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摘 要:长时期以来,在教育领域出现了许多的教学思想和理论,与此同时也产生了许多新的教学模式。近些年,由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等知名大学经多年的共同探索研究创立了 CDIO 工程教育理念,其提出了一种全新的工程教育理念和教学应用模式,即CDIO教学模式,它让学生以积极主动的方式学习,在学习过程中通过练习与实践,将课程之间进行有机联系而实现相关的预定培养目标。
关键词:CDIO;教学模式;实践教学;能力目标
一、CDIO教學模式简介
我们正处于一个伟大变革的时代,如何推动教育发展使其助力于社会经济发展是亟待思考的问题。20世纪50年代以来,随着科学技术的发展,教育不断面临着新的科技革命的挑战,促进人们利用新的理论和技术去研究学校教育和教学问题。因此长时期以来,在教育领域出现了许多的教学思想和理论,与此同时也产生了许多新的教学模式。通常情况下,教学模式是从教学的整体出发,根据教学的规律原则而归纳提炼出的包括教学形式和方法在内的具有典型性、稳定性、易学性的教学样式。简洁地说就是在一定教学理论指导下,以简化形式表示的关于教学活动的基本程序或框架。
近些年,由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等知名大学经多年的共同探索研究创立了 CDIO 工程教育理念,并成立了以 CDIO命名的国际合作组,其提出了一种全新的工程教育理念和教学应用模式,即CDIO教学模式,它让学生以积极主动的方式学习,在学习过程中通过练习与实践,将课程之间进行有机联系而实现相关的预定培养目标。CDIO培养模式有以下特点:
1、 以项目设计为导向(Design-Directed Learning)的能力培养理念
工程设计是工程实践的精髓所在、功能、技术、经济以及环境,社会乃至历史的要求和约束都要在项目设计的过程中得到反映。通过项目设计将整个课程体系有机的,系统的结合起来。其特点是:所有需要学习和掌握的内容都围绕项目设计这个核心,并与这个核心融合在一起。
2、 基于项目、问题学习(Project-Based Learning)的教学模式
在培养模式的设计上,采用基于项目学习、问题(Project-Based Learning)的理念,将CDIO项目按规模和范围划分为三级:1级为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目;2级为包含一组相关核心课程,能力要求的项目;3级为单门课程内为增强该门课程能力与理解而设的项目,3级项目的设立与否及形式由各门课程大纲根据需要确定。
3、 结合探究式课堂教学与实践教学的教学方式
为使CDIO 的培养模式能在教学实践中得到体现,采用探究式课堂教学和实践教学新理念;其主要内容为:一是重点更新教学观念,从过去的“以教师为中心,使学生知道什么”的传统教育观念,转变成“以学生为中心,学生学到和用得怎样”的新观念,引导学生 “主动学习”;二是在教学过程中教师应提出问题引导学生思考研讨,增加主动学习和动手实践,强调分析问题和解决问题的能力,增强概念学习;三是将所有实验课全部并入相关的课程内,任课教师成为该课实验课教师之一,并主导实验内容,统筹安排课程内的实验,并针对现在的学生缺少实际动手能力,安排丰富的设计性和综合性实验,尽量让学生亲自动手和全身心投入进来;四是是压缩授课学时,部分课程采用边讲边实验边讨论的灵活方式,让学生成为课堂上的“主动者”;五是突出培养学生的创新精神、实践能力、自学能力、综合能力、交流沟通与表达能力、团队合作精神和对大系统的适应与调控能力。
由此可见在课堂教学上,主要体现“构想”环节的需求分析部分。帮助学生明晰所学内容在学科知识体系中的位置,找到完善自身知识框架的方向和途径.当学生在头脑中构建并逐步丰富这个知识框架时,学习的方向性和主动性大大提高,在教师的适当引导下,课堂上也更容易出现轻松活跃氛围。
在实验课环节中主要体现“实现”环节的验证。要求学生在实验前进行实验预习,重点训练学生的工程推理能力,加强思维逻辑性;在实验过程中,一方面促使学生体验团队协作和互信互助的意义,另一方面,在实验受挫之后,通过教师启发,学生自己将失败原因分析出来,最有助于其对相关知识的理解和灵活运用。
二、国内外发展现状
CDIO工程教育模式是国际工程教育改革的新成果,其创始人Edward Crawley由于该模式荣获美国工程院 “戈登奖”,该奖项被誉为“工程界的诺贝尔奖”。CDIO 的理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念,更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。新标准比原标准适应面更宽,更利于提高质量,尤为重要的是新标准为工程教育的系统化发展提供了基础。近些年来,已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织,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。
在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。近些年我国在不断尝试着教育教学改革,开始学习研讨CDIO 工程教育模式并加以实施,改革目标是通过注重培养学生系统工程技术能力,尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力,以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力,吸收世界先进的工程教育理念,建立符合国际工程教育共识的课程体系。
鉴于我国在职业化和职业道德方面教育的欠缺,在 CDIO改革的同时也要强调职业道德的重要性,因此,全新的 EIP-CDIO 培养模式也被提出了,EIP(Ethics,Integrity,Professionalism)是指讲道德、讲诚信和职业化,EIP-CDIO 就是注重职业道德与诚信、与构思-设计-实现-运作进行有机结合、以培养高级工程专业人才为目标的高等工程教育新模式。强调做人与做事相结合,做人通过做事体现,做事通过做人保证,并在培养过程中注重人文精神的熏陶,从而使培养出的工程师具备优秀的职业道德、正直、富有责任感。
三、结语
CDIO对高等工程人才的培养不局限在培养方案、课程体系、教学要求等方面,更是从一个新的角度,即培养的工程人才必须适应日益扩大的国际经济交流以及日益增加的工程全球化竞争环境等角度给予启示。实施CDIO教学,使学生在做中学,能使学生增强职业技能,同时也会对就业率和就业质量得到显著提高。我们要大力倡导和实践工程教育的CDIO模式,规划调整基于现代工程环境下的学科课程体系,将现代工程师素养的培养结合学生专业基础知识的学习,纳入理论课程和实践课程的教学建设之中;加强专业基础教育的同时,关注工程实践,加强实践环节,个人专业技能与人际沟通技能并重,强调综合创新能力,与社会大环境协调发展;建立体验式学习的教学环境;实施主动学习和综合学习的新型“教”、“学”方法;探索更先进的学习评价方法体系。
CDIO工程教育改革是一个涉及到教育各个方面的全面改革,需要全方位的协调,需要发挥各级领导的作用,全员参与。对此我们要有充分的认识,积极规划,建立改革的核心团队,正确评价目前情况,找准切入点,建立适合于自己的模式,试点运行,做好资源调配,提供教、学、考方法的支持。同时,还应继续加强校际交流,建立教育联盟,提高效率,持续发展,使CDIO模式能够在教育教学改革的路上继续前进。
关键词:CDIO;教学模式;实践教学;能力目标
一、CDIO教學模式简介
我们正处于一个伟大变革的时代,如何推动教育发展使其助力于社会经济发展是亟待思考的问题。20世纪50年代以来,随着科学技术的发展,教育不断面临着新的科技革命的挑战,促进人们利用新的理论和技术去研究学校教育和教学问题。因此长时期以来,在教育领域出现了许多的教学思想和理论,与此同时也产生了许多新的教学模式。通常情况下,教学模式是从教学的整体出发,根据教学的规律原则而归纳提炼出的包括教学形式和方法在内的具有典型性、稳定性、易学性的教学样式。简洁地说就是在一定教学理论指导下,以简化形式表示的关于教学活动的基本程序或框架。
近些年,由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等知名大学经多年的共同探索研究创立了 CDIO 工程教育理念,并成立了以 CDIO命名的国际合作组,其提出了一种全新的工程教育理念和教学应用模式,即CDIO教学模式,它让学生以积极主动的方式学习,在学习过程中通过练习与实践,将课程之间进行有机联系而实现相关的预定培养目标。CDIO培养模式有以下特点:
1、 以项目设计为导向(Design-Directed Learning)的能力培养理念
工程设计是工程实践的精髓所在、功能、技术、经济以及环境,社会乃至历史的要求和约束都要在项目设计的过程中得到反映。通过项目设计将整个课程体系有机的,系统的结合起来。其特点是:所有需要学习和掌握的内容都围绕项目设计这个核心,并与这个核心融合在一起。
2、 基于项目、问题学习(Project-Based Learning)的教学模式
在培养模式的设计上,采用基于项目学习、问题(Project-Based Learning)的理念,将CDIO项目按规模和范围划分为三级:1级为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目;2级为包含一组相关核心课程,能力要求的项目;3级为单门课程内为增强该门课程能力与理解而设的项目,3级项目的设立与否及形式由各门课程大纲根据需要确定。
3、 结合探究式课堂教学与实践教学的教学方式
为使CDIO 的培养模式能在教学实践中得到体现,采用探究式课堂教学和实践教学新理念;其主要内容为:一是重点更新教学观念,从过去的“以教师为中心,使学生知道什么”的传统教育观念,转变成“以学生为中心,学生学到和用得怎样”的新观念,引导学生 “主动学习”;二是在教学过程中教师应提出问题引导学生思考研讨,增加主动学习和动手实践,强调分析问题和解决问题的能力,增强概念学习;三是将所有实验课全部并入相关的课程内,任课教师成为该课实验课教师之一,并主导实验内容,统筹安排课程内的实验,并针对现在的学生缺少实际动手能力,安排丰富的设计性和综合性实验,尽量让学生亲自动手和全身心投入进来;四是是压缩授课学时,部分课程采用边讲边实验边讨论的灵活方式,让学生成为课堂上的“主动者”;五是突出培养学生的创新精神、实践能力、自学能力、综合能力、交流沟通与表达能力、团队合作精神和对大系统的适应与调控能力。
由此可见在课堂教学上,主要体现“构想”环节的需求分析部分。帮助学生明晰所学内容在学科知识体系中的位置,找到完善自身知识框架的方向和途径.当学生在头脑中构建并逐步丰富这个知识框架时,学习的方向性和主动性大大提高,在教师的适当引导下,课堂上也更容易出现轻松活跃氛围。
在实验课环节中主要体现“实现”环节的验证。要求学生在实验前进行实验预习,重点训练学生的工程推理能力,加强思维逻辑性;在实验过程中,一方面促使学生体验团队协作和互信互助的意义,另一方面,在实验受挫之后,通过教师启发,学生自己将失败原因分析出来,最有助于其对相关知识的理解和灵活运用。
二、国内外发展现状
CDIO工程教育模式是国际工程教育改革的新成果,其创始人Edward Crawley由于该模式荣获美国工程院 “戈登奖”,该奖项被誉为“工程界的诺贝尔奖”。CDIO 的理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念,更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。新标准比原标准适应面更宽,更利于提高质量,尤为重要的是新标准为工程教育的系统化发展提供了基础。近些年来,已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织,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。
在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。近些年我国在不断尝试着教育教学改革,开始学习研讨CDIO 工程教育模式并加以实施,改革目标是通过注重培养学生系统工程技术能力,尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力,以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力,吸收世界先进的工程教育理念,建立符合国际工程教育共识的课程体系。
鉴于我国在职业化和职业道德方面教育的欠缺,在 CDIO改革的同时也要强调职业道德的重要性,因此,全新的 EIP-CDIO 培养模式也被提出了,EIP(Ethics,Integrity,Professionalism)是指讲道德、讲诚信和职业化,EIP-CDIO 就是注重职业道德与诚信、与构思-设计-实现-运作进行有机结合、以培养高级工程专业人才为目标的高等工程教育新模式。强调做人与做事相结合,做人通过做事体现,做事通过做人保证,并在培养过程中注重人文精神的熏陶,从而使培养出的工程师具备优秀的职业道德、正直、富有责任感。
三、结语
CDIO对高等工程人才的培养不局限在培养方案、课程体系、教学要求等方面,更是从一个新的角度,即培养的工程人才必须适应日益扩大的国际经济交流以及日益增加的工程全球化竞争环境等角度给予启示。实施CDIO教学,使学生在做中学,能使学生增强职业技能,同时也会对就业率和就业质量得到显著提高。我们要大力倡导和实践工程教育的CDIO模式,规划调整基于现代工程环境下的学科课程体系,将现代工程师素养的培养结合学生专业基础知识的学习,纳入理论课程和实践课程的教学建设之中;加强专业基础教育的同时,关注工程实践,加强实践环节,个人专业技能与人际沟通技能并重,强调综合创新能力,与社会大环境协调发展;建立体验式学习的教学环境;实施主动学习和综合学习的新型“教”、“学”方法;探索更先进的学习评价方法体系。
CDIO工程教育改革是一个涉及到教育各个方面的全面改革,需要全方位的协调,需要发挥各级领导的作用,全员参与。对此我们要有充分的认识,积极规划,建立改革的核心团队,正确评价目前情况,找准切入点,建立适合于自己的模式,试点运行,做好资源调配,提供教、学、考方法的支持。同时,还应继续加强校际交流,建立教育联盟,提高效率,持续发展,使CDIO模式能够在教育教学改革的路上继续前进。