信息类CDIO工程应用教育教学模式的研究与实践
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作者: 李敏之 孙奇 李玉龙
［摘 要］CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,我校通过对信息类专业引入CDIO工程教育理念,经过多年教育教学模式的探索与实践,建立了以CDIO工程教育为核心的人才培养模式体系,明确了人才培养模式改革的思路和定位,设计与实施了培养方案,取得了丰硕教育成果。
［关键词］CDIO工程；教育模式；培养方案
［中图分类号］G64 ［文献标识码］A ［文章编号］1005-6432（2011）49-0221-02
2010年6月教育部启动“卓越工程师教育培养计划”,目的是培养一批创新性强、能够适应经济和社会发展需求的各类工程科技人才。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,它以培养学生工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力为核心,其中C代表“构思”、D代表“设计”、I代表“实现”、O代表“运作”。在这一思想的指导下,我们提出了“工程应用能力强、自主学习能力强、专业创新能力强和社会适应能力强”的“四强”培养目标。确立了普通工科院校的人才观、适应社会需要的质量观、开放培养人才的教育观。在这些理念的指导下,我们构建了信息类本科生CDIO工程应用教育教学模式,将工程教育贯穿于各个教学环节。
1 人才培养模式改革的思路和定位
通过多年的探索与实践,我们将信息类大学生CDIO工程教育教学模式的人才培养理念定义为：拓宽专业基础、坚持理工交叉、重视科学实践、发展学生个性；将人才培养的定位定义为：培养信息领域学科视野开阔、学术功底扎实、实践动手能力强的创新创业人才；将人才培养的思路定义为：低年级打下厚实的数理化基础知识,中年级加强信息类专业基础知识,高年级按照社会需求动态定制培养计划。将实践环节贯穿于人才培养的全过程,低年级的实验课程帮助理论课程的理解；中年级开始通过实验、实习和参加教师的科学研究加强专业认识及培养动手能力；高年级以项目为牵引开展各选定专业方向的教育培养,着重培养创新和创业能力。
2 培养方案的设计与实施
加强信息类大学生工程应用教育,我们对信息类专业系列课程的教学内容、教学方法和教学手段进行了一系列改革：根据不同专业制定有专业倾向性的教学大纲和计划,不同专业选择有针对性的理论内容和工程应用实例；对于同一专业的学生,按照基础和能力分层。采用“学思结合、知行统一、因材施教”的教学手段,强化优秀学生的个性特征,激发普通学生的学习兴趣和自信,找到各自发展的最佳土壤和模式。
2.1 培养目标的确定
我们将信息类学生CDIO工程教育教学人才培养模式的培养目标定为：培养德、智、体全面发展,具有系统扎实的理论基础和在信息产生、获取、传递、处理和应用等方面较宽广的专业知识,良好的人文素质,特别是具有很强的实践动手能力、创新创业能力,在信息领域具有国际竞争力的高层次工程技术人才。毕业生可在信息技术产业部门、科研院所、高等学校及其相关领域从事信息科学与技术研究、系统集成及设计、开发等工作,并能创办国防、科技、经济发展需要的高新企业。
2.2 培养方案的设计
以兰州交通大学国家级交通信息工程类人才培养模式创新实验区、国家级计算机科学与技术实验教学示范中心、国家级电工电子实验教学示范中心、国家级大学科技园为平台,根据CDIO工程教育理论,构筑突出工程应用与创新能力培养的“1+2+3”实践教学体系。融课内与课外两个实训模块于一体,每个模块分三个实训层。课内实训模块由基础内容实验层、新技术应用与设计层、综合设计与实践层三层构成,增加实验内容的自主性,完成具有多样性、挑战性、联系工程实际的课程设计,进行新技术的应用与实践,鼓励参与导师的研究课题或工程项目,培养学生的工程实践和科学思维能力。课外实训模块由兴趣培养层、应用训练层、创新训练层三层构成,引导学生自主完成各种小制作,创新实验,组织学生参加校内不同层次的科技竞赛,集中培训、专门教师辅导,参加各类省级和国家级竞赛,进一步提升学生的工程应用与创新能力。实践教学体系在纵向引导学生由浅入深,在横向与各专业对口支撑、有机结合,凸显现代工程教育的针对性和实效性。
2.3 培养方案的实施
实践CDIO工程教育理论,摈弃陈旧的教材和教学方式,加大实验、实习和社会实践等教学环节在整个课程体系中的比重。一般来说,高素质人才的知识结构分为三种类型：专业技术知识、经营管理知识、综合性知识。为此,对于《模拟电子技术》、《数字电子技术》等工程应用性较强的课程,我们采用案例教学与任务驱动教学法,在课程第一堂课,就给出实际工程设计项目或下达课程设计任务,以案例的介绍、分析为主线,将知识的重点、难点融入到案例中来讲解。在整个课程结束时,学生以口试或小组答辩等形式参加考核。
考核评价是人才培养的一个重要组成部分。我们以学生的发展为取向转变考核观念,改革考核内容和方式。近年来先后在420个班级约2万5千多学生中实行“总结报告＋半开卷”、“笔试+小组答辩”、“课程设计+口试”、“课程设计+小组答辩”、“分类分层考核”等形式多样、各具特色的考核方法。考核评价的内容从以知识测验为主转向以能力测验为主。
高质量的教材是深化教学改革,全面推进工程教育、培养高素质创新人才的重要保证。项目组成员物化了研究成果,2009年起陆续编写出版信息类系列优质教材共7本。不同层次的学生选用不同版本的教材,A版面向提高层学生,B版面向基础层学生。
3 取得的丰硕成果
我们组积极探索勇于实践,在多年的应用实践中,取得一系列丰硕的成果：每年有4千多名学生受益于全新教学模式和形式多样、各具特色的教学与考核方法,教学质量显著提高。“1+2+3”实践教学新模式和工程教育实践平台发挥了重要作用,学生的工程应用与创新能力显著提高。每年有近千名学生参加各类涉及范围广、影响力大的学科竞赛,且成绩斐然。近几年在全国大学生电子设计竞赛、机械创新大赛、“飞思卡尔”智能车等竞赛中获国家一等奖4项,二等奖17项,三等奖5项,省级特等奖22项,一等奖44项,二等奖34项。毕业生因“作风扎实,动手能力强,有较强的创新精神”而受到用人单位的青睐,连年就业率名列甘肃省高校前茅。
4 结 论
结合CDIO教学理念,明确解决教什么,怎么教的问题。多年的实践证明,新的教学模式在普通高等工科院校的信息类专业教学中实用、适用、好用,开拓了学生的视野和思维,实现了实际、生动、有效的现代工程教育。
参考文献：
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［2］李林,罗侃.CDIO模式在软件开发人才培养中的探索［J］.现代企业教育,2010(18）.
［3］林春景.基于CDIO教育理念的电子信息工程课程体系的改革与探索［J］.广东白云学院学报,2011(1).
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