基于CDIO模式的電子信息類應用型創新人才培養的探索與實踐

謝明華 劉 輝 張海濤

(長沙學院 電子與通信工程系，湖南 長沙 410003)

0 引言

在電子信息技術的高速發展帶動下，高新技術產業規模不斷擴大，對電子信息類應用型創新人才的需求也愈來愈多[1]。電子信息類專業是一門知識密集，發展和更新十分迅速且具有很強工程應用背景的技術學科。在信息高速增長的今天，企業為了生存和發展，勢必會對人才提出更高的要求，即具有創新意識、創新能力，具有較扎實的理論基礎和較強的工程實踐能力，具有快速準確獲取新知識的能力以及分析問題和解決問題的能力，具有良好的團隊合作精神和競爭意識。對員工進行基本技能培訓的任務已轉嫁到學校的肩上。高校作為人才培養的重要基地，如何提高學生的理論與實踐能力，培養創新應用型人才，是當前一個亟待研究和探討的課題。

CDIO 代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程[2]。CDIO 模式培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。CDIO 模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，迄今已有幾十所世界著名大學加入了CDIO 國際組織，并取得了良好的效果，按CDIO 模式培養的學生尤其受到社會與企業的歡迎。

隨著社會信息化的深入，各行業大都需要電子信息類人才，而且薪金很高。學生畢業后可以從事電子設備和信息系統的設計、應用開發以及技術管理等。如電子工程師、嵌入式軟件工程師、項目主管等[1]。但是，電子信息類傳統教學模式存在一些問題：以課程分數考試為重點以教師為中心，一本書一塊黑板滿堂灌，理論與實踐脫節教與學脫節，學生缺乏學習的自主性，知識不能夠有效地轉化為能力，理論教學與實踐教學未能起到應有的效果，投入產出比低，而學生照樣畢業，所以就產生了就業難與招聘難同在的怪現象，大多數企業不滿意高校的人才培養質量，這是當前我國普通院校自動化專業教學中急需解決的重大課題，研究如何解決上述問題，對于培養出具有較強的創新意識、創新能力及團隊合作能力的電子信息領域工程技術人才有重要意義。

1 研究現狀及存在的問題

CDIO 模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。從2000年起，麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg 基金會近2000 萬美元巨額資助，經過四年的探索研究，創立了CDIO 工程教育理念，并成立了以CDIO 命名的國際合作組織。其創始人Edward Crawley 由于該模式榮獲美國工程院2010年“戈登獎”，該獎項被譽為“工程界的諾貝爾獎”。

我國高等工科教育的迫切任務是盡快培養與國際接軌的中國工程師，然而我國工科的教育實踐中還存在不少問題，如重理論輕實踐、強調個人學術能力而忽視團隊協作精神、重視知識學習而輕視開拓創新的培養等問題[3]。Mc.Kinsey Global Institute 在2005年10月發表的一份報告稱，2005年我國畢業的約60 萬工程技術人才中適合在國際化公司工作的不到10%，其中的原因，他認為“中國教育系統偏于理論，中國學生幾乎沒有受到project 和團隊工作的實際訓練，相比之下歐洲和北美學生以團隊方式解決實際問題。

為進一步在中國推廣這種模式，使CDIO 服務于更多的國內高校，教育部高教司理工處圍繞著CDIO 模式開展了各種形式的交流、研討、推廣和培訓活動：2008年4月，教育部高等教育司發文成立“CDIO 工程教育模式研究與實踐課題組”，課題組的任務是研究國際工程教育改革情況和CDIO 工程教育模式的理念及做法；對我國工程教育改革情況進行調研并指導有關院校開展CDIO 工程教育模式試點工作；組織開展CDIO 工程教育模式的研討與交流活動。2008年12月確定了第一批18 所CDIO 試點高校名單，并成立了CDIO 試點工作組，2010年4月，第二批21 所CDIO 試點高校產生，全國共計有39 所高校在開展CDIO 試點工作，這種規模還在繼續擴大。自2011年起，試點工作組以年會和培訓班的形式對CDIO 研究與實踐工作進行交流、研討和總結。

另外，在CDIO 模式下進行的電子信息類相關課程的教學研究與改革也是近年來的研究熱點[3-6]。經過深入研究、比較，發現CDIO 模式應用與電子信息類教學方面的研究存在以下局限性：①針對電子信息工程教學中的傳感器原理、單片機原理及應用、數字電路、模擬電路等單一課程進行CDIO 模式教學，各課程之間缺乏溝通與銜接，未建立統一的產學研實現體系，知識脈絡不通暢；②針對CDIO 模式教育理念開展的研究僅用在教育方式、教育理念上改變而已，缺少CDIO 工程項目教育理念的實踐平臺，或者由于受到場地、經費及系統調試困難等問題的影響，學生有效實踐時間沒有保障，實踐效果較差；③在當前多數普通高校與企業缺少密切聯系的狀況下，特別對于實驗條件差及周邊地區工業不發達的工科院校來講開展這項研究非常困難，不能完全實現其巨大作用，因此推廣也很困難；④考核方式陳舊，考核的成績較難體現學生實踐動手能力的差別。

2 改革探索與實踐

針對我國應用型高校電子信息類畢業生中出現的工程應用能力不足的現狀，研究和探討CDIO 模式工程項目教育理念為核心、以提高教師工程能力為基礎，探索電子信息類應用型本科教學的新形式，引導學生有意識的培養自己的工程實踐能力，在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面達到CDIO 大綱要求的預定目標。本文以長沙學院電子與通信工程系電子信息類本科生為試點對象，在人才培養體系、課程體系、實踐項目的實施、教師培訓等方面進行全方位改革。

2.1 設計以CDIO 模式教育理念為核心的培養方案

理論與實踐課程的開設均以提高學生的工程實踐能力為核心，講授的理論知識能夠切實地在實踐項目的設計過程中發揮作用。以CDIO 模式教育理念為指導，通過外出調研和專家論證，爭取經費，把電子信息類相應課程體系和課程內容改革密切結合，制定科學的應用型創新人才培養方案。

2.2 設計合理的師資力量培訓方案

教師須具備課程相關的專業領域實踐項目的開發經驗，不但要在理論知識方面以“理”服人，還需要在在實踐動手能力方面以技服人。

2.3 研究創新型、團隊合作型實踐項目

依托產學研基地、實驗室、實習基地、競賽培訓基地及創新基地等實踐教學資源，設計符合學生實際的實踐工程項目或校企合作項目，設計的作品在達到要求的性能指標的同時必須具備實用性或者一定的經濟性。通過實際作品的反饋，逐步提高學生的動手能力、創新意識以及團隊合作能力。以長沙學院——上海智翔集團校企合作人才定制培養基地為實踐項目平臺，結合電子競賽培訓基地、大學生創新基地等優勢條件，承接實際產業項目，以校企深入合作為載體，把創新能力、協作精神、理論聯系實際的學風、動手能力、工程實踐能力、針對實際問題進行電子信息類產品設計制作的能力培養作為具體目標，通過實踐項目把對人才素質的檢驗反饋到教改中去，促進電子信息類課程體系和課程內容的改革。由于實踐項目的設計緊密結合教學內容，緊緊跟蹤前沿技術和企業生產實際，可以通過學院實踐平臺來引導實踐性教學改革。由于理論與實踐教學的需要，也促使教學器材或設備得以更新，將一些新器件(如CPLD/FPGA 等)和新的設計理念引入實踐教學中，從而豐富了實驗內容和手段，提高了實踐環節的技術含量。有利于學生創新和實踐能力的培養。

2.4 研究教與學相結合的考核體系

建立完善的過程評價與激勵體系，重點體現技能水平的評價。努力實現教師在實踐技術水平與教學方法上的你追我趕以及學生之間的互相促進與公平競爭?？己梭w系以學生的實踐動手能力、創新意識為考核重點，降低期末書面考試所占比重，注重過程評價，建立有效的師生互評機制。

3 結論

總之，在電子信息類應用型人才培養的教學實踐中，運用CDIO教學模式可以有效解決學生教與學過程中存在的培養目標不明確、學生的學習主動性及積極性不高的問題。有效的減少了理論與實踐之間的脫節現象，促進了了教學活動的良性發展。

［1］王劍.CDIO 模式下計算機專業“嵌入式系統”課程的教學改革研究[J].科技視界，2014，04:42.

［2］金紹娣，周秀芹.CDIO 教學模式在《儀器分析技術》課程中的研究與實踐[J].科技視界，2014，07:230+246.

［3］梁瑛娜.融入CDIO 理念的機械制圖教學改革[J].科技視界，2014，11:63.

［4］黃正寶.基于CDIO 模式的高職數據庫應用技術課程教學改革[J].科技視界，2013，35:29+36.

［5］高原，王土央.校企聯合創新實踐基地CDIO 培訓體系建設[J].科技視界，2013，22:18.

［6］陳國平，魏民祥.基于CDIO 的車輛工程專業實踐教學體系改革與實踐[J].科技視界，2013，31:10-11+33.