研讨竞赛基于竞赛任务驱动CDIO理念工程人才培养方式探索

摘要：针对工程人才培养过程中存在理论与实践脱节、工程实践创新能力不足的问题，将近几年新发展起来的CDIO教育理念与基于竞赛的任务驱动教学方法相结合，提出了基于竞赛任务驱动的CDIO理念，将基于竞赛的任务驱动模式引入理论教学和实践教学中，提高了学生的学习兴趣，明确了学生的学习目标。实践表明，该教学模式改革收到了很好的教学效果。
关键词：CDIO；工程教育；科技竞赛；任务驱动；教学改革
作者简介：张妤（1980-），女，黑龙江哈尔滨人，东北林业大学机电工程学院，讲师；宋蛰存（1956-），男，黑龙江哈尔滨人，东北林业大学机电工程学院，教授。（黑龙江 哈尔滨 150040）
1007-0079（2013）29-0022-02
随着现代社会发展节奏的加快，用人单位更青睐于招聘具备一定工程实践能力的高等院校毕业生，这就要求学生在学校里就应该受到这方面的训练，具备一定的工程设计、实施能力。但是我国现有的高校工程人才教育中，普遍存在理论与实践脱节、对学生创新能力培养不够重视的问题，导致学生毕业时的实践能力不被认可。一种新型的工程教育模式CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate），即“构想—设计—实施—操作”，为工程人才的培养提供了解决方法。
但是有了好的教育模式，还需要好的教学方法和平台环境与之相配合才能发挥其特点，尤其需要学生有主观能动性和任务目标，这样才能更好地实现教学目的。因而考虑将基于竞赛的任务驱动与CDIO理念相结合，提高学生们灵活掌握知识及动手操作的能力，并锻炼其协同合作的团队精神。

一、竞赛任务驱动法

任务驱动是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法。它将以传授知识为主的传统教学理念转变为以解决问题、完成任务为主的多维互动式的教学理念，使学生处于积极的学习状态。任务驱动法的全过程包括三个环节：设计任务、执行任务、检查任务（见图1）。依照教学计划对学生能力的要求，设计要完成的教学内容和相关的任务。可分为以下几个类型：教学型任务、模仿型任务、扩展型任务、创新型任务。
以往的教学实践表明，将任务驱动法应用于教学，最关键的是合理设置“任务”。“任务”是学生学习的动力，是真正决定学生掌握知识、技能程度的最重要的部分。因此，设计的“任务”要具备一定的综合性、实践性及吸引力。而科技竞赛正是具备了这样特点的活动，它是综合运用一门或几门课程知识，去设计解决实际问题或特定问题的大学生竞赛活动。在竞赛过程中可以引导、帮助学生树立创新观念，培养学生的动手能力、自学能力、科学思维能力，提高学生的综合素质，增强实践能力、团队意识。
目前，适合大学生参加的科技竞赛主要分为以下几类：专业知识竞赛、创意设计竞赛、创新制作竞赛、创业计划竞赛。根据不同的竞赛，将任务驱动法应用到知识的学习过程中，也就是在参加竞赛的过程中完成了设计任务（竞赛题目确定）、执行任务（准备竞赛、参加竞赛过程）、检查任务（竞赛评比）的过程，如图2所示。以竞赛作为驱动任务的优点表现为以下几个方面：一是竞赛题目较新颖，且涵盖了很多门基础及专业课程知识，使学生的学习目标更明确。竞赛题目都是紧跟社会发展脚步的，比课程中设置了多年的设计题目更贴近时代步伐，更加针对现代社会的需求。同时，学生确定了要参加的竞赛后，会根据竞赛内容有针对性的学习相关知识，目标明确后学习效率和效果更佳。如参加全国电子设计大赛，学生就要掌握“电路”、“模拟电子技术”、“数字电子技术”等课程。二是通过参加竞赛，学生可以发现以往学习的不足，督促学生主动去学习。竞赛中学生运用所学知识分析问题、解决问题的过程中会遇到很多困难，这就促使学生主动学习知识以解决问题。三是源于：论文的格式www.618jyw.com
竞赛组织具有较高的权威性，所以竞赛成绩得到广大用人单位的认可，对高校毕业生的就业有很大帮助。对多年来的就业情况加以分析发现，如果高校毕业生参加过竞赛，并取得名次，用人单位就会优先考虑。参加竞赛对提高高校毕业生的就业率有很大帮助。

二、基于竞赛—任务驱动的CDIO理念

1.CDIO工程教育存在的主要问题

从20世纪90年始，为应对工程人才短缺和工程教育质量不能适应产业界需求的问题，众多国家掀起了工程教育改革的浪潮，改革影响深远。[3]其中，麻省理工学院和瑞典皇家工程学院等四所大学，经过四年系统探索研究创立的CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate），即“构想—设计—实施—操作”，是影响最广泛、接受国家最多的一种教育模式，并建立了国际合作组织。[4]在我国，在教育部高教司的领导下，很多高校的工科专业进行了CDIO工程教育改革，汕头大学、清华大学等知名高校都取得了良好的教学效果。虽然CDIO提出了新的工程教育模式，但是目前我国的CDIO工程教育中存在着缺少实施平台和项目环境的问题，也就是说缺少有力的驱动力使学生完成构想—设计—实施—操作这一系列教学环节。[5]

2.基于竞赛—任务驱动的CDIO理念

CDIO是“做中学”原则和“基于项目的教育与学习”的集中体现，让学生在工程教育环境下学习工程、理解工程和掌握工程。[6]那么“做什么”和“怎么做”就成为教育者要考虑的问题。因而考虑将CDIO和竞赛任务驱动方法两者相结合，科技竞赛提供了学习平台及项目环境，CDIO提供了学习和竞赛的完成模式。可见，CDIO工程教育理念与竞赛任务驱动的内容相辅相成（见图3）。
基于竞赛—任务驱动的CDIO理念在教学上的实施表现在以下几个方面：一是理论教学。大学新生对各类竞赛的了解非常有限，为此学校应开设竞赛公选课以及竞赛知识讲座。通过这些课程和讲座指导学生了解竞赛，对竞赛产生兴趣，并清楚要参加相应的竞赛，需要学习哪些基础课程作为准备。从而使新生在一入学就目标明确，有了学习的主动性，对基础理论知识的学习有很好的促进作用。二是实验教学。课程内配置的实验题目在基础实验题目的基础上，可以采用竞赛项目性实验题目，开设竞赛项目实验进一步加强对实践环节的培养和训练。学生通过分析实验题目，查阅文献资料，确定实验方法和思路，反复调试系统直到实验成功。该过程极大地锻炼了学生利用所学理论知识分析问题、解决问题的能力，为学生参加科技竞赛提供了准备，也为学生申报各类大学生创新项目奠定了基础。三是评分评价体系。根据“CDIO”的培养大纲，可从以下几方面进行考核：基本技能及基础知识掌握情况、创新能力、团队协作能力、职业素养、自我评价与相互评价。另外，应把综合电子实验、课程设计、毕业设计分别与科技竞赛关联起来，将科技竞赛成绩作为成绩的一部分。
以自动化专业为例，给出了基于竞赛任务驱动的CDIO培养结构图，如图4所示。横向从左到右为时间发展方向，从上到下为开课顺序。
三、结束语
东北林业大学近些年的教学效果表明，基于竞赛任务的CDIO教育模式改革，提高了同学们的学习热情以及学习的主动性。课程体系间融会贯通，学生对所学专业有了更深入地了解，对学生就业具有指导性作用。东北林业大学学生在全国大学生电子设计竞赛、全国电子专业人才设计与技能大赛等竞赛中屡创佳绩，均得益于现代CDIO教学理念和竞赛任务驱动实践教学相结合的改革举措。
参考文献：
姜大志，孙浩军.基于CDIO的主动式项目驱动学习方法研究——以JA类课程教学改革为例[J].高等工程教育研究，2012，（4）：159-164.
胡志刚，任胜兵，陈志刚，等.工程型本科人才培养方案及其优化——基于CDIO-CMM的理念[J].高等工程教育研究，2010，（6）：20-28.
[3]曾磬.应用型高校基于 CDIO 理念的《建筑设计》教学模式探索[J].中外建筑，2012，（9）：44-45.
[4]顾佩华，沈民奋，李升平，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）：12-20.
[5]郸啸.社会工作专业能力培养的CDIO工程教育模式探析[J].现代教育科学，2011，（2）：101-104.
[6]刘兴丽，张凤武.工科大学生 CDIO 工程能力成熟度评价研究[J].黑龙江高教研究，2011，（12）：124-128.
（责任编辑：孙晴）