过开设10次学科前沿及发展的讲座,让学生了解所学专业的最新发展及应用领域。讲座主要内容如下:机械工程发展简史、工程图学概论、工程材料概论、机械设计概论、机械创新设计、机械制造概论、模具技术发展、机电一体化技术发展、机械工程师职业能力素质要求等。在开展讲座的同时有针对性地带学生去相关企业参观见习,进一步了解和认识专业。
项目制作实践内容的设计 项目制作实践让学生初步体验机械产品的设计制造、装配调试过程及工程图的表达方法,为学生了解本专业、深入学习本专业的知识打下必要基础。对模具方向的学生引入模具结构测绘项目,让学生以模具实物为载体,通过对模具的拆装及测绘,完成简单模具二维装配图和零件图的输出;对机械设计制造方向的学生以齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器为载体,测量并绘制典型零件图和装配图。这样,以工程图学基础理论和实验装置为依托,以工程绘图为载体,对实物装置进行结构分析和研讨,在实践中互动,在讨论中争辩,激发了学生创新意识,达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目的。学生在完成项目的过程中,掌握本专业所需掌握的工程语言——机械制图及零件测绘,直接培养学生对工程图的识图、绘图能力,并对模具结构、常用的机械产品结构有了初步的认识,培养学生的工程意识。
教学方法与教学手段
CDIO改革并不是要淡化理论课程的学习,而是要改革教学方法,采取能激起学生兴趣的教学方法,理论课程的教学不能采取传统的“满堂灌”的教学方式,而应采取基于问题的学习、师生互动主题研讨、案例教学、论文研究、项目训练等教学形式,着力培养学生的自主学习、发现问题、解决问题和创新思维能力。主要通过以下几种方式提高学生的学习兴趣和学习效果:
一是实施教学和研究互动、课内和课外互动、寓学于研的培养模式,设置基于课程的科研训练项目和自主科研训练项目两类,资助学生开展研究工作。基于课程的科研训练项目由研究型教学课程责任教师组织课程教学团队教师指导。自主科研训练项目一般为学生进入高年级后,在导师的指导下自主选题,经学院审批后开展科研训练工作,并以小组的形式参加创新设计大赛、机械设计竞赛、力学竞赛、挑战杯等科技竞赛活动。较好地完成科研训练项目的学生可以取得实践教学环节学分,鼓励学生以科研训练项目研究成果为内容撰写毕业论文,完成毕业环节。
二是在知名企业建立学生实践基地。学生可优先获得去该类企业实习的机会,并鼓励其在企业中开展科研训练项目的研究工作。
三是通过组织科研训练团队、社会工作等途径培养学生的组织、沟通、协调等领导能力。
四是定期组织开展学术讨论。在导师的指导下对各自研究的课题,发表各自观点,营造良好的学习交流氛围,激发创造力,提高学生的表达和沟通能力。
CDIO人才培养模式下的课程考核方式
理论教学部分的考核方式 学生结合10次讲座所讲授的内容,独立查阅中英文文献,开展市场调研,撰写不少于5000字的调研报告或课程论文,并制作讲授课件,参加课堂上模拟的“21世纪制造业前沿国际论坛”,对调研报告或论文内容进行讲授。教师根据学生调研报告或论文撰写质量和课堂讲授的表现,以及平时教学活动全部环节的表现,确定此部分的分数。
项目制作实践部分的考核方式 (1)项目制作实践的组织形式及成果提交。项目制作实践时学生以4~6人为一个项目小组,每个小组配备一名指导教师。项目制作实践以小组为单位,在理论课堂外执行;项目组内活动方式有:座谈式交流研讨,专题式讲解介绍,边做边探讨式互动,系统性总结等。组间活动主要采用总结介绍方式。项目完成后团队需提交的成果资料有:零件图,总装图,工作原理介绍,项目工作总结或课程论文等。(2)项目制作实践考评方式与标准。项目制作实践的成绩分为优(>90分)、良(80~89分)、中(70~79分)、及格(60~69分)、不及格(
课程教学的成效
《专业导论》课程教学及考核方式改革的研究与实践主要取得了以下成效。
培养了学生的自主学习、团队协作、动手能力等,提高了综合素质 在 “模具结构测绘”实践项目教学环节,要求学生完成后提交的资料有:项目工作报告(装配体的工作原理、拆装顺序、装配简图等);全部零件(标准件除外)正式零件图;装配图(每人一张)。据统计,采用实践项目教学后,在学时与原来相同的情况下,45名学生共完成零件图119 张(A4~A1 不等),A1 装配图39张、A2装配图6张,比往届多绘制了装配图,并且零件的种类结构形式也有所增加;学生首次对典型模具机构进行了拆装和测绘。学生解决问题的能力和实际动手能力有明显的提高,促进了实践过程与工程实际接轨。虽然学习难度和工作量增加了,但由于学生自主学习的热情被激发出来,在项目团队的协作和交流中,大大促进了学生的思维能力、沟通能力、动手能力及合作精神,其综合素质得到较好的培养,成绩明显提高。
以项目小组为单位的答辩环节,提高了学生的口头表达能力、团队意识和集体荣誉感 项目制作实践在最后环节进行以项目小组为单位的答辩,采用答辩方式,不仅可以锻炼学生的口头表达能力,还可以培养学生的团结协作精神和集体荣誉感。在答辩时,回答问题的不是“个人”,而是代表团队,每个成员都可以抢答或补充回答,以体现团队的真实水平。该实践教学环节的成绩首先是团队的成绩,然后是在此之下的个人成绩,每名学生的成绩都和自己团队的表现息息相关。
教师的教学能力得以提高 基于CDIO工程理念的课程教学,其主要理念是通过项目制作实践环节,让学生在项目制作的过程中掌握理论知识。这就意味着教师决不可以袖手旁观,而是正好相反,对教师的要求也更高。教师要根据每个项目组学生工作的进展情况给予引导和适当的指导,帮助学生学会如何进行自主学习,使学生面对不同的情况和对象,会灵活选用和综合运用各种知识、手段。教师还要根据各组不同的工程项目,分别对学生讲解必须注意的问题和必要的解决问题的方法及基本原则,介绍一些可供参考的途径和技巧等。
结语
《专业导论》课程教学,根据不同专业方向的人才培养需求,分别设置了模具结构测绘、齿轮泵、二级齿轮减速器、蜗轮蜗杆减速器等项目实践,测量并绘制了典型模具的零件图和装配图,典型零件图和装配图;以工程图学基础理论和实验装置为依托,以工程绘图为载体,对实物装置进行结构分析和研讨。在实践中互动,在讨论中争辩,激发了学生的创新意识,达到了新旧知识优化和创新思维综合训练的目标。
根据课程特点,建立了基于CDIO工程教育理念的课程考核方式,对课程教学中的理论教学部分,以课程论文代替传统考试;在项目制作实践部分,将学生的成绩与团队成绩挂钩,学生成绩由个人和团队两部分成绩组成,采用团队成员之间互评、团队之间互评及导师评价三部分组成,通过课程考核方式的改革,培养了学生的合作意识、团队沟通和协作能力,提高了学生的综合素质。
参考文献:
[1]顾佩华,沈民奋,陆小华.重新认识工程教育:国际CDIO培养模式与方法[M].北京:高等教育出版社,2009.
[2]陶勇芳,商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究,2006,(11):81-83.
[3]杨善林,潘轶山.专业导论课——种全新而有效的大学新生思想教育方法[J].合肥工业大学学报(社会科学版),2004,18(4):1-3.
[4]杨景常.成功的《专业导论课》将影响学生的一生[J].高等教育研究,2007,23(1):38-38,41.
0 引言
为了适应社会经济发展对高等工程教育的迫切要求,教育部提出了“卓越工程师教育培养计划”,吸引了众多高校参与、探索并培养卓越工程师。这些高校通过借鉴已取得了显著成效的国际CDIO工程教育模式[1],并根据自身实际情况和实践经验,形成了多样化的CDIO(如汕头大学的EIP-CDIO)探索和实践[2-3],取得了较好的成效。地方应用性本科院校通过引入CDIO工程教育,进行计算机专业建设和教学改革,对于完善应用型工程人才培养模式,具有重要的启发和借鉴意义。本文针对目前Linux操作系统课程教学存在的不足,在CDIO的教育理念和评价标准指导下,进行课程改革与实践探索。
1 CDIO的基本知识
CDIO是构思(Conceive)-设计(Design)-实施(Implement)-运行(Operate)的简称[1],构思指的是系统性的构想和思考,包括确定客户的实际需求,考虑技术、企业战略和相关规定的整体过程;设计是把构想通过视觉的形式传达出来的活动过程,包括设计、图纸和描述产品、过程和系统实施的方法和计算等;实施是指从设计到产品的实现过程,包括软件编程、硬件制造、测试和验证等;运行是指产品制造完成之后的过程,包括对系统的维修、保护、改造等。
CDIO模式主张在系统和产品构思、设计、实施、运行的工程教育实践环境中培养工程师的基本能力,创造真实的工程教育情境,使学生理解职业工程师专业工作要求和所需的能力要求,通过改革课程体系、教学方法、教师的实践教学能力等内容,让学生以主动的、实践的、多学科间联系的方式,来掌握深厚的技术知识,理解技术发展对社会的重要性和战略影响,培养所需的知识、能力和态度。
CDIO教学大纲包括四个方面的内容:①技术知识和推理;②个人能力、职业能力和态度;③人际交往能力;④企业和社会环境下,系统的构思、设计、实施及运行。CDIO教学大纲不仅对学生培养所要求的知识、能力和态度做了详细的描述,体现了全面培养的特点,同时也体现了CDIO工程教育方法对工程师综合素质能力培养的要求。
CDIO采用12条标准来描述其教学大纲要求的教育目标,对实施CDIO工程教育模式的指引和评价系统,其具体内容包括:①以CDIO为环境背景;②CDIO教学目标;③一体化的课程设置;④工程概论;⑤设计-制作经验;⑥CDIO实践场所;⑦综合性学习经验;⑧主动学习;⑨教师CDIO能力的提升;⑩教师教学能力的 CDIO项目评估。
基于CDIO的人才培养一般按三个级别的项目[3]进行,一级项目围绕专业核心课程、知识及能力培养要求而设定;二级项目围绕一组核心课程的知识点和能力培养而设计;三级项目为单门课程而设计,旨在增强理解和培养相关能力。其中,一级项目为主线,二级项目为支撑,三级项目与核心课程为基础,将核心课程教育与对专业的整体认识统一起来,并结合项目训练对学生的自我知识更新的能力、人际和团体交流能力,以及对大系统的掌握、运行和调控能力进行整体培养。
2 基于CDIO的Linux操作系统课程改革与实践
Linux操作系统是一门内容多、范围广、应用性强的课程,开在大三上学期或下学期,学时为54学时。传统的教学模式主要是以教师课堂教学(28学时)为主,实践教学(26学时)只是为验证理论课的内容,考核方式亦以试卷成绩为主。这容易导致学生缺少对实验的主动思考,学习积极性不高,工程实践能力较弱。在 CDIO的教育理念和评价标准的指导下,我们对教学目标,教学内容,实践能力和考核方式等进行改革。
2.1 教学目标改革
“在实践应用能力培养与基础理论教学并重,突出工程化实践能力和职业素质培养”的教学理念指导下,结合CDIO教学大纲的四方面内容,我们修订Linux操作系统的教学目标为:“围绕Linux系统产业需求和应用技术,以学生为主导,以项目的全生命周期开发形式,掌握Linux平台项目的构思、设计、实现和运作,全方位培养学生的计算思维能力和工程化实践能力”。
2.2 教学内容改革
根据CDIO标准和Linux课程特点,我们通过减少理论教学,加大实践课时的思路对该课程进行改革,课时分配如表1所示。
2.3 实践教学改革
围绕工程化实践和创新精神培养这一目标,我们通过课内验证性实验,课内设计性实验,课内工程实训实验,课外科技创新型实验的有序衔接,构建了多层次、多形式的Linux实践教学体系[4]。
⑴ 课内验证性实验:在课程中配套的CDIO三级项目,以巩固和加深学生对于特定理论知识点的理解程度。
⑵ 课内综合性实验:强调知识模块的综合应用,循序渐进地强化学生的构思-设计-实施-操作能力。
⑶ 课内工程实训实验,裁减实际Linux项目,以团队化的形式实施CDIO二级项目,着重培养学生的综合性工程能力和团队协作能力。
⑷ 课外科技创新型实验:通过科技竞赛,参与教师横向项目等实际Linux课题,锻炼其工程实践能力和科技创新素质。
CDIO教育模式采取以项目为中心、学生为主体的“做中学”教学模式,因此对于课内综合性实验和课内工程实训实验,我们通过小组的项目立项来调动学生学习兴趣和主动性;通过项目组织,让学生进行项目的分工、计划、协调、沟通,锻炼学生的组织能力、团队合作能力;通过项目执行,让学生进行主动学习,分工合作,来培养学生的分析问题、推理问题和解决问题的能力,进而锻炼其工程化实践能力;通过项目演示和汇报,回答提问,来锻炼学生的文档撰写能力,口头表达能力、应变能力。经过这样一个全生命周期项目,学生的职业素养和实践创新能力,都得到了较大的提高。
2.4 课程考核改革
课程考核以验证性实验、综合性实验、工程实训实验组成,分别占期末考试40%,20%,40%。验证性实验以教师现场检查并提交实验报告形式进行;综合性实验、工程实训实验项目则按照学生自评(20%)、组内互评(20%)、组间互评(20%)和教师评价(40%)的评价指标构成来来分别评价。其中教师评价和组间互评以项 目论文、答辩情况、小组合作分工以及项目演示结果为依据。组内互评和学生自评则按照每个学生在项目中的工作量工作完成情况、工作表现、团队合作情况来进行。
经过以上四个方面的改革,并在2011-2013届本科学生中实施,使学生的学习积极性得到了提高,系统思维能力和分析解决问题的能力得到提升,学生的项目开发经验更加丰富,这为未来工作和就业奠定了基础。
3 结束语
CDIO工程教育理念代表了高等教育的改革方向,如何在课程群和单门课程中设计合适的CDIO二级和CDIO三级项目,是课程改革的关键点。本文仅在Linux操作系统课程中进行了CDIO项目的初步探索,未来将结合地方高校的实际和行业需求,与Linux企业开展深度合作,探索校企共建Linux课程,这也是我们未来研究的方向。
参考文献:
2016年6月2日,中国正式成为《华盛顿协议》成员国,这将对中国工程教育质量的提高发挥极大的督促作用,促进中国按照国际标准培养工程师,提高工程技术人才的培养质量[1]。国际上广泛应用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学联合研究提出的[2]。它主要由构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)四部分组成,目的是通过产品研发到产品运行整个过程的锻炼培养学生理论联系实际的能力[3]。按照CDIO的培养模式,工程毕业生的能力被分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层次,并通过12条标准来衡量学生的培养质量,这与中国工程教育专业认证的12条标准有异曲同工之处。
我校机械电子工程专业目前虽然已经制定了较合理的专业培养目标和培养方案,培养了结构合理的师资队伍,形成了较好的理论和实践教学模式,但是与CDIO工程教育标准的要求相比,在培养方案、教学体系、教师队伍建设及教学效果评价机制等方面,仍然存在一定的差距。现有机电专业课程体系存在专业特色不明显、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点,因此要依据CDIO工程教育理念,借助校企合作平台,全面地进行机电专业人才培养模式的探讨,建立符合CDIO工程教育标准的机械电子工程专业实践教学体系。
1.我校机械电子工程专业课程体系情况
目前的专业培养方案里包括的核心课程为:机械制图、理论力学、材料力学、模拟电子技术、数字电子技术、C语言程序设计、单片机原理及应用、自动控制原理、机电传动控制、传感技术、机械原理、机械设计、机械工程测试技术、机电一体化系统设计、互换性、工程材料等;主要实践环节为:社会实践调查、金工实习、电子电路实训、工程制图实践、创新实践、生产实习、毕业实习、毕业设计(论文)、PLC与组态技术综合实验、测试技术与传感器综合实验、单片机综合实验、自动化生产线认知实践、机械设计基础课程设计和机电专业综合课程设计等。
2.CDIO模式下的机电专业教学体系
根据CDIO工程教育标准的要求和我校办学特色,为适应煤炭行业和地方经济对机电专业高级技术人才的需求,结合重实践、重创新的培养目标设计新的课程体系。广泛吸取企业专家建议,深入探讨和修订机电专业课程体系,强化实践环节,构建国际化的课程体系和教学模式,从而保证面向工程的课程体系能够培养学生的实践能力与创新思维。依据CDIO工程教育理念,选择典型的工程实践项目,采取“做中学”的方式,通过在项目中反复训练锻炼学生自主学习的能力,这样不仅可以促进学生对基础知识的掌握,还可以提高学生解决工程实践问题的能力,从而使学生综合素质和能力能达到CDIO标准的要求,增强人才培养对企业的适应性[4]。近年来,主要通过以下措施进行教学体系的改革:
(1)基于CDIO的工程教育理念,构建了“一个核心、两个方向、四个阶段”的工程教学体系。
“一个核心”是以矿业领域的机电一体化系统设计、研发为主,覆盖了多学科交叉领域,主要涉及机械设计、机械传动、机械制造、机电传动控制、PLC、单片机、控制工程、机电一体化系统设计等多种技术;“两个方向”是指机械设计与制造、电气控制系统,选修课中增添“煤矿机电设备”、“工业控制网络与现场总线技术”等课程;“四个阶段”是指根据CDIO理念的构思、设计、实现、运行四阶段指导,学生要经历认知实习、基础课程实验、专业课程设计与综合实验及毕业设计、创新大赛等综合实训,才能更好地掌握本专业的工程应用技术。从第三学期开始,每学期均安排工程实践环节,按照核心知识点和要求来设定每个工程实践项目,在课程设计与毕业设计过程中企业参与。
(2)依托产学研合作背景,通过专业综合实训和企业顶岗实习等环节提高学生工程实践能力。
我校机械工程学院已经建立了电子创新设计实验室、慧鱼模型创新设计实验室、机电控制技术实验室、虚拟仪器综合实验室、动态测试技术实验室等实践创新平台,与淮南矿业集团、皖北煤电集团、淮南万泰电子股份有限公司、淮南润成科技股份有限公司、平安开诚智能安全装备有限责任公司、凯盛重工有限公司、淮南阶梯电子科技有限公司等开展了长期的产学研合作,从而可以保证给学生提供校内、外实践实习基地。通过单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计、实训检验学生电工电路、单片机、PLC综合开发的能力,往往借助典型机电案例(如斜井跑车防护装置、皮带机集控系统、立井提升系统过卷过放保护系统等),让学生经历“构思—设计—实现—运行”四阶段的完整实训。与此同时,让学生积极深入到到校企合作的实习基地中,在相关机电系统中顶岗锻炼,进一步提高学生的理论联系实践的能力,缩短学生个人能力与企业要求的差距。
(3)通过创新团队建设、学科竞赛和大学生科研项目培养学生工程实践创新能力。
为进一步拓展学生科技创新能力,借助学院设置的创新团队、学科竞赛活动、大学生科研项目的平台,在日常的教学管理中,融入紧密联系工程实际的大学生课外科技创新能力培养模式,鼓励学生积极参加“全国大学生机械创新大赛”、“全国大学生机器人大赛”、“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生节能减排大赛”等各种赛事,鼓励学生撰写学术论文和申请专利。
3.结语
CDIO工程教育模式与中国工程教育专业认证的标准是高度统一的,只有坚持以CDIO工程教育模式为指导,依据校企合作背景,不断创新改革机电专业的课程教学模式,才能进一步提高学生的工程实践应用能力,为国家和企业培养出能在机电行业及相关领域从事机电一体化产品和系统的设计制造、研究开发、工程应用和运行管理工作的复合型工程技术人才,达到国际标准的要求。
【关键词】CDIO工程教育模式 电子商务物流管理 考核体系 能力培养
一、CDIO工程教育模式的出现
CDIO工程教育模式是近年来国际教育改革中出现的最新成果,它是由美国Massachusetts institute of Technology(麻省理工学院)、瑞典Goteborg Chalmers Institute of Technology(哥德堡查尔姆斯技术学院)、瑞典Royal Institute of Technology(皇家技术学院)和瑞典Linkoping University(林克平大学)4所工程技术大学发起的一项工程教育改革计划,并以此成立了国际合作组织CDIO。CDIO教育模式以产品生命周期的四个环节―conceive(构思)、design(设计)、implement(实施)和operate(\行)代表教育和实践训练,它以产品研发到产品的运行维护废弃的全生命周期为载体,建立相互支撑和有机联系的课程体系,让学生以主动的、实践的方式去学习。CDIO模式的主要目标是培养学生掌握知识和技术基础、实践操作能力,相当于在新产品的开发过程中的创新起引导作用,其中呢,CDIO的能力大纲和12条标准是实施CDIO工程教育模式的两个重要指标。
二、基于CDIO理念进行教学改革的现状和意义
CDIO工程教育模式作为一种新型教育改革理念,在2005年引入我国教育界,它以培养技术应用型的高等人才为根本任务,学生应具有适度的基础理论知识、较强的技术应用能力、较宽的知识横切面、较高的个人素质和职业素养等特点。自2011年起,民办高校在招生方面普遍面临严峻的生存考验,而我校(山东华宇工学院)凭着特色专业,培养的学生综合素质高、学生动手能力强,以及符合企业对人才的需求,一次次突破招生瓶颈,顽强生存下来并在持续发展。而对于学生综合素质、动手能力、符合企业需求恰恰是CDIO工程教育模式所要求的。同时,我校的根本任务、培养目标和基本特点也和CDIO工程教育模式相吻合,因此,在我校部分专业和课程教学中实施基于CDIO理念下的教学改革具有十分重要的意义。我们在《电子商务物流管理》课程上进行了CDIO理念下的教学改革,笔者在下文中就该课程在CDIO理念下的考核改革应对方案展开论述。
三、建立符合CDIO理念的课程考核体系
课程考核是教学的重要环节,对监控教学质量和人才培养目标的实现起重要作用。但在目前高校课程的考核模式中,多数课程的考核方式比较,无法充分发挥考试对于教学的矫正和反馈功能,难以体现知识、能力、素质相结合的素质教育和能力培养,已经无法适应高等学校的教学改革、生源变化以及企业人才需求等多方面的要求,所以目前的考核方式急需改革,我们要建立以综合素质、职业能力和学习能力为衡量标准的评价体系,探索相应的考核内容和考核模式,逐步建立适应时展需要的考核制度模式。
科学合理的课程考核体系不但能检查学生知识、技能的掌握情况,还能检查教师的教学情况,促进教学质量的提高。基于CDIO理念的教学考核体系改革中,考核方式也要符合CDIO理念,既要考核学生对知识、能力、技能的掌握情况,又要考核学生的团队意识、创新意识、应用能力等。考核方法可根据教学内容预先设计评估指标、内容、分值、范围,采取教师考核、团队考核、学生自评、学生互评相结合进行,综合评价每一位学生知识技能水平和个人能力,同时考核教师的教学效果。
(一)CDIO理念下考核体系的特点
1.评价主体更加多样。强调教法、学法、做法合一,教的主体、学的主体、做的主体都应该考虑进评价范围。所以评价的主体应为教师、同学、学管人员(如辅导员、宿管员等)及实习单位。
2.过程性评价的比重增高。学习是一个动态的过程,而评价应该是自然的学习过程中的一部分,不应该是教学之外的附加内容。评价应该在学生参与学习的情景中随时地进行的,在课堂教学中,评价要在教师和学生中自然地进行,教师和学生无时无刻不在互相评价。这种评价应该在整个教学过程中无所不在,无时不在。这样,以评促改、以评促教、评教结合。
3.更具特色的评价标准。将过分关注学生知识能力的评价,转向对学生知识能力和职业素养、学习兴趣、情感体验、团队合作等综合素质的多角度、全方位的评价。
4.形式更加多样化。考核评价要综合采用包括技能测试、社会调查、论文、设计报告及综合实践报告等形式多样的考核评价,也可以与相关的职业资格证书或技术级证书挂钩。
四、以《电子商务物流管理》课程为例的考核方案改革
我们以《电子商务物流管理》课程为例进行基于CDIO理念的教学改革,同时,课程组的老师根据学习指标制定出一套基于考核学生能力的考核改革方案,能反映出教师教、学生学、在教中做、在做中学的教学效果,同时结合课程特点和经管类学生的通用能力标准,构建了《电子商务物流管理》综合能力考核体系,通过过程性评价、期末性评价等方式全面评价学生的专业素质和综合能力,对课程改革的效果和发展方向起到很好的辅助作用。
1.过程性考核。(1)能力考核。知识方面主要考核学生的学习态度、自我管理(出勤、纪律、以及个人学习和发展的计划和执行)、自学能力、学习创新能力。
技能方面主要考核学生的职业素养、团队合作意识、沟通表达能力(交流、撰文等)、遇事的应变能力等。
(2)实施流程。过程性考核在教学过程中随堂进行,分别以学习任务、学习情境为考核单元,采取现场考核。由教师主导,考查学生掌握的基础理论知识和操作技能并给出评价意见和考核成绩。
2.期末考核。(1)考核方式。知识考核的方式主要有试卷考核,开放性作业考核等;技能考核的方式主要有试卷考核、模拟情景的演练、课程报告、调查报告等。
期末考核方式由课程组老师研讨后具体拟定。
(2)实施流程。学生每6~8人组成课程设计小组,按物流管理角色进行分工(角色包括战略规划主管、物流管理技术总监、采购经理等),开展物流管理综合课程设计。