劉玉芝, 胡立強(qiáng)， 趙　南

(石家莊鐵道大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院， 河北 石家莊 050043)

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基于CDIO的創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究與探索

劉玉芝, 胡立強(qiáng)， 趙南

(石家莊鐵道大學(xué) 電氣與電子工程學(xué)院， 河北 石家莊 050043)

摘要：本文在分析當(dāng)代社會(huì)創(chuàng)新能力重要性的基礎(chǔ)上，首先對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的緊迫性與必要性進(jìn)行了分析，進(jìn)而探討了培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新能力的方法與途徑，并以我校創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究與探索為例，對(duì)基于CDIO的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的主要舉措和階段成果進(jìn)行了總結(jié)，最終說(shuō)明了該培養(yǎng)方法的可行性。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新能力； CDIO； 大學(xué)生

0引言

CDIO是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，國(guó)內(nèi)多所理工科大學(xué)紛紛結(jié)合本校實(shí)際情況開(kāi)展基于CDIO的創(chuàng)新教育，并取得了可喜成績(jī)[1-3]。本文結(jié)合我院近期目標(biāo)、專業(yè)特點(diǎn)和國(guó)家需求等，對(duì)大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方法與途徑進(jìn)行探討，并以我校創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究與探索為例，對(duì)基于CDIO的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的主要舉措和階段成果進(jìn)行了總結(jié)。

1主要培養(yǎng)方法與途徑

1.1內(nèi)因—?jiǎng)?chuàng)新理念培育是基礎(chǔ)

要培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，首先要培育他們的創(chuàng)新理念，創(chuàng)新理念的培育包括激活創(chuàng)新意識(shí)、樹(shù)立創(chuàng)新理念和養(yǎng)成創(chuàng)新精神三個(gè)層面。創(chuàng)新的潛能人人都有，但并非人人都能創(chuàng)新，究其原因主要是很多人沒(méi)有意識(shí)到自己的創(chuàng)新潛能，所以，激活學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)就是關(guān)鍵所在。只有有意識(shí)地培養(yǎng)自己的發(fā)散思維和逆向思維，創(chuàng)意的火花才會(huì)源源不斷地涌出。

為了提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，高校要開(kāi)展教學(xué)改革，變“一言堂、填鴨式”等維持性學(xué)習(xí)為“專題討論式、案例式”等啟發(fā)式或創(chuàng)新性學(xué)習(xí)。維持性學(xué)習(xí)重在已有知識(shí)和固有經(jīng)驗(yàn)的獲得與傳承，以提高學(xué)生解決已有問(wèn)題的能力為目的，不利于激活學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)；啟發(fā)式或創(chuàng)新性學(xué)習(xí)則重在培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題和分析問(wèn)題的能力，這種學(xué)習(xí)有利于學(xué)生創(chuàng)新理念的培育。再加上教師的合理引導(dǎo)，就能強(qiáng)化學(xué)生的創(chuàng)新理念并逐漸培養(yǎng)成創(chuàng)新精神。

1.2外因—良好的創(chuàng)新條件和環(huán)境是關(guān)鍵

創(chuàng)新能力不是與生俱來(lái)的，要通過(guò)不斷的學(xué)習(xí)與實(shí)踐逐漸培養(yǎng)出來(lái)的。要將人人都有的創(chuàng)新潛能挖掘出來(lái)，并轉(zhuǎn)化為學(xué)生的創(chuàng)新能力，關(guān)鍵是良好創(chuàng)新條件和校園創(chuàng)新氛圍的營(yíng)造，主要表現(xiàn)在校園文化建設(shè)、課外科技活動(dòng)開(kāi)展、創(chuàng)新型師資隊(duì)伍形成以及創(chuàng)新課程開(kāi)設(shè)等方面。

提高高等教育的質(zhì)量關(guān)鍵靠教師，要培養(yǎng)和提高大學(xué)生創(chuàng)新能力，必須有一支具有創(chuàng)新思想、思維觀念超前、素質(zhì)功底高的創(chuàng)新型教師隊(duì)伍。只有這樣一支隊(duì)伍，才能推進(jìn)課程體系和人才培養(yǎng)模式的改革，才能建立和完善創(chuàng)新能力評(píng)價(jià)體系，才能通過(guò)豐富多彩的課內(nèi)外教學(xué)活動(dòng)將培養(yǎng)創(chuàng)新能力工作落到實(shí)處。學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也依賴于良好的育人環(huán)境，不僅包括教書(shū)育人，也包括服務(wù)育人和管理育人兩個(gè)方面。學(xué)校不僅可以組織各類學(xué)科知識(shí)競(jìng)賽、科技創(chuàng)造發(fā)明比賽、電子設(shè)計(jì)大賽等，開(kāi)展校園文化建設(shè)，營(yíng)造創(chuàng)新氛圍，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)研究。還應(yīng)通過(guò)'開(kāi)放學(xué)校實(shí)驗(yàn)室(給學(xué)生創(chuàng)新的環(huán)境)、建立創(chuàng)新教育實(shí)驗(yàn)基地(給學(xué)生討論、交流、激發(fā)創(chuàng)新火花的場(chǎng)所)、提供科研資金(給學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新提供資金保證)等形式，使大學(xué)生創(chuàng)新成為可能，并通過(guò)校企結(jié)合、資源共享等方式，與社會(huì)各界聯(lián)合，為學(xué)生建立穩(wěn)定的教學(xué)實(shí)踐基地和填充新鮮血液。

2主要舉措和階段成果

我院前身是1993年成立的電子工程系，秉承 “志在四方、艱苦創(chuàng)業(yè)”的育人理念，近期目標(biāo)確定為：加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，打造一流師資團(tuán)隊(duì)；積極申報(bào)各級(jí)各類課題和參與省市重大工程建設(shè)項(xiàng)目，提高科研水平；大力開(kāi)展教學(xué)改革，培養(yǎng)大批基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、適應(yīng)性強(qiáng)、富有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)應(yīng)用型人才。結(jié)合我院實(shí)際和社會(huì)需求，開(kāi)展基于CDIO的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)的研究與探索，主要舉措和階段成果如下。

2.1基于CDIO，進(jìn)行課程體系改革

CDIO主要以產(chǎn)品的研發(fā)到產(chǎn)品的運(yùn)行這一過(guò)程為載體，讓學(xué)生在這個(gè)載體中以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式方法來(lái)學(xué)習(xí)工程的理論知識(shí)和積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)等。如前所述，人們的創(chuàng)新能力來(lái)源于創(chuàng)新思維，而創(chuàng)新思維建立在合理的知識(shí)結(jié)構(gòu)之上。知識(shí)越全面廣博、信息越豐富新穎、進(jìn)行創(chuàng)新活動(dòng)的元素就越多[4]。所以，要培養(yǎng)和提高大學(xué)生的創(chuàng)新能力，就必須不斷優(yōu)化課程教學(xué)體系，從而使學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)變得更加合理。

為此，我們?cè)诒ＷC“自動(dòng)控制原理”等核心基礎(chǔ)課程的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)課程進(jìn)行了整合，刪減一些與主干專業(yè)相差較遠(yuǎn)的和陳舊的內(nèi)容，添加一些與專業(yè)相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)內(nèi)容；為給學(xué)生創(chuàng)造寬松的自主學(xué)習(xí)環(huán)境，縮減課內(nèi)總學(xué)時(shí)，增加選修課程比例；同時(shí)，注重文理滲透，通過(guò)必要的通識(shí)教育選修課，為創(chuàng)新提供深厚的文化底蘊(yùn)，提高學(xué)生文化品位、審美情趣、人文素質(zhì)和創(chuàng)新素質(zhì)。作為第一課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充，將第二課堂納入到創(chuàng)新人才培養(yǎng)體系之中，鼓勵(lì)學(xué)生參加課外科技活動(dòng)，并通過(guò)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、專業(yè)導(dǎo)論等，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與活動(dòng)的積極性和主動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生在專業(yè)工程領(lǐng)域應(yīng)用方面的興趣和動(dòng)力。

2.2基于CDIO，進(jìn)行課堂教學(xué)改革

目前，我國(guó)高校教學(xué)的主要模式仍然是課堂教學(xué)為主，實(shí)踐教學(xué)為輔。為了更好地提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，課題組教師群策群力，不斷更新和改革既有教學(xué)方法。有的還嘗試學(xué)生講課、專題討論、課堂辯論等新的教學(xué)形式，不僅激發(fā)了學(xué)生的求知欲，也提高了學(xué)生的責(zé)任心。學(xué)生經(jīng)歷了分工合作、查找資料、制作課件和講課等過(guò)程，協(xié)作、創(chuàng)作、想象和表達(dá)等能力都得以提高。隨著發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力的提高，創(chuàng)新能力逐漸養(yǎng)成。有的教師采用 CDIO 方法教學(xué)，將“單片機(jī)原理及應(yīng)用”、“計(jì)算機(jī)制圖技能訓(xùn)練”和“單片機(jī)接口設(shè)計(jì)”三門(mén)課程進(jìn)行整合，變課程學(xué)習(xí)為產(chǎn)品研制[5]。通過(guò)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)，學(xué)生真正經(jīng)歷了一個(gè)電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程，在獨(dú)立設(shè)計(jì)、繪圖、選件、焊接和調(diào)試的過(guò)程中，他們發(fā)現(xiàn)了不足，激發(fā)了興趣，獲得了成就感，動(dòng)手實(shí)踐能力和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力以及創(chuàng)新精神都得到了提高，學(xué)生普遍反映學(xué)到了真本事。

2.3基于CDIO，進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)改革

目前，高校仍舊多以考試結(jié)果作為評(píng)價(jià)學(xué)生的標(biāo)準(zhǔn)，這種評(píng)價(jià)方式，在一定程度上會(huì)導(dǎo)致學(xué)生只一味追求考試成績(jī)而忽視其它能力的培養(yǎng)，不符合當(dāng)今人才培養(yǎng)的方向，還可能導(dǎo)致高分低能、紙上談兵等現(xiàn)象的出現(xiàn)。CDIO強(qiáng)調(diào)的是一體化教學(xué)計(jì)劃，它把學(xué)生要培養(yǎng)的能力和要提升的素質(zhì)貫穿于學(xué)習(xí)的各個(gè)方面，當(dāng)然離不開(kāi)合理的教學(xué)評(píng)價(jià)。例如，過(guò)程評(píng)價(jià)采用多元化的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和手段，它將評(píng)價(jià)重心向創(chuàng)新能力傾斜，評(píng)價(jià)的指導(dǎo)思想為“知識(shí)為基礎(chǔ)，創(chuàng)新為目標(biāo)”。學(xué)生的考核依據(jù)不再是“填空、選擇、讀寫(xiě)程序等”構(gòu)成的紙質(zhì)試卷，而以學(xué)生自行設(shè)計(jì)的作品代替；電路板的布板情況決定“計(jì)算機(jī)輔助制圖技能訓(xùn)練”的成績(jī)；作品的功能、實(shí)用性、外觀及報(bào)告決定“單片機(jī)接口設(shè)計(jì)”的成績(jī)；根據(jù)作品及答辯情況決定“單片機(jī)原理及應(yīng)用”的成績(jī)[5]。這種評(píng)價(jià)方式既可以用評(píng)價(jià)手段約束和規(guī)范學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程，也是一種有效的激勵(lì)方法，有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.4多渠道建設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)

實(shí)踐教學(xué)在鞏固深化理論知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、探索未知領(lǐng)域等方面，起著理論教學(xué)無(wú)法替代的作用[6]。提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，必須加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)。我們一方面根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，在制訂培養(yǎng)計(jì)劃時(shí)，有意增大實(shí)踐教學(xué)力度，加設(shè)了“信號(hào)識(shí)圖與繪圖”和“面向?qū)ο笳Z(yǔ)言程序設(shè)計(jì)”等課程。同時(shí)，多渠道建設(shè)創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)，為學(xué)生提供創(chuàng)新機(jī)遇。在這個(gè)平臺(tái)上，通過(guò)舉辦第二課堂和科技創(chuàng)新大賽等活動(dòng)，不斷激發(fā)學(xué)生參加科學(xué)研究的興趣；通過(guò)學(xué)生科研項(xiàng)目立項(xiàng)制度給以經(jīng)費(fèi)上的支持，為學(xué)生科研活動(dòng)的開(kāi)展提供資金保證；開(kāi)放實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地和設(shè)置專門(mén)實(shí)驗(yàn)室，為申請(qǐng)科研課題和愛(ài)好科技創(chuàng)新的學(xué)生提供實(shí)踐平臺(tái)；通過(guò)專題講座、導(dǎo)師論壇、配置專門(mén)指導(dǎo)教師等形式，幫助學(xué)生學(xué)會(huì)課題研究和科技創(chuàng)新的方法；利用課程實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，進(jìn)行創(chuàng)新思維訓(xùn)練，使有了一定知識(shí)積累的學(xué)生學(xué)會(huì)解決問(wèn)題；校企結(jié)合，在企業(yè)設(shè)立實(shí)習(xí)基地、聘任企業(yè)導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課題研究，以最大限度地培養(yǎng)優(yōu)秀的應(yīng)用型創(chuàng)新人才；通過(guò)參加各級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽，探究大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的方法。全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽是教育部倡導(dǎo)的四大學(xué)科

競(jìng)賽之一，是面向?qū)W生的科技創(chuàng)新競(jìng)賽，在準(zhǔn)備和參與比賽過(guò)程中，不僅促進(jìn)了電氣信息類專業(yè)和課程的建設(shè)，還促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新能力、協(xié)作精神的培養(yǎng)。

3結(jié)語(yǔ)

基于CDIO的教學(xué)及評(píng)價(jià)方法不僅受到學(xué)生歡迎，也得到同行和專家好評(píng)。課題組“單片機(jī)原理及相關(guān)實(shí)踐課程體系考試方法改革的探索”獲得校級(jí)“課堂教學(xué)改革”活動(dòng)特等獎(jiǎng)。

創(chuàng)新實(shí)踐平臺(tái)的建設(shè)也取得了非常好的教學(xué)效果。學(xué)生第二課堂活動(dòng)踴躍，創(chuàng)新成績(jī)顯著，“挑戰(zhàn)杯”河北省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽6件作品全部獲獎(jiǎng)，全國(guó)大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車競(jìng)賽華北賽區(qū)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、三等獎(jiǎng)3項(xiàng)；全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽河北賽區(qū)比賽三等獎(jiǎng)2項(xiàng)；河北省首屆機(jī)器人運(yùn)動(dòng)公開(kāi)賽二等獎(jiǎng)與三等獎(jiǎng)各2項(xiàng)。獲第二批國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃資助項(xiàng)目1項(xiàng)、省級(jí)7項(xiàng)。

大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)不是孤立的，必須貫穿于人才培養(yǎng)的全過(guò)程。研究表明CDIO的理念和方法是先進(jìn)可行的，其“做中學(xué)”模式，適合工科院校教學(xué)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的激發(fā)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

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Research and Exploration in Cultivation of Creative Talents Based on CDIO

LIU Yu-zhi，HU Li-qiang，ZHAO Nan

(SchoolofElectricalandElectronicsEngineering,ShijiazhuangTiedaoUniversity,Shijiazhuang050043,China)

Abstract:Based on the analysis on the importance of innovative ability, this paper first analyzes the urgency and necessity to cultivate creative talents in universities and then discusses the effective ways and means for it. Taking the study practice in our school as an example, the authors summarize the major measures and stage achievements in training the applied and creative talents based on CDIO and elaborate the feasibility of these measures.

Keywords:innovative ability; CDIO; undergraduates

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1008-0686(2016)01-0011-03

中圖分類號(hào)：G640

收稿日期:2015-04-17;修回日期:2015-06- 12

第一作者：劉玉芝(1970-)，女，博士，副教授，主要從事自動(dòng)化及其軌道交通信號(hào)與控制的理論教學(xué)，離子通道、變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)和信號(hào)設(shè)備可靠性評(píng)估研究工作，E-mail：lyz1997a @126.com