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2cdio教育模式
CDIO教育模式最早是在美国工程院院士EdwardCrawley教授的倡导下,由麻省理工学院等四所国际知名大学合作开发的新型教育模型。它以产品研发到产品的运行、维护和废弃的全生命周期为载体,建立一体化的相互支撑和有机联系的课程体系,让学生以主动的、实践的方式深入学习相关学科知识与技能,掌握深厚的基础理论与应用实践能力。CDIO分别代表构思、设计、实施和运作。它倡导以项目的设计开发全过程为载体,将实践教学与理论教学有机地联系在一起,通过项目的研发过程,使学生掌握基础知识、提高个人项目设计开发能力、团队合作能力等多项技能,从而适应现代化开发团队与开发环境。将CDIO理念引入中药生物技术的实验教学工作中,必将提高中药生物技术学生的整体综合素质与创新能力。
3基于CDIO教育理念的中药生物技术实验课程改革
3.1培养高素质的教师队伍
高校教师的业务水平很大程度上决定了学生能力的高低,特别是实验课的教学与理论教学课并不完全一样,因此,在实验课教学改革之初,首先需要提高相应教师对CDIO教育理念的理解与领会,通过在职攻读学位、到CDIO开展较好的高校进修学习,提高实验课的授课能力,做好由“实验的指导者”向“科研的引导者”的转变。
3.2合理安排实验内容
CDIO教育理念强调以人为本、以项目带教学,对于具体实验课来说,就是要求教师转变以往的灌输式教学与手把手指导的模式,使学生成为实验的主体,通过教师的引导,让学生自主思考、探索,在整个项目实践过程中掌握各项技能。要求各任课教师结合自身科研实践,总结科研实践与实验教学中所教授实验的差距,制定符合本科生水平,并且与实际科研生产联系紧密的项目进行探索性实验教学设计。要求所设计的实验包括相关项目的关键技术并难度适中,同时还需要对实验教学过程中可能出现的问题进行预想,设计引导方向,并以小组为单位指导学生设计、实践、总结实验,加强学生科研能力与团队合作能力。同时,要积极开展并指导大学生科技创新、本科生毕业课程设计等综合性实践教学环节,强化学生利用所学知识,综合解决实际科研问题的能力。
3.3建立有效的考核体系
CDIO教育理念改变了以实验结果为标准的考核形式,改为综合性评估。考核指标包括在实验过程中的参与度、贡献度、解决问题能力、团队协作能力等多项内容,全面考察学生在整个项目实施过程中的状态,综合评价学生实践能力,调动学生积极性,即可以客观反映学生的综合素质有能够引导学生加强各项综合能力的练习,提高实验课教学质量。
一、CDIO的含义
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),从工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力这四个层面培养学生,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。迄今为止,已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织,其机械系和航空航天系全面采用CDIO工程教育理念和教学大纲,取得了良好效果,按CDIO模式培养的学生深受社会与企业欢迎。我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师,然而我国工科的教育实践中还存在不少问题,如重理论轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新的培养等问题。如今社会对工程技术人才的要求,除了要牢牢掌握既有的知识,还必须具备终生学习的能力,不断地更新自己;必须具有良好的交流能力和团队精神;必须具备对本专业、本行业乃至社会、历史、文化、环境等方面的大系统的理解、掌控能力。而这些能力的培养是没有包含在传统的专业培养理念中的。因此,我们应该探索新的培养理念,在培养计划中对学生的知识结构同他们的终生学习能力、交流合作能力以及大系统掌控能力一同考虑,使整个培养计划成为一个有机的集成体。
二、工科院校文献检索课程现状
(一)课程性质
当前,全国高校,尤其是高职院校在高职生中普遍开设了文献检索课,文献检索课是一门理论与实践相结合的应用性课程,主要讲授文献检索的基础知识、现代信息检索理论、搜索引擎、各数据库原理和检索方法等。通过对本课程的学生,可以使学生掌握如何利用文献信息资源,检索利用文献信息,提高学生的信息素质,加强学生情报意识,使学生懂得如何获得与利用情报,培养学生自学能力、研究能力和创新能力。
(二)传统教学的不足
传统的文检教学存在三点不足,首先,大部分文检课教师在授课时,重点是放在了讲解理论和方法上,教师逐个讲解文献数据库的检索方法及检索技巧,再结合学生专业给出一些检索题让学生实践,学生纯粹为了完成教师的作业而查资料,对各个数据库不能融会贯通,对文献的消化、吸收方法不得要领,到毕业设计查资料时仍然不会利用信息资源,也不知道怎样获得原始文献。在这种教学方式下,学生的学习效果和掌握情况都不理想,预期目的没有达到。其次是实践环节的不足。目前,很多高校没有专门的文检实习室,手工实习一般安排在图书馆的阅览室进行,用于实习的手工检索工具书数量非常有限,补充更新缓慢,电子资源的实习一般安排在图书馆的电子阅览室,图书馆的电子阅览室平时是作为自由上机的场所,座位不足,机器损坏严重,网络速度较慢,可供检索的数据库、电子资源登录时间较长,影响检索质量,往往一节课下来,学生一道实习题还没完成。第三,该类课程任课教师的学科背景有很大差异,在指导学生实践上水平不一。一个普通高职院校所开设的专业至少也有数十个,而担任文献检索教学的教师大都是在图书馆中工作的,学科背景不同,有图书情报专业的,也有其他学科的。图书情报专业的教师对于文献检索的基本原理、方法、检索技巧非常熟悉,但是对于专业方面的知识却存在一定的欠缺,其他学科出身的教师,对于专业知识非常熟悉,文献检索的检索理论、检索方法一般是通过课外自学和研究获得的,没有受过系统的培训,不能将专业和文献检索两者很好地结合起来。
美国目录学教育课的总目标被规定为:“学生在完成大学的学习课程之后,应能有效地利用可得到的图书馆的文献资源和人员,以便为满足情报需求找到所需的资料”,借鉴这种成功的经验,就要对文检课传统的教学方法进行改革。
三、基于CDIO教学模式的构建与探索
(一)转变教育观念,提高对教学各个环节的认识
首先要解决领导和教师的认识问题使他们充分认识到文献检索课程与其他基础理论教学同等重要,将文献检索课程定为专业必修课。在信息高度发达的今天,掌握文献信息的获取方法是人才培养的关键,尤其是对于工科的学生来说,学习文献检索,获取文献资料信息是作为工程技术人员必备的一项技能,要让学生真正明白,课堂教学是进行课程理论教学的主要形式,是教学过程的基础,实践教学是完成教学计划的需要,是理论联系实际的需要,两者缺一不可,在理论的基础上指导实践,在实践的基础上加强理论知识的理解和掌握。
(二)对教师进行培训,重视教师继续教育
一般高职院校的专业多达上百个,少则数十个,每个教师要讲授几个不同专业的文检课,而从事文检教学的教师一般是由图书馆的专业技术人员兼任,他们的学科背景不同,要设立专门的文献检索教研室,结合教师的学科背景给一个或几个相对固定的专业的学生授课,并对所有兼职和专职教师进行图书情报专业和相关专业知识的培训,重视教师的继续教育,有计划地安排教师进修,提高他们文献检索的基本技能和专业技能。文献检索课还应该补充新生力量,提高教师待遇,稳定教师队伍,建立起一支知识结构合理的高素质教师队伍,这是网络环境对高校文献检索教师的要求,也是今后高等院校文献检索课程建设和发展的重要任务。
(三)改进教学方法,改变教学模式
根据各章节教学内容和学生专业的具体情况,选用有利于增强教学效果的教学方式和方法。教师要理论联系实际,在对理论知识的讲解时要结合检索实例,尤其是与本专业相关的课题检索实例, 注意把检索过程中遇到的问题及解决方法教给学生,教学过程中要采用启发式教学,改变学生被动接受知识的局面,调动学生学习的积极性,重视对学生能力的培养,注重对学生进行学习方法的指导,积极引导学生思考问题和开展课堂讨论,尊重学生的创新精神,鼓励学生发表不同见解,以激励学生的积极性和主动性。通过课堂讨论巩固加深学生所学内容,启发学生的独立思考和创造精神,提高自学和综合运用知识的能力。
(四)抓好实践环节,写好检索报告
实践环节是文检教学的一个重要的环节,首先要有固定的实践场所,手工检索要有专门的实习室,保证有一个自然班学生所用实习工具书的种类和数量,网络数据库的检索要有专门的电子实习室,要有足够的实习用机,保证机器设备完好,数据库网络连接的畅通;其次要保证学生完成检索报告的质量,为了加强学生对文献检索理论知识和专业知识的掌握,我们采取让学生自行设计并完成一个完整的课题检索,然后根据检索结果编制完整的检索报告。具体操作步骤如下:
1.教师在上课伊始就让学生设计检索课题,学生可根据学号从教师给定的检索课题中选择,教师给定的检索课题一般与专业相关,学生也可以根据自己的兴趣爱好自己制定检索课题,如果学生是自己制定的检索课题,教师在此过程中要给予指导,以防学生制定的课题范围过宽或过窄。
2.利用检索工具进行检索并记录检索途径和检索结果。学生根据自己选定或设计的检索课题,查找资料,主动学习相关内容。在检索过程中学生之间可以相互交流讨论各自学习的收获,也可以和教师进行探讨,然后利用检索工具进行实际检索,在检索过程中反复调整检索策略,记录下检索途径和检索结果,并结合教师提出的相关问题达到对知识的深入掌握与理解。
3.整理检索结果,编制检索报告。在一个数据库检索任务完成后,学生根据检索的途径、方法和结果,整理文献并编制一份完整的检索报告。
文章编号:ISSN2095-6711/Z01-2016-02-0009
一、毕业设计教学模式的选择
CDIO工程教育模式以“能力培养”为目标,它不仅包括职业技能的培养,也包括团队合作能力和创新能力的培养,其特点是确保学生在深入学习基础知识的同时,提升学生的实践技能。而这正与计算机专业毕业设计的教学目标不谋而合,与毕业设计的教学过程相契合。为了改革当前毕业设计选题靠指定、指导毕业设计靠教学经验、忽视学生的主动参与性等问题,我所在的湖北商贸学院以CDIO理念作为计算机专业的指导思想,采用CDIO与项目式教学相融合的教学模式来设计毕业设计教学环节。
二、毕业设计选题模式
根据调查发现,毕业设计选题往往存在以下突出的问题:设计选题重复现象严重;设计选题陈旧;选题偏重于理论性研究;选题大而虚、针对性不强,缺乏研究价值;课题难度过小或过大,不能有效锻炼学生的实践能力。鉴于以上问题,我院对毕业设计选题严格把关,要求每个学生的选题不能相同,并且从多方面入手拟定选题:一是以学生的课程设计项目为基础,将该选题进行扩充升级;二是以学生在企业的实习项目为选题;三是以光谷软件园为依托,积极与企业合作,采用企业工程师和教师联合指导的方式,将企业工程师的实践经验和教师的研究经验充分融合,双方合作给出既符合行业发展需求又有研究价值的选题;四是让学生调研各类开源网站和社区,自己构思各类可行的开源软件项目选题。
三、教学指导模式
我院采用分阶段多渠道教学指导模式。根据毕业设计的教学进度,针对毕业设计不同阶段的内容分阶段对学生进行指导。指导途径采用多种渠道,如微信、邮件、电话、当面交流等;以CDIO理念为基础,鼓励学生“从做中学”,即从毕业设计项目中学习毕业设计不同阶段的内容,鼓励学生多与同学、指导教师、企业工程师交流,同时采用请教指导教师、查阅文献、网络搜索、请教企业工程师等方式来解决课题研究中遇到的问题。
四、毕业设计的过程管理模式
为了加强对毕业设计的管理,我院制定了一系列规章制度和实施细则,并取得了一定的效果。一是使用开放式的管理机制,允许学生从不同侧面、不同角度按照自己的兴趣特长采用不同的设计思路。二是建立互动机制,提倡通过微信、邮件、电话、当面交流等方式加强师生、学生之间、师生与企业间的互动;并要求指导教师及时记录学生毕业设计不同阶段的信息;三是开启教学督导检查模式,严格审查开题报告、毕业设计中期检查报告、论文初稿、二稿、三稿。
五、毕业设计答辩模式
毕业设计教学必须制定出健全的答辩流程。为了客观透明地评价毕业设计质量,成立毕业设计答辩领导小组和答辩小组,通常采用学生导师初审、答辩小组会审、院领导终审的分级审核的制度。答辩评分也应尽量客观公正,一般选取5~6位有多年毕业设计指导经验的教师组成答辩小组,从学生的仪表仪态、论文简述的流畅性、回答问题准确性、态度是否认真自信等方面进行答辩评分。
六、毕业设计质量评价模式
CDIO理念将学生的基本技术能力、人际交往能力和对产品、过程和系统构建能力都纳入到学生能力评价体系中。我院毕业设计质量评价主要采取以过程为导向的评分机制,具体做法是对于软件项目严格按照软件的生命周期控制进度,对于每一个生命周期阶段所产生的文档及进度报告进行评分,对于每一次的汇报(包括微信、电话、面谈等汇报方式)中学生的表现、考勤等也纳入评分之中,并最终与论文、答辩结果等合在一起以一定比例算出学生总分。
七、结束语
CDIO是一种先进的工程教育教学模式,计算机科学与技术专业属于工科专业,具有很强的实践性和应用性,以CDIO与项目式教学相融合的教学模式对计算机专业毕业设计的教学有一定的现实意义,通过对我指导的计算机科学与技术2015届毕业设计的质量评价发现,以CDIO与项目教学相融合的教学模式在一定程度上提高了毕业设计的教学质量。
参考文献:
[1]CrawleyE.etal.RethinkingEngineeringEducation:TheCDIOApproach[M].NewYork:SpringerScience+BusinessMedia,2007
[2]李曼丽.用历史解读CDIO及其应用前景[J].清华大学教育研究,2008
一、引言
CDIO工程教育模式的核心体现在两个方面:一是强调工程活动的真实背景环境,这就要求工程教育培养的学生具备在真实的社会环境中进行工程活动所必需的知识和能力,这不仅涉及专业技术知识和能力,还包括与工程活动相关的社会、政治、经济、文化和环境等非技术要素。二是强调产品、过程和系统的构思、设计、实施和运作的完整生命周期,注重工程师系统构建能力的培养。所以要实现培养能够胜任这个生命周期中所有活动的工程师的这一目标,工程教育必须重视工程的实践本质要求,能够提供真实工作环境培养学生的CDIO能力。结合CDIO工程教育模式的核心理念,某校安全工程专业的课程体系建设从八个方面展开。
二、基于“CDIO工程教育模式”的课程体系建设
1.CDIO背景环境的建立。CDIO背景环境的建立包括CDIO理念在培养目标、毕业要求、课程体系以及教学条件的保障等多个方面。从诸多环节保障学生能深刻认识安全产品(以“安全技术”和“安全管理”形式输出的产品)的构思、设计、实施和运作过程,并培养其相关能力。依据专业培养目标,安全工程专业制定了12项毕业要求,从个人基础知识、人际交往能力、安全产品建造能力以及学科知识等方面对学生的培养提出要求。在培养目标和毕业要求的基础上,安全工程专业制定了基于CDIO模式的课程体系。通过数学等自然科学类课程、工程基础类和专业基础类课程培养学生思考工程问题的能力,通过一系列课程设计培养学生设计安全产品的能力,通过金工实习、认识实习、专业实习以及毕业实习等课程为学生提供安全工程实践环境,掌握安全产品的实施和运行知识,具备相应的能力。同时,通过毕业论文(设计)环节的培养,综合各种通识类课程的教授,培养学生的综合能力。2.专业利益相关者参与课程体系建设。按照CDIO教育理念,课程体系应能符合专业培养目标,并得到专业利益相关者的验证。根据某校专业培养目标修订制度的规定,安全工程专业每四年修订一次培养目标,同时对课程体系进行修订,保证课程体系建设符合专业培养目标。课程体系修订的过程分为两个层次完成:第一层次每年开展一次,主要进行修订资料的积累,由学院院长牵头组建包括所有专业教师在内的课程体系修订领导小组,在开展用人单位调查和毕业生调查的基础上,初步明确课程体系的修订内容;第二层次四年开展一次,按照第一层次积累的修订意见修改课程体系,并召开行业专家会,确定最终的修订方案,制定新版课程体系。专业利益相关者主要包括学生(通过毕业生体现专业获益)、专业教师、用人单位和行业专家(通过行业专家来评价专业获益)。所有的利益相关者均参与课程体系的建设,并从学生获知需求、教师在专业上的成长、用人需求等角度出发,协助调整课程设置,行业专家则从行业发展的角度评价课程设置的合理性,保证课程体系能得到专业利益相关者的验证。3.综合性教学计划的设计和实施。按照CDIO教育理念,本专业构建了相互支撑的综合性课程体系,并明确将基本个人能力、人际能力和对安全产品的构建能力的培养融于其中。(1)着眼于基本个人能力培养的课程体系。基本个人能力的培养主要通过公共基础课和学科基础课实现。包括数学类和自然科学类课程,奠定牢固的自然科学基础,英语和计算机是应用工具类课程,以一系列思想政治课为思维导向,培养学生社会责任感、职业道德和敬业精神,并注重职业生涯规划;学科基础课包括热工基础、工程力学、电工学、流体力学等课程,为专业学习奠定基础。(2)着眼于人际能力培养的课程体系。通过一系列通识类课程以及毕业设计课程培养学生具有较好的人文社会科学素养,能够在多学科背景下处理好个人和团队之间的关系,发挥个体优势,具有团队协作能力,并具有一定的组织领导能力;具备一定的国际视野,能够在跨文化背景下就复杂的安全工程问题与同行及社会公众进行有效沟通和交流。同时通过安全法律法规等课程的讲授,培养学生在工程实践中自觉遵守工程师职业道德和规范,履行社会责任和义务。(3)着眼于安全产品构建能力培养的课程体系。安全产品构建能力的培养主要通过学科基础课、专业课以及各种实践环节实现。第二学年开设部分学科基础课程,重点培养专业基础知识与技能;第三学年主要开设部分学科基础课和专业课,并开展多种形式的专业实践(金工实习、认识实习、专业实习),重点培养学生的安全专业素养和工程实践能力,并以注册安全工程师和安全评价师执业资格考试的主要科目为参考设置安全评价综合实训等一系列实践课程。每门专业基础课和专业课均设有一定学时的课程设计,在掌握理论知识的基础上,强化学以致用,培养学生系统思考解决问题的能力;第四学年组织开展毕业实习、毕业设计(论文),注重将学位论文与工程实践项目相结合,培养学生的设计能力,从论文选题、设计方法和应用价值多个方面建立论文质量评审指标,考察学生运用基础理论和专业知识分析解决复杂工程问题的能力。(4)工程导论课程的设置。本专业开设必修课《安全科学基础与职业发展》作为工程导论课程,一方面激发学生对安全工程领域的兴趣和动力,另一方面讲授安全工程实践所需要的知识和能力框架,并且引出必要的个人和人际交往能力。(5)设计—实验经验的培养,在课程计划中包括两个或更多的设计—实验经验,其中一个为初级的,一个为高级的。初级的设计—实验经验培养课程包括机械设计课程设计、系统安全工程课程设计、锅炉压力容器安全课程设计、机械安全课程设计、电气安全课程设计。其中,机械设计基础课程设计已经经过三年的教学实践,学生的设计能力在逐年提高。高级的设计-实验经验培养课程主要包括毕业设计,最后以毕业论文的形式考核。培养学生围绕复杂安全工程问题开展设计,要求有充分的设计论证和正确的设计方法,并提供设计图纸或设计方案或体系。本专业通过两层机制对毕业设计环节进行质量控制:一方面,对毕业论文的指导与评审流程进行质量控制,严格控制毕业论文指导与评审过程。另一方面,为了进一步贯彻CDIO理念,培养学生从构思、设计到实施、运行的工程实践能力,专业邀请安全工程领域的专家和企业指导老师共同参与毕业设计(论文)的指导和考核,对培养学生的工程意识发挥促进作用。在近三年的毕业设计(论文)工作中,本专业分别邀请过北京市安监局、北京市北一机床股份有限公司、北京东燕京矿山设备有限公司等多家单位的老师指导学生实践,并对论文提出修改意见,增强学生的工程实践能力,使论文与实际联系更加紧密。(6)工程实践场所保障。安全工程专业近年来在二十多家企事业单位建立了实习基地,组织安全工程专业全体学生在基地进行了实习活动。课程体系中包括的金工实习、认识实习和专业实习都有对应的工程实践场所,各类课程设计都有对应的实验室环境保障。(7)综合实训课程培养多方面能力。通过开设安全评价综合实训课程、安全人机综合实训课程、消防工程综合实训课程,既为培养学生的综合性学习能力和主动学习提供了保障,又提高了教师的工程实践能力,同时保障了学生以及教师的个人基础知识、人际交往能力以及安全产品建造能力的获取。(8)通过课程目标达成度评价毕业要求达成度,每门课程设置与毕业要求相对应的课程目标,通过分析所有学生的课程目标达成度来评价毕业要求达成度,以此来进行学生成绩的考核,评价学生在个人基础知识、人际交往能力、安全产品建造能力以及学科知识等方面的学习效果。