薛红梅，孙胜娟，张永健，鲁茜茜

（1.河北工程大学 信息与电气工程学院，河北 邯郸 056038；2.华中农业大学 理学院，湖北 武汉 430070）

基于项目体系的CDIO教育模式改革的深化研究与实践
——以计算机科学与技术专业CDIO试点班为例

薛红梅1，孙胜娟1，张永健1，鲁茜茜2

（1.河北工程大学 信息与电气工程学院，河北 邯郸 056038；2.华中农业大学 理学院，湖北 武汉 430070）

在CDIO教育模式改革基础之上，以工程教育改革深化为目标，以计算机科学与技术专业CDIO试点班为例，提出基于项目体系的专业人才培养方案，制定以项目为主体的教学计划，把传统的教学模式转变为“项目实践——知识提炼，能力养成”。将工程项目贯穿于四年的教学活动中，努力让学生从解决实际工程问题的角度学习专业知识，掌握工程的思维方法，提高学生独立分析问题、认识问题、解决问题的能力。

CDIO；深化研究；项目体系；工程思维

90年代末，美国麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology，MIT）航空航天系教师开始探讨如何能把理论知识的传授和实践能力的培养结合起来， 基于工程教育模式改革计划开始正式启动。

1999 -2000 年，MIT开展了CDIO教学改革的预研究工作。国际CDIO工程教育组织自2004年正式成立至今已发展到世界超过25个国家81所院校成员［1］。

2006年汕头大学参加第二届国际CDIO会议并正式加入CDIO国际合作组织［2］。在此后几年，清华大学、成都信息工程学院和北京交通大学等学校先后加入了CDIO国际合作组织。2008年11月，中国CDIO网站开通，为CDIO在中国的传播提供了一个交流、合作及信息共享的平台。2009年，教育部质量工程项目的第二类特色专业建设项目中设立了CDIO特色专业，全国共计获批设建11个专业。

目前，CDIO的研究成果主要还是在课程教学改革与课程体系建设方面的应用。全国相关高校也在根据自身的课程安排、学生的特点分别进行了有针对性的改革。我国许多高校的计算机科学与技术及相关专业开始正式启动了CDIO工程教育模式改革。在历时多年的系统改革和教育实践过程中，积累了许多CDIO工程教育改革经验，并取得了一定的阶段性成果。但在CDIO工程教育模式改革实践过程中也发现了现行的教学过程依然是“以课程体系为中心，以传授知识为目的”的传统教育培养模式，在教学方法仍然是以知识点讲授为主。工程实践并没有贯穿于课程的教学活动中，工程实践教学缺乏连续性和系统性，由于在课堂上学到的知识点比较分散，学生并不能真正理解它们之间的联系，也就不能熟练地将它们应用在项目中。

因此，根据以上特点，有必要在CDIO教育模式改革的基础之上，以CDIO工程教育改革深化为目标，形成以工程化项目体系为主导，课程体系为支撑的CDIO改革深化和实践模式，重点提升工程实践环节对学生工程素养和工程能力的关键支撑作用。

一、基于项目体系的CDIO工程教育模式改革的深化，对促进当前教学工作，提升教学质量起到关键性作用

充分融合CDIO能力（CDIO大纲中包含4个层面、17条70点能力）培养要求和行业技术需求，“以项目代替课程”作为培养方案的基本构成单元，注重培养学生解决实际工程问题的能力，可以极大地提高学生对专业知识的综合运用能力，从而增加学习兴趣。

依托项目体系主导的人才培养模式，对学生和教师在教学和能力培养过程中的地位进行重新定位：学生成为主动承担建构知识的角色；而教师主要是承担教学的组织、咨询、引导和评价的角色。新的角色定位能进一步提升学生学习的主动性，培养探究知识的兴趣和能力。

可以建设一个践行“基于项目体系的CDIO教学模式改革”的试点班，全力打造试点班所需的师资队伍、软硬件环境，制定教学大纲、考核标准、就业指导计划等的配套机制；在试点班取得良好培养效果的基础上逐步将其培养运作机制向整个专业乃至全校工科类专业渗透和推广。

二、建立具体可操作的实施机制是深化与试点研究顺利开展的关键

1.变传统的“理论知识——课程设计”的演绎思维，以归纳思维为指导，确定“项目实践——知识提炼，能力养成”的学生培养过程。

提出的“项目实践——知识提炼，能力养成”培养过程，可以解决上述问题，真正实现“做中学”，学生在项目实践中进行知识学习、归纳，能力训练。

2.以能力培养为导向、以项目设计为核心形成基于项目体系的CDIO人才培养方案。

整个教学计划以行业职业生涯中由浅入深的一个个工程项目作为教学计划的构成单元，项目纵向以专业技术能力的渐进进行进阶式衔接，横向以相同或相近工程项目进行有机关联。

（1）归纳思维为指导，确定“项目实践——知识提炼，能力养成”的学生培养过程。

转变传统的演绎思维为归纳思维，强调“做中学”，将按学科分类划分的一门门课程代以行业职业生涯中由浅入深的一个个工程项目，在项目实践中进行知识总结、归纳，能力训练，改传统的课程体系教学计划，为项目体系的教学计划，确定“项目实践——知识提炼，能力养成”的学生培养过程。

结合企业调研明确地方和行业需求、工程需求、学生需要和科技发展需要，设计进阶式项目体系结构，以项目代替课程，把项目作为培养方案的基本构成单元，构建基于项目体系的CDIO工程教育人才培养方案。

针对计算机科学与技术专业的特点来设计CDIO工程教育模式的研究方案。依据CDIO大纲的能力要求制定本专业基准，在专业基准导引下进行一体化课程计划、一体化教学过程、工作空间的设计，提出构建CDIO软硬环境建设思路，探索考核评价方法。

（2）设计项目体系架构，构建基于项目的CDIO工程教育人才培养方案。

依据CDIO能力培养的层次化渐进过程，设置自顶向下的三级培养目标，并配套设置三级项目体系架构。依据CDIO能力培养和行业技术需求，确定专业人才培养目标和培养特色，并将其作为人才培养方案中的一级指标，给出达到此指标应具备的专业技术和工程能力，设计与之相对应的顶级项目。

一级项目——以训练学生大系统分析、设计、实施、掌控能力为目的，设计一个容纳专业主要核心课程的一级项目。

分析并分解一级指标，确定达到一级指标（完成一级项目）所需的知识储备和能力需求，作为人才培养的二级指标，设计与之相对应的二级项目。

二级项目——以训练学生交流、创新、团队协作进行系统设计实施（D和I）等能力为目的，设计若干包含课程群内核心课程的二级项目。

分析并分解二级，确定达到二级指标（完成二级项目）所需的专业基础和能力，将其作为人才培养的三级指标，设计与之相对应的三级项目。

三级项目——以训练学生工程意识、职业素养、专业技术、工程实践等能力为目的，设计有机串联各门专业核心课程知识点的多个三级项目。

各级项目纵向以专业技术能力的渐进进行进阶式衔接，横向以相同或相近工程项目进行有机关联。整个教学计划以项目为主线，知识服务项目，并在项目实施过程中得到深化，通过“做中学”，掌握学科知识体系，锻炼工程实践能力。

（3）建设校内工程实践中心和校外实习实训基地，对学生进行较为系统的能力培养。

相较于传统的课堂模式，真实的工程环境有助于学生了解企业或行业对员工知识结构、技术技能、综合素质的要求；体验企业的文化氛围；体会典型行业团队的角色构成及角色之间的协同工作技巧；体验在实际工程项目中课堂理论知识的应用，使学生的项目实战经验得到积累，从而增强学生的就业能力和信心。

三、结论

综上所述，在基于项目体系的CDIO教学模式改革实践的过程中，理论与实践相融合的教学模式必将突破双方固有的壁垒。具有开放性和综合性的实践项目贯穿整个教学过程的始终，一方面将激发学生的学习主动性、培养工程意识、提高创新能力，同时也对教师的教学能力和专业综合实践能力提出了新的挑战。同时，深化基于项目体系的CDIO工程教育模式改革将对计算机相关专业及工程类的其他专业教学改革起到示范和参考的作用。

［1］雷环，汤威颐，Edward F.Crawley，培养创新型、多层次、专业化的工程技术人才——CDIO工程教育改革的人才理念和培养模式［J］.高等工程教育研究，2009（5）.

［2］陈春林，朱张青.基于CDIO教育理念的工程学科教育改革与实践［J］.教育与现代化，2010（3）.

［责任编辑 王云江］Further research and practice on the reform of educational pattern based
on the CDIO project system——A case study of the CDIO experimental class of computer science and technology

Based on the reform of CDIO educational mode and aimed at deepening the engineering education reform， taking the CDIO experimental class of computer science and technology as an example， the paper puts forward the personnel training program and makes a teaching plan that regards the project as center， changing the traditional teaching mode into “project practice， knowledge refinement and ability development”. Make the engineering projects run through four years’ teaching activities and strive to enable students to absorb professional knowledge from the perspective of solving practical engineering problems， mastering the engineering thinking methods to improve students' independent ability to analyze， understand and solve problems.

XUE Hong-mei1， SUN Sheng-juan1， ZHANG Yong-jian1， LU Qian-qian2
（1. College of Information and Electrical Engineering， Hebei University of Engineering， handna 056038， China； 2. School of Science，Huazhong Agricultural University， Wuhan 430070， China）

CDIO； further research； project system； engineering thinking

10.3969/j.issn.1673-9477.2016.03.037

G642

A

1673-9477（2016）03-0117-03

［投稿日期］2016-03-18

2014-2015年度河北省高等教育教学改革研究与实践项目：基于项目体系的计算机专业CDIO工程教育模式改革深化与试点

薛红梅（1976- ），女，河北永年人，副教授，硕士，研究方向：计算机教育、信息安全。