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CDIO的培养模式
创建日期:2011/2/22 10:59:49 创建者:admin

一、  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。基于这一理念,我们设计了以项目设计为导向(Design-Directed Learning),能力培养为目标的EIP-CDIO培养模式,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。  
    
通过精心规划的构思,设计,实施,运作(CDIO)项目,可以引导学生产生对核心专业课程的学习兴趣,从而达到能力培养,综合发展的目的.与以往培养模式的不同之处是:

(1)通过具有导引性的基础课程,引导工程实践入门,激发学生兴趣,让学生尽早领略工程技术之美;

(2)常规课程以相互有机联系的方式传授;

(3)通过贯穿专业核心课程学习全过程的CDIO项目,让学生在学习专业知识的同时亲身体验高级设计过程,使得知识的学习和应用之间形成良性互动。

二、  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。

1级项目要求能完整的,有衔接的贯穿于整个本科教学阶段,使学生系统地得到构思、设计、实现、运作的整体训练.每专业至少有二次1级项目,一般可以在一或二年级开始进行一次1级项目,通过对一个实例产品的解剖,了解其构成与设计,使学生提前了解即将所学本专业核心内容与实际产品的关系,从而以一个工程师的角度去面对即将开始的专业课学习,同时通过一个早期项目的构思与设计,激发学生兴趣,展示其早期的创新思维与构思,并让他们建立起一定的整体概念;而以毕业实习+毕业设计为第二次1级项目,该次1级项目与上次1级项目相衔接,经过相关课程与项目的训练,要求学生利用所学知识,完整地展开构思、设计、实现、运用一个产品项目,从而在系统上完成的一个实践的经历。每个1级项目作为一门课程单独计分。1级项目的目的就是让学生从解决问题出发,探索工程问题,激发他们对工程问题的兴趣和掌握解决问题的途径。

2级项目则以相关核心课程群和相关能力要求为基础。作为1级项目的支撑,2级项目既是对相关课程群的综合,也是对整个教学体系的补充,主要培养学生综合应用相关课程内容的能力,特别注重学生的创新思维能力与终生学习能力的培养。一般以三至六个2级项目为载体,以加强本专业核心课程的学习与应用。每个2级项目作为一门课程单独计分,为容纳多个核心课程的教学进度,一个2级项目可以跨学期,甚至跨年度,但每学期应有考查成绩作为此课程最终计分的一部分。

3级项目是单门课程内的项目。在所学课程为学生提供强大的基础知识背景和数学,科学方法训练的基础上,3级项目根据课程教学自身需要设立小规模实践项目,通过3级项目的训练使学生加深对课程内容的理解与应用。

整个培养计划是以1级项目为主线,以2级项目为支撑,3级项目与核心课程为基础,将核心课程的教育同专业和系统的整体认识统一起来,并结合学生的自我更新能力,人际和团体交流能力以及大系统的掌握,运行和调控能力一起进行系统的培养。设计是工程的根本所在,通过设计可以将科学和技术的基本原理放到具体的环境制约之中。对于学生来说,设计的具体性和探索性既可以深化学习的理解,又能激发学生主动学习的兴趣.配以适当的时间、经验以及对社会、历史、职业道德的修养反思,可以使学生不仅在专业修养上而且在整个CDIO倡导的个人能力、团队能力、系统的适应与调控能力同时得到培养和提高。

三、  结合探究式课堂教学(Inquiring-based Learning)与实践教学(Experimental Learning)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(Inquiring-based Learning)和实践教学(Experimental Learning)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;最后我们为整个培养计划设置丰富的实践项目并辅以工业实习,利用课堂和现代学习场所/实验室使计划具有活泼的、实践的、团队的特色。

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。真正地在实践中学真知;在实验总结环节中,注重对实验报告的规范,不仅训练学生训练文字表述能力,而且要求学生在结果分析中对比实测结果与理论结果,找差异析原因,以求发现新原理、新知识,培养学生系统思考和知识发现的能力。

四、  基于学科交叉与能力培养为中心的CDIO创新实践中心(CDIO Innovation Centre)

为有力调动学生的创新积极性,鼓励学科交叉,CDIO创新实践中心,开放十五间CDIO创新工作间,为各CDIO项目小组提供研讨、资料共享的独立空间。中心还应设置拥有结构与金工综合工作室、RoboCup机器人、工业机器人实验室、计算机综合应用实验室、机电一体化设备实验室、新材料实验室、新能源实验室、电子电路设计制造综合实验室、通讯传输工作室、汽车电子实验室、智能建筑实验事、建筑与结构实验室、微机控制与智能网络实验室、多媒体工作室、机器人组装模型的创新发明工作室、SIFE商务工作室等功能区,并且各工作室均配有技术含量高,但价格不贵的适应于各种不同实验室的多功能嵌入式开发套件等,具备相当的综合实践的条件,CDIO创新实践中心实行团队项目负责制,教师与学生共同管理,专业教师进行技术指导,积极探索应用性、开发性的学生科技创新实践模式,以全面提升学生的CDIO能力为目标。切实为学院各专业学生的协作创新提供优越的硬件环境。

学院不同专业的学生组成研发团队,利用该实践中心平台,运用多学科优势,开发了包含机械、材料、新能源、电子、计算机、土木工程、智能建筑多个专业在内的多个实践项目,使学生尽早介入较为复杂的交叉学科项目的开发。