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基于CDIO的软件类创新型人才培养模式探索

来源:用户上传      作者:史晓楠

  [摘 要]面向社会对于创新型人才的需求,项目组以校级软件创新班为例,基于CDIO理念对软件类创新型人才培养模式进行了研究,设计出一套完整的人才培养模式体系,从培养目标、课程体系、教学内容、教学模式、实践活动、管理制度与评价机制和协同育人平台几个方面进行探索,构建合理的研究方案和实现手段,为后续的体系实践提供了完备的方法支持。
  [关键词]CDIO;创新型人才;培养模式
  [中图分类号] G642 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2020)12-0158-03
  CDIO是Conceive-Design-Implement-Operate的过程,即将产品研发理念融入教学过程,培养学生积极主动的方式进行学习[1]。近年来我国学者也进行了相关的研究,杨翔等从课程体系、教学模式、环境建设等三个方面引入 CDIO教育理念构建培养模式框架[2]。程望斌等采用基于CDIO的大学生培养模式,以创新型人才培养为目标,构建出一套适应地方院校电子信息类人才培养的实践教学体系[3]。王敏等探索了结合CDIO理念的机电类创新型人才培养模式[4]。还有不少学者基于CDIO理念对创新人才培养进行了探索,但现有研究大都集中在课程、教学模式等问题上[5-8],针对软件类创新型人才培养模式的探索还较少,尤其缺乏整体培养模式体系构建的研究。
  本文以西安科技大学软件创新班为例,针对CDIO 的创新型人才培养模式进行探索,设计基于CDIO的软件类创新型人才培养模式体系,将CDIO理念融入软件类创新型人才培养的课程体系和教学方法中,同时建立软件类创新型人才的教学评价制度,建立软件类创新型人才管理机制,搭建校企协作育人平台在内的整体体系结构。
  一、基于CDIO的创新型人才培养模式体系结构
  首先,要构思(Conceive)完善培养定位的4个维度:在培养过程中贯穿CDIO理念,设计(Design)软件类课堂教学与课外实践的融合内容,在课内教学环节重构课程体系、设计合理课程内容、改进教学模式和课内实践方法,选择课外实践环节中的 4个方向进行实际操作;在培养环境中实现(Implement)师资及硬件、管理制度评价机制及协同育人平台3大层面的建设,最后运作出(Operate)4种培养效果,构建得到以软件创新班为例的基于CDIO的软件类创新型人才培养模式体系结构(见图1)。
  二、探索内容
  (一)明确培养定位
  培养定位涉及4个维度的内容:目标、层次、类型和规格。人才培养目标是高校开展教育教学工作的前提,是进行高校学科专业设置、教学模式选择的基础。在充分调研西安科技大学办学层次\办学类型的基础上,结合CDIO理论,以软件创新班为例,确定清晰的创新型人才培养目标,并深入研究创新型人才的具体规格。
  项目组以CDIO的核心思想和内涵作为指导,通过对国内外各高校在创新型人才培養模式上的研究成果进行比较研究分析,找出他们在创新型人才培养原则、目标、培养模式和管理体制上的异同,从而归纳出创新型人才培养模式的共同经验,为创新型人才培养发展提供启示和借鉴。与企业相关技术主管、人力资源主管进行交流和调研,可获取企业需要的创新型人才的知识、能力、素养的范围和具体要求。以CDIO为指导思想,在学校办学基本情况和企业调研结果的基础上,确定以软件创新班为研究对象的创新型人才培养目标,对具体规格进行定义,并邀请同行专家进行评价反馈。
  项目组在2019年9月对校级软件创新班的成员进行了问卷调研,收到有效问卷反馈32份。通过分析发现,现有软件创新班学生的自学能力较强,46%的学生能主动地加入到各种讨论中,并敢于发表自己独到的想法;84%的学生在他人的观点与自己不同时会尽力地说服对方,但也会听取对方的想法,如果对方较有理则会改变自身的观点;60%的学生具有一定的好奇心,能够在教师的指导下或自身的学习中发现问题;仅有29%的学生经常留意创新类信息并详细了解。学生认为能提高创新能力的活动排名前三项为:参加科研项目训练、学科竞赛、案例分析;学生获取资料的途径排名前三项为:网络查找资料、与同学讨论和图书馆查找;认为有学生不愿意参与创新实践活动的原因排名前三项为:缺乏实践(试验)条件和平台、自身不重视和占用课余时间;认为可以激励学生参与创新实践活动的手段排名前三项为:推免研究生等各类深造发展机会评定时加分、各级奖学金评定时加分和学分奖励;53%的学生认为实践和创新能力与个人就业之间的关系存在较大影响。
  经过整体分析我们发现,软件创新班成员的自学能力较强,也能较为主动地关注各类学科竞赛。学校需要加大指导教师的团队规模,同时联合教务处完善现有平台和环境的支持。
  (二)构建课程体系
  在软件类创新型人才培养定位的内涵下,我们将CDIO理念作为指导思想,贯穿课程体系设置过程,分为八个模块,即构思阶段的公共基础课程模块和专业基础课程模块、设计阶段的专业核心课程模和专业拓展课程模块、实施阶段的综合能力实训模块和创新创业训练模块,以及运行阶段的科研项目实践模块和企业项目实践模块。这八个模块完整地反映了根据 CDIO 理念构建的课程体系的系统性和可操作。
  首先要获取同类办学层次院校中创新人才培养课程体系的结构和内容。再采用问卷调查法,对已毕业学生和教师进行分类调查,针对在不同人群视角下的创新型人才规格涉及的知识、素养、实践能力、过程管理及课程设置等内容深入调研,并根据调研结果统一形成适用于软件创新班的基于CDIO的创新型人才培养课程体系详细结构。最后采用专家评价法,对该课程体系详细内容进行评价,并针对不足进行修订。考虑到软件创新班的实际情况,该课程体系下的课程学分置换方案在教务管理单位进行论证后获得认可通过并执行。
  (三)丰富教学内容
  要注重学生创新能力的培养,除了常规课程内容外,还要给学生提供更多的可拓展知识的渠道,丰富教学内容。因此学校要建设主要课程的课堂教学和实验教学的素材库、课件库、专题学习网站库,基于CDIO的项目实例库等信息化资源库,为师生教学提供可利用的共享资源,提高网络、多媒体教学质量效率。   教师要分析软件工程专业主干课程的教学内容,将教学目标、重难点及教材参考教材进行整理形成课程内容资源,并以此查找国内外知名大学同样课程的相关课件、实验内容,建设课程资源库。查找网络资源,将课程内容相关的论坛热帖资源、其他教学网站资源和网络教学视频及Github上相关项目资源进行整合,形成专网络资源库。以CDIO理念对课程的案例及优秀学生作品(包括学生参加教师科研项目、参加企业项目等)进行整理,作为CDIO项目实例库的初始资源,在后续的教学过程中不断扩充完善实例库内容。
  (四)优化教学模式
  现有的诸多教学模式如项目驱动教学模式、探究式教学模式、问题式(PBL)教学模式、协作教学模式、CDIO教学模式、翻转课堂、慕课等教学模式各有特点,教师要结合学生具体情况,研究如何有效培养学生创新能力和实践能力的教学模式。还可以与企业合作,探讨教学过程中提高学生创新能力与实践能力的协同教学模式。
  教师可采用探究式、问题式、翻转课堂等先进教学模式,强调以学生为中心的学习,从学习成果出发,让学生带着问题学习,在有限的课堂时间内完成更多深层次问题的探讨和有价值的学习,对创新意识的培养提供更多有效手段。要建立校企合作的协作教学模式。通过将企业项目引进学校和让学生进行校内实训等多种合作方式,让学生掌握专业技术能力,同时引入企业导师现场指导实践环节,提高学生理论联系实际的能力。
  借助省级精品课程“数据结构与算法分析”的平台,加强学生的数据结构课程的知识深化,同时以数据库原理课程翻转课堂为例,积累了一定的教学经验,提高学生的复杂问题的综合解决能力。
  (五)拓展实践活动
  加强对学生创新实践活动的引导。学校要对激发学生创新能力培养的竞赛活动进行筛选,选择高质量的竞赛鼓励学生持续参加。对高水平竞赛的往届优秀作品进行研究,分析其优点和可借鉴之处,以此规范现有竞赛项目,确保竞赛能获得优异成绩。与企业、有科研项目的教师协作,分析现有真实项目需要人员具备的能力,探讨学生参与项目的可行方案并予以实践。探索创业活动对于学生创新能力培养的效果,邀请投资人、企业产品经理对创业项目的可行性进行论证,提高学生的创新创业意识。研究本科生与研究生共同参与项目的可行性。
  学校要研究现有软件领域最新成果,邀请校内外专家进行定期的相关专题讲座,提高学生的专业视野和素养,培养学生的创新意识。调研高水平竞赛的常规内容、时间周期和比赛形式。在软件班内部进行项目孵化,完善项目成果积极参与高水平学科竞赛如挑战杯、“互联网+”、大学生创新创业实验项目、计算机设计大赛等。对接企业真实项目需求,组织学生在企业导师指导下参与真实项目的开发和执行过程,提高学生的实践能力。调研教师在研科研项目,探讨学生参与完成的可行性,针对创新难点继续分解任务,设计合理的科研项目供学生实践参与。举办班级内的创业模拟大赛,锻炼学生团队协作能力,对有市场价值的项目联系企业进行论证,争取经费支持孵化创业项目。依托学校最新研究生部署策略,即将计算机学院研究生引入软件班项目团队中,探索本科生与研究生协作完成各类项目的可行性,在与研究生的交流中提升本科生的创新意识,为其竞赛、科研等项目的完成,以及科研论文写作、学生考研准备等工作的实现发掘新途径。
  仅2019年上半年,软件创新班成员共参加各项比赛含ACM-ICPC国际大学生程序设计竞赛、中国高校计算机大赛—团体程序设计天梯赛、蓝桥杯大赛等共计九类比赛,获得奖项共计43项,获批国家级大创项目2项、省级大创项目4项。
  (六)健全管理制度与评价机制
  创新人才的培养还有赖于制度创新,变革旧的教育管理制度和人才培养模式,建立健全有利于创新人才成长的管理制度。学校要不断完善人才的选拔机制和评价机制;要通过制度保障推动创新教育,促进学生的创新能力培养,保证教师参与创新教育的积极性。同时,要注意各种激励手段的综合运用,对在创新教育实践中表现突出的师生给予多种形式的肯定和鼓励。
  学校要組织创新班相关学生、指导教师、主管各级单位负责人进行充分访谈,汇总意见制订软件创新班学生管理制度和考核评价方案,软件创新班指导教师(包括企业导师)管理制度和考核评价方案。明确教学质量评价的量化标准, 实现多元化的评价主体, 采用过程化的评价成绩以及多样化的评价方式,制定软件创新班课程教学质量评价方案。结合软件创新班指导教师的教学活动,参照现有文件,采用比较法修订教学工作量计算办法指导意见,修订岗聘、特殊津贴、绩效考核等各类人事管理文件中有关教师教学科研工作考核及评价的内容。与企业导师、校内指导教师协作,探讨科研项目、企业项目的学分置换方案可行性,并提交研究结果给上级主管部门审批。完成软件创新班项目管理制度,对项目申报、审批、运行、验收过程进行规范管理,同时对项目经费来源、使用方式等内容也进行管控。
  在2019年上半年,学校完成了《西安科技大学创新创业学院软件创新班资产管理方法》《西安科技大学创新创业学院软件创新班班级管理条例》和《软件创新班指导教师管理制度》等规章制度的制定。
  (七)搭建协同育人平台
  学校要与企业合作搭建协同育人平台,力争实现学生就业和企业员工培训一体化通道。纵向延伸产学研合作范围,实现校企双方共赢。 聘请企业专业技术人员、工程师等作为企业导师, 同时选派指导教师去企业挂职锻炼,共建“双师型”教学团队,作为协同育人平台的核心教育力量。研究创新能力的要素,以及创新能力培养的多种途径,使学生通过对学—练—做—评等环节的参与,实现对其创新能力从无到有、从弱到强的培养。
  对比同类协同育人平台的优缺点,项目组提出了适应软件创新班人才培养的协同育人平台架构,并逐步完善其中的内容。要充分调研企业需求,组建“双师型”教师团队,协同企业实现产学研深度合作。突破现有单一的创新能力培养模式的瓶颈,通过研究共享项目库中学习优秀项目的优势之处,将学过的知识应用到竞赛项目中,再深化拓展到科研或企业项目,在项目的参与过程中培养创新能力和实践能力,引导学生逐步实现最终的职业规划。
  2019年,学校与西安辰启集团合作建立了双创中心,引进企业产品经理项目经理对创新班学生进行项目指导,引导学生参加企业的子项目并进行现场实习,提高了学生的实践能力。同时借助产学研协同育人项目,与矩达有道公司合作,通过计蒜客平台的ACM的算法分析训练系统提升了学生的算法设计能力。
  三、总结
  本文以校级软件创新班为例,构建出基于CDIO理念的软件类创新型人才培养体系,并从培养目标、课程体系、教学内容、教学模式、实践活动、管理制度与评价机制和协同育人平台几个方面进行探索,设计出内容较为充实的整体方案,为后续培养体系的顺利执行提供了完整的解决思路。未来的工作是对在此体系下软件工程专业的整体创新能力进行评价并完善反馈体系。
  [ 参 考 文 献 ]
  [1] 李亚芹,韩阳阳,史立秋.基于CDIO 模式工程类卓越工程人才培养探索与实践[J]. 经济师,2016(2):211-213.
  [2] 杨栩,冯诗瑶.“双一流”建设背景下基于 CDIO 理念的研究生创新型人才培养模式研究[J].黑龙江高教研究,2018(8):6-10.
  [3] 程望斌,李武,彭鑫,等.基于CDIO的创新型人才培养模式研究[J].电子技术,2016(11):11-13.
  [4] 王敏,詹国兵.基于社团、竞赛、精英班和创客教育的分层递进式的机电类创新型人才培养模式探索与实践[J].时代农机,2017(4):151-153.
  [5] 黎文.“互联网+”背景下高校创新型人才培养的思考[J].西昌学院学报·社会科学版,2017(9):112-116.
  [6] 刘焕阳,韩延伦.地方本科高校应用型人才培养定位及其体系建设[J].教育研究,2012(12):67-70.
  [7] 庄宏,陈忠,唐文献,等.CDIO项目式教学研究与设计:以面向工程教育专业认证的工程图学课程为例[J].大学教育,2019(3):18-21.
  [8] 薛永兵,赵风琴,刘振民.基于CDIO教育理念的应用型本科大学实践教学体系的构建:为激发大学生创新动力的实践教学研究[J].大学教育,2019(9):176-179.
  [责任编辑:刘凤华]
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