唐义锋 张蓉蓉 赵俊生 彭敢
摘要：本文介绍了CDIO工程教育模式的由来，分析了CDIO模式的内涵，讨论了该模式在我国应用研究中存在的不足，进而以电气自动化技术专业为例，研究课程体系架构及其集成化方法，基于CDIO理念构建出电气专业“211”课程体系。探索出基于项目主动学习为核心的教学方法及项目设计方法，提出并采用两层项目架构的嵌入式项目设计，通过校企合作进行教学改革与资源建设，形成一套稳定的校企合作机制，提高了该模式的实施效果。
关键词：CDIO 嵌入式项目 课程体系 团队合作
0 引言
CDIO工程教育模式是从2000年以来国际工程教育改革的最新成果。该模式由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学经过四年的联合研究所创立，其目的是通过强化工程实践训练，促进学生知识体系的形成，加强综合能力的培养。因此，该模式的教学内容强调综合与集成，即在实践项目的驱动下，使学生在解决问题中，实现自然科学与人文社会科学相结合，工程与经济管理相结合，提高学生的综合素质。[1]这一模式推出得到了我国教育部及很多高校的重视，并在汕大等本科院校进行第一批改革试点，后来也有部分高职院校加入试点行列，他们在课程建设、培养模式等方面做了不少探索和实践。由于该模式对如何渐进地培养和系统地评估学生的CDIO工程能力没有强细的描述，学生工程能力增长过程缺乏具体定义，各试点高校采用了不同的实施方案。
1 CDIO的作用与内涵
CDIO工程教育模式是一种面向工程项目（产品、过程、系统）的全生命周期（构思、设计、实施和运行）培养学生的工程教育方法，是一种基于工程项目的教学，是一种基于行动导向的“做中学”教育模式，他将1个愿景、1个包含4个层面的教学大纲和12条标准落实到专业人才培养全过程，并将其细分到核心课程训练项目中，形成可执行的运行机制。[2]因此，CDIO本质上是一种项目化教学，而其与传统的项目教学不同之处主要表现为：第1个标准将工程项目生命全周期引入到工程教育中来作为环境；第2个标准建立了由通过教学使学生所有能力、素质、知识和技能所组成的全面、明确、具体、合理的教学大纲；第3个标准即采用“集成化课程体系设计”来进行整体实施。[2]他通过工程项目的全生命周期（构思、设计、实施和运行）等环节，培养学生在CDIO过程中，通过项目式教学活动，使其具有高效学习、掌握和运用理论知识，形成分析问题、解决问题的能力和技能，激发学生的创新精神和创业意识，使其主动学习、积极探究，涌跃参与技术开发、技能竞赛等各类社会实践活动。同时在职场文化特征的熏陶下，养成职场需要的综合素质。
2 课程体系架构及其集成化
目前在CDIO教学改革中，主要采用两种课程集成架构，其一是以学科为主干，通过用项目将学科知识联系起来，形成有机的整体，多数本科院校采用此方案；另一种则是以项目为主干，用学科知识将项目联系起来，形成有机的整体。他们都是集成化课程体系模式，都可以做为标准3的范式，后者在高职院校用的较多，即以姜大源组织倡导的工作过程系统化的教学模式。他将本专业培养人才在职场上的工作抽象成若干典型工作过程，以此为主干，学生从入学开始，就按照典型工作过程开展学习和实践，由浅入深，展开教学。
根据CDIO理念，本校电气自动化技术专业采用“211”课程体系作为专业人才培养的课程体系架构，对课程进行集成化设计。所谓“211”课程体系，即采用项目化引领，打好两个基础，强化一个中心，瞄准一个方向。具体为：以基于单片机为核心的智能化控制领域的产品开发应用能力建设为基础，使相关课程训练项目互为支撑，通过训练，最终形成一个能进行智能化产品开发的平台；以维修电工高级工能力训练为基础，将电工技能训练、电气控制技术与PLC、变频、触摸屏应用技术等课程的项目进行有机融合，以校企共建设为支撑，形成强电应用研究平台；以企业文化、职场文化、管理、创新、创业能力培养及素质拓展为中心，提升学生的综合能力和核心竞争力；描准该专业领域的一个应用方向进行专业技能训练，即对电气自动化专业进行智能技术产品CDIO实施，最终达到目标要求。[4][5]
3 基于项目主动学习为核心的教学方法改革，嵌入式项目设计
汕头大学EIP－CDIO模式改革具有代表性，在其一体化课程体系中，通过三个层级项目安排，集成“基于项目／问题的学习”和“探究式学习”的一体化主动学习方法，以思维能力和创新能力为核心，使知识和能力的获取方式由被动接受向主动转变。其机械设计制造及其自动化专业采用整体、课程群、课程为项目知识集的三层项目编排方案。[3]并将一级整体项目分四个阶段进行安排与控制。因此，其在一二层设计中，着眼于大项目，多学科、长时间，第三层中，也以学期为跨度进行组织。该方案采用渐进的方式运行，但鉴于时间跨度大、学科多、可变因素多等诸多因素，在高职学生中实施，最终效果很难控制。
本研究的电气自动化专业的课程体系为两个层次的架构，第一层为整体式设计的通过全培养过程完成的大项目，并将其按集成化课程结构，分成几个核模块；第二层为嵌入层，以课程中核心知识点的实际应用精选出教学项目。无论在哪一个层，均采用基于项目的学习，以团队运作项目为核心，将学习知识、培养综合应用知识能力、增长技能和素质融为一体。重点锻炼团队精神、项目组织、管理等CDIO能力。
在第一层项目中，大体可将其分为四个实施阶段；第一阶段从一年级第一学期开始，重在组队、选题与初步调研论证，配合系部实施的导师制，指导学生组建项目团队，成立团队机构。第二阶段依据逐步学习的专业基础知识，提出多个总体设计方案，并比较优缺点，初步选择一个较为合适的总体设计方案。第三阶段为模块化实施阶段，进入嵌入式项目的实施过程，通过进一步掌握专业知识与技能，进行总项目对应模块的设计，进一步完善系统总体设计方案，并开始进行机械零部件设计、控制系统设计等过程。第四阶段设计、改进完善，加工、制造、安装以及综合调试，到此便完成了一个完整的团队设计项目。学生在解决问题的过程中，主动探究相关知识，主动应用所学的专业知识，主动应用探究式学习和经验学习方法，培养了人际交往能力、团队合作能力和职业能力等。第二层为嵌入层，即以课程中知识点的典型应用为项目单元，在团队的运行下，采用短频快的方式进行项目技术层面的实施，使学生形成多方案设计与论证能力，提高学生的成功感，指导其将课程内的一些关键知识点应用到上一层项目中，使其逐步具备协同完成复杂项目的实施能力。
4 教学资源建设
通过校企合作开发课程项目内容，进行课程教学项目化实施，做到以专业理论教学为基础，强化工程实践，提高学生的工程应用能力。建设并不断完善由课堂教学、教学网站和不同层次实践内容构成的完备的教学资源库。通过这些教学和实践环节建设，保障学生能快速有效的自主学习、获取信息等资源，进行项目分析与处理，训练其创新意识、动手能力、沟通与表达能力和团队合作精神。
5 结论
经过对CDIO内涵及实施方案的研究，提出CDIO课程项目的嵌入式开发方案，解决学以致用，激励创新与素质提升的教学载体问题；同时提高了师资的工程能力和教学水平，以校企共建、共享、共育为基础，进行项目创新，以企业进校园、教室进车间的运行方法，使课程以车间为基础，实施CDIO教学，以达到校、企、生协同创新的目的。通过CDIO课程项目化资源开发、教学环境建设、项目化实践载体的研发与教学实践等方面的校企深层次合作，从而进入学生得益，企业得利，社会得益，校、企、生协调发展的正向循环轨道。几年来在炎黄职业技术学院和江苏财经职业技术学院校企合作中，形成了一本CDIO理念下嵌入式项目化教材——维修电工实训教材，与淮钢特钢股份及江苏瑞特电子设备有限公司投入共建了高级维修电工实训室。校校、校企联合对电气自动化专业学生进行改革试点，结果证明该模式更能适应高职学生的培养，也可为文科类专业的人才培养提供借鉴。
参考文献：
[1]查建中，徐文胜等.从能力大纲到集成化课程体系设计的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2013.2.
[2]顾佩华，包能胜.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2012.3.
[3]顾佩华等.从CDIO到EIP-CDIO：汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008.1.
[4]张晓红，唐义锋.工学结合、产学合作高职人才培养模式的实践探索[J].产业与科技论坛，2012年第11卷第21期.
[5]唐义锋.校企合作培养高职学生职业素质的研究与实践[J].中国职业技术教育，2010.12.
基金项目：
江苏省教育厅基金项目，CDIO理念在高职项目化教学改革中的研究与应用——以电气自动化专业为例（校际联合）编号：2013JSJG430。
