时间:2023-03-22 17:45:35
序论:在您撰写cdio工程教育论文时,参考他人的优秀作品可以开阔视野,小编为您整理的7篇范文,希望这些建议能够激发您的创作热情,引导您走向新的创作高度。
1.1课程内容枯燥,无法激发学生的学习兴趣
精细合成课程的内容包括精细合成的基本理论及工艺学基础,精细有机合成单元反应的分类、主要反应机理,各单元反应的典型品种的合成工艺及基本精细有机物的合成方法,其中有大量的反应机理、合成方法的内容已经在有机化学课程中讲授过,在本课程中重新讲解无法激发学生的学习兴趣,容易引起学生的抵触情绪。
1.2传统的教学方法以教师传授知识为主,忽略了学生的主动性
在精细合成课程传统的教学过程中,以灌输式教学方法为主,教师传授知识,学生被动接受,不能够很好地发挥学生主动学习的积极性,同时对学生在解决实际问题能力的培养方面也有诸多不足。
1.3课程考核方式单一,不利于评价学生的综合素质
精细合成课程的考核还是采用一份试卷定成绩的传统模式,缺乏准确性和全面性。学生对于课程中讲授的有机合成反应机理和单元反应,虽然能在考试过程中给出正确答案,但是这并不意味着学生可以解决任何一个精细合成事例从研发到生产过程中出现的问题,因此采用一份试卷来评价学生对本课程的掌握程度是不合适的。
为了解决传统教育模式下精细合成教学的不足,我们在借鉴其他高校教学经验的前提下,对精细合成课程教学进行改革,尝试在本课程的教学过程中引入CDIO工程教育模式,将企业产品生产全过程映射至高校人才培养的全过程,使学生在“构思-设计-实现-运作”有机结合的教学过程中开阔思维,激发创新能力,培养学生自学能力、发现和解决问题能力,从而完成整个教学过程。
2.1CDIO工程教育模式下精细合成课程的教学目标的改革
在CDIO教育模式下,精细合成课程教学目标由两部分组成,一个是技术目标,一个是CDIO能力培养目标。技术目标主要是学生在课程学习中需要掌握技术的具体要求,由以下5个方面组成:精细合成反应机理,精细合成单元反应,各单元反应的典型品种的合成工艺,基本的精细化合物合成方法,精细合成工艺学基础。CDIO能力培养目标包括培养学生的工程基础能力、个人能力、人际团队能力和工程系统能力,培养学生自学和解决问题以及产品研发的能力。改革后的教学目标可以更好的培养学生的综合素质和创新精神。
2.2CDIO工程教育模式下精细合成课程的教学过程改革
为了在整个教学过程中贯彻CDIO工程教育理念,首先由任课教师在课堂上讲授精细合成中的合成路线与反应机理,然后选择合适的精细化工产品做为生产目标,设计了五个CDIO项目,分别为十二烷基苯磺酸钠的合成项目、己二酸的制备项目、甲醇液相氧化羰基合成碳酸二甲酯项目、邻氯苯甲醚的合成项目、脂肪醇硫酸钠的合成项目,然后让学生分组实施,学生对目标进行分析研究,并设计实施方案,按照CDIO工程模式完成构思、设计、实现和运作的步骤,从而在实践中掌握教师在课堂上讲授的合成路线与反应机理,从而完成由实际化工产品反推学习理论知识、合成机理的过程。在教学中有一个综合练习项目,把环己醇氧化制己二酸做为CDIO项目载体,让学生分组设计合成路线,通过这个项目设计学生不仅可掌握包括氧化、还原、硝化、磺化、烷基化、酰基化、重氮化和偶合等常见单元反应的基本原理和影响因素,而且通过真实的实践操作任务掌握了单元反应的基本操作及尝试工艺的改进方法,最后以小组为单位进行PPT汇报,教师评定成绩。
2.3CDIO工程教育模式下精细合成课程考核方式改革
在教学过程中应用了CDIO工程教育模式后,我们同时也改变了仅凭一张试卷定成绩的考核模式,在课程教学的不同阶段,将不同的精细化工产品设计成目标产品,让学生按照CDIO工程模式完成从产品研发到生产的整个过程,然后由教师对学生设计的合成过程进行打分。总的说来,决定一个合成的质量好坏的主要是四个指标:(一)途径越简捷越好;(二)原料越便宜越好;(三)产率越高越好;(四)环境污染越小越好[5]。通过这四个指标的衡量就可以判断学生对合成反应机理、有机合成路线设计与技巧、经验的掌握程度和熟练程度,进而对学生成绩进行合理的评价。
3CDIO工程教育模式在“精细合成”教学中的教学效果
CDIO工程教育模式是一种注重能力培养的教育模式,改变了以往以知识传授为主的教学理念,突出了精细合成理论学习与工程实践的结合,对教学效果的促进作用体现在以下几个方面:1、培养了学生的个人能力与协同能力,尤其是项目组织、设计、开发和实施能力;2、培养了学生的创新意识、协作精神和理论联系实际的学风。3、在课程中设计的丰富实践项目,改变了以往枯燥乏味的学习方法,开阔了学生思维,激发学生创新能力。4、提高了学生的工程意识与工程素养,适应当前社会对工程技术人才的需求。
4结束语
1.1改变教学模式
第一,课程中重复的内容不再重复教学。比如:工程力学,力学的基本知识与大学物理重复,在课堂上以学生自主学习为主,每堂课让学生自己准备课堂内容,准备PPT,上台讲解,教师给出指导。第二,软硬件结合的方式教学。比如:单片机课程采取上机教学,使学生边学边用,用软件模拟,再加入实验课时达到软硬件有机结合。第三,学生自由选择跟本门课程相关的课题,完成课程教学。比如CDIO工程导论:教师先介绍本门课程的任务,然后提出课题让学生自行选择,针对每一个课题学生自行收集材料,制作PPT,讲解课题并最终完成课题。每一个课题教师给出的应该相对简单,一个简单的项目学生完成后,他们会有小小的成就感。这样就可以激发学生的兴趣和努力。首先,新生由于刚进入校园彼此还不是很熟悉,通过分配任务让新生能组成团队,进行分工与合作,创造良好的学习氛围。其次,充分利用网络的便捷性,让学生自主到图书馆或者网上查询资料,培养学生积极主动学习的能力。再次,在为学生布置完课题后,让学生自己购买各种元件和工具,能够将理论知识和实践相结合,在实践中检验理论知识的学习水平。最后,在答辩的过程中,让学生扮演不同的角色,培养学生团结合作以及实践操作能力。经过对2010级测控班级的试验,参与项目的学生在学习兴趣以及动手能力方面要比没有参与项目的学生有明显的优势。从毕业就业情况来看,参与项目的同学在就业时候自己感觉压力较小。
1.2制定新的培养方案
针对应用型本科测控专业,为了合理制定培养方案,我们首先对本专业从业人员进行调查,结合以往的教学计划让企业人员给出评定各个课程在本行业的重要性,分别从10分到0分罗列出每一门课的重要性,然后收集这些调查资料进行总结。参考CDIO评价标准,制定符合产业需求的测控专业人才培养方案
2.校企合作
2.1学校和企业合作共同编写符合工程教育需要的教材
如:编写无损检测课程教材并开展相应的技术培训(IDEA培训)。
2.2建立CDIO工程教育模式所需的实践基地
要培养优秀的工程技术人才,应该具有好的工程实践环境,我们建立了职业资格鉴定站,先后与厦门灿坤实业有限公司、爱迪尔电子有限公司等多个公司合作,建成了多个校企合作的实习实训基地,成立企业研究院,创造了满足应用型本科人才培养的工程环境。
2.3提升学生工程实践能力
在大学四年中,一、二年级是理论知识的学习阶段,三、四年级着重实践训练:第五学期为期1周的“电工电子实训”即借助一个典型电路系统完成实训,来检验学生所学的电路、电子知识,培养学生理论联系实践的能力。在第五学期分别安排了两周的单片机和PLC课程设计。在第六学期,安排了为期3周的“测控系统综合实训”。在第七学期安排了一个月的就业实习。同时在每年暑假都安排学生去工厂参观实习。在此过程中有企业的参与,使用多种常用设备,让学生对实际作业更加接近,促进了毕业生与企业接轨的能力。
2.4积极开展课外竞赛,培养学生创新能力
为了更好的实施CDIO工程教育模式,我校软件专业与IBM公司进行深度校企合作,共建实习基地,聘请优秀的企业人员同本专业教师一起依据12条标准共同探讨专研、修改人才培养计划、修订考核标准、重构课程体系,不再是单一的试题试卷,而是把学生的职业能力,包括软件产品、系统构建、职业素质和合作能力等,同时也提高教师工程能力。
2CDIO在高职软件专业的应用
在国内外,很多的学校和专业都在应用CDIO。例如著名的麻省理工学院,国内的汕头大学等。效果显示,社会上非常愿意接收采用CDIO教学理念以及教学模式的毕业生。在社会效应非常不错的情况下,我校积极汲取先进的教学理念、教学方式,将适合采用CDIO工程教育模式的软件技术专业优先试点。参照12条标准,软件技术专业从课程体系、课程建设、才培养模式和师资队伍建设等方面进行实践,探索如何提高高职软件技术专业学生的职业能力与终生学习的能力。
2.1课程体系开发
随着软件行业的不断发展,社会需求的不断变更,对从事这个行业的员工的分工也越来越细。手机开发、软件测试和软件维护等岗位开始广泛吸纳高职高专的毕业生。因此,我们将软件技术专业的培养目标定位于“手机开发(手机游戏)、软件测试和软件服务”这三类岗位。2014年11月4日,以关键词“软件测试”搜索招聘职位,从智联招聘、中华英才等网站上共计搜索到58690个职位,以关键词“手机开发”检索,共计搜索到29180个职位;以关键词“软件维护”检索,共计搜索到76368个职位。而且这些职位的描述,基本上是以专科生为主的。由此可见,软件的专业目标的定位是准确的。课程设置是专业建设中的重点,一个好的课程体系不仅是让学生掌握专业基础知识和实践技能,还要让学生掌握团队合作、人与人之间沟通的能力;掌握发现问题、面对问题、分析问题、解决问题的能力;掌握良好的职业素质等方面的诸多能力。原有的软件技术专业课程体系重视理论知识的系统性;重构的软件技术专业课程体系重视工程实践,从岗位出发,强调了学生工程能力的培养,强调能力本位,重点培养学生在工作中所需要的各种能力和素质,在评价体系中不再是单纯的由教师来评价,而是通过笔试、项目答辩、项目组组长评价、学生互评和企业工程师综合评价,对学生的专业知识、合作能力等综合能力进行评价。在课程设置中,强调专业课程和素质课程有机结合,构建一个综合性质的课程体系。该课程体系以岗位需求为基础、以项目为导向,以解决问题为目的,将分散的、孤立的知识点组织起来,形成知识网,让学生从构思开始,到最终结束,都参与其中,有一个完整的经历。在对课程的重构中,首先对现有的课程以及企业中需要的技能进行分析,明确每一门课程中的知识目标、能力目标和素质目标,建立相应的课程标准,根究优化过的课程将课程调整为专业基础课、职业技能课、综合素质课,同时综合性质的课程要围绕基础来构建,学科之间并非孤立而是紧密联系、相互支撑。将知识和技能进行合理分解,然后再重构。深入分析工作过程之所需要的知识和技能。根据现在的软件高职毕业生的就业岗位,确定合适的项目,对于知识以够用为主,项目中需要什么就学什么,所学的知识都能够应用到该项目中,能够解决实际问题,强调培养学生的解决问题和自学的能力。综合培养学生的基础知识、个人能力、团队能力和工程能力。将“做项目”作为主线来组织课程,在项目中掌握知识之间的联系,能够使学生学会相关的职业能力,能够处理与之相应的工程项目整个生命周期内产生的问题。
2.2人才培养模式
(1)虚拟软件工厂
在重构的课程体系中,除了传统课堂教学和实训室教学外,对《Java程序设计》《程序设计(C#)》这类职业能力课程,全部采用虚拟软件工厂的模式进行教学。将学生分为若干个项目组,按照企业中项目管理的方式,学生充当项目负责人、程序员等角色。教师提出工作任务和需求,学生在模拟真实的工作过程中完成任务,掌握相应的知识点。同时也引进企业项目管理模式,对学习过程进行监控和管理,学生是主体,但教师起主导作用,及时发现问题、解决问题、对任务进行总结和评比。在项目中掌握职业能力,达到大纲所要求的能力,包括基础知识、个人能力、团队能力和工程系统能力。
(2)“2+1”教学
“2+1”中“2”代表的是在学校内集中学习两年,“1”是指分散学习一年,到社会上进行顶岗实习和毕业实习。在大三第一学期,学生到企业进行定岗实习,岗位主要包括:软件测试、软件维护和软件开发等项目。学生可以选择学校推荐的企业,也可以自择,即学生自己联系实习单位。在顶岗实习期间,学生由在校学习者的身份转变为职业人,这个原本是毕业学生在第一年中的体验,但是现在变成在校就能够进行。顶岗实习,并不是把学生放到社会上,再不管,而是有专门的老师对学生进行指导、监控和管理,同时也进行考核。与此同时,企业的工程师也要对学生进行考核,不能流于形式,要保证顶岗实习的质量。我院软件技术专业与IBM合作共建实习基地。学生在大三的第一学期直接进入实习基地,企业有经验的工程师对实习的学生进行相应岗位的培训,然后让学生参与到真实的项目中,之后指导监督学生完成企业真实项目。学生在工作过程中参与软件产品的整个生命周期,包前期需求分析、产品设计,中期的代码编写和后期的测试、维护等。即CDIO思想中的构思、设计、实施和运行。一个任务的完成,学生会锻炼各方面能力,例如,学科基本知识点、与人的沟通能力和合作能力,软件系统的构建能力,终生学习能力、自主学习能力。学生在能力的提过程中,积累了丰富的实践经验,并创造了一定的经济效益,降低了企业的运营成本,实现了校企双赢。
2.3师资队伍建设
(1)加强在岗教师的企业培训
在岗的教师基本上都是从高校毕业后直接进入学校,缺乏实践能力,除了参加国家及其省市的“双师”素质培训,还应当与企业合作,将中青年教师派遣到企业进行顶岗实习一段时间,这个时间不能太少,最少是一个学期,乃至一年,如果时间短,就不能真实有效的参与企业的产品开发全过程,达不到锻炼的目的。只有参加完整的项目,才能很好的提升专业基础知识和工程能力,同时又可以探索教学规律。事实上,没有实战经验的老师也是真真实实的做了一次学生,非常有利于教学。尤其是对那些毕业后就到学校的青年教师,以及缺乏行业经验,不了解该职业素质的老师。
(2)积极推进“产学研”结合
2010年我校与IBM达成合作协议,进行校企合作,共建“软件测试”“手机游戏开发”实训基地。企业与学校共同探讨,建立了校企合作教材,提供真实的项目化教材,并派遣有经验的技术人员指导教师的教学。同时邀请教师到企业进行参观、学习、邀请老师到实际的项目中进行实战。教师在教学中进行学习,在参与中进行学习,“产学研”三者紧密结合,大大提高专业教师的工程能力。
(3)积极引进具有丰富经验的技术人员到教师队伍中
除了提升在岗教师的自身素质来进行师资队伍建设,还应当积极从企业引进那些具有丰富实践经验并且具备教师基本素质的工程技术人员充实专业教师队伍。或者在某一段时间内将这些来自生产一线,能够带来流行技术或者行业标准的人员进行聘用,作为兼职教师,这样不仅能够丰富某一学科的师资力量,而且在同在岗教师的交流的时候,还能提高在岗教师的工程能力。这些企业来的专家了解当前社会对从业人员的素质要求,进入专业建设委员会,进行专业和课程的建设,更能制定出符合社会需求的人才。
3结论
1.1《制药工程原理》课程现状
有些采用“制药工程原理与设备”,“制药工程原理与设备”存在同名,主题内容不同,各科交叉重复的现象。目前针对制药工程专业的教材有刘落宪主编的《中药制药工程原理与设备》,王志祥主编的《制药工程原理与设备》,袁其朋主编的《制药工程原理与设备》,姚日升主编的《制药工程原理与设备》。这些具有“药”味,但刘落宪主编的《中药制药工程原理与设备》的重点是中药制药,对于制药工程专业缺乏通用性,王志祥主编的《制药工程原理与设备》在化工单元操作的基础上增加了制药化工领域的新技术和新设备。姚日升主编的《制药工程原理与设备》以《化工原理》为基础,内容涵盖“三药合一”的知识点,涉及到制药工程类课程化工原理,药物制剂,化学制药工艺学,药厂车间设施规划及药事管理和GMP规范。王志祥主编的《制药工程原理与设备》以化工原理为基础,但袁其朋主编的《制药工程原理与设备》,介绍的是制药工程的原理与制药设备。内容涉及制药工业的各个环节,包括化学制药、生物制药、中药和天然药、制药分离、制剂工程、药品包装、药品质量控制等。同为《制药工程原理与设备》内容却大相径庭,出现在短学时《化工原理》后又开设王志祥主编以化工单元操作为主要内容的《制药工程原理与设备》的现象。教学实践还发现《制药工程原理与设备》的一些章节内容如制剂、质量控制等都与制药工程专业其他课程有重复现象。
1.2整体设置教学内容,加强教师之间的协作
课程之间内容重复影响学生学习的效率和积极性,CDIO工程教育注重整个专业的系统改革。CDIO的标准3:集成化课程设置,强调突出课程之间的关联性,围绕专业目标进行系统设计,从而避免不必要的重复,使关联的课程共同支持专业目标,使学生掌握各门课程知识之间的联系,并用于解决综合的问题。不同性质高校制药工程专业课程设置侧重点不同,培养从事药品制造,新工艺、新设备、新品种的开发、放大和设计人才为目标时相同的。所以制药工程原理不能独立,需要教师之间的协作,在制定培养方案时整体考虑设置本专业课程及课程内容、课时。对于制药工程不同专业方向(化学制药、生物制药、中药制药)的侧重点不同,但基本包括制药反应工程、制药分离工程和制剂工程技术,在理论教学中采取宽口径的方式,通过项目实践来体现侧重点的不同。制药工程原理与设备包括制药反应(发酵、提取工程)、制药分离、制剂三部分,制药分离包含制药过程涉及的典型单元操作,贯穿其中的流体流动、传质、传热是固体制剂单元操作如粉碎、混合、制粒、压片等的理论基础。负责不同课程的教师应相互协作,探讨,整体考虑各部分的内容,明晰知识之间的衔接与延伸,避免内容重复,在缺乏合适的教材情况下宜结合教材《化工原理》、《制药分离工程》、《制药化工原理》和《药物制剂及设备》等合理安排内容及课时。
2知识与能力的关联
CDIO工程教育标准1强调理论与实践、知识与能力的结合。CDIO工程教育要求获得专业知识的同时培养个人自身的能力、团队协作能力。知识必须与工程项目挂钩,制药工程原理的基本理论必须和实际制药过程结合起来。知识与能力的关联要求项目具有实践性,考核方式多样性。
2.1项目的选择
传统的化工原理课程设计主要是针对精馏和换热器的设计,毕业设计题目相似程度高,缺乏创新性。制药工程原理作为二级项目,项目的选择要以教学内容与企业实际为依据,适合制药工程专业特点。项目来源可以是企业合作项目,教师科研项目,学生参加的创新、竞赛项目,如制药工程设计大赛,创新创业等。学生主动提出或参与的项目更能激发学生的积极性和创造性。有助于实现让学生以主动的、实践的的方式学习工程。项目采取嵌套法,大项目包含小项目,二级项目和三级项目具有延续性。有助于实现让学生以课程之间有机联系的方式学习工程。大小项目体现不同要求,包括关键设备的设计,其他设备的选型。
2.2以提高能力为目标的评价
CDIO强调的不是内容而是能力,CDIO能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程,如何确保能力评价过程的合理性和有效性?CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。这四个层面的能力不是相互独立的。工程基础知识重在应用,体现在构思、设计、实现和运作每个过程,工程系统能力作为一种工程素养贯穿于构思、设计、实现和运作整个过程,个人能力和人际团队能力体现在个人和团队的表达和表现,包括完成项目的材料(包括设计说明书、图纸和产品等)呈现和口头、肢体表达。合理而有效的评价方式应是综合的、多样性的、有针对性的。评价应该贯穿项目的全过程,而不是最终的答辩。具体考核中包含的环节有阶段性的汇报,小组间互评,改进后专家审核,申请答辩。答辩环节包含团队展示,整体展示和负责项目中不同内容部分的个人展示,指导老师提问,旁观的学生提问,项目组学生向答辩专家提出自己在完成项目过程中的问题。一个宽松的环境有利于学生表达自己的思想和意见,实现提高能力的目标,而不是任务式的完成项目。
3师生关联,环境关联,加强教师的CDIO能力
改变项目组织形式,重视团队建设,一般的课程设计按学号分组,或学生自由组合,一个好的团队要使团队中每个成员发挥个性特长,使团队最优化。改变原来课程设计一成不变教师出题的套路,有利于教学相长,增强教师CDIO能力。高校青年教师普遍存在工程经验缺乏的问题,因此参与企业项目,邀请企业工程师参与指导有利于提高师生的工程素养。宣传CDIO工程教育模式,使作为主体的学生了解CDIO教育理念,通过明确学生学习目标营造学习环境。同时提供教学实践环境,即方便实施项目的教师和学生们查阅资料,讨论,制作等的场所和方便使用设备的的机制。
4结语
依据CDIO专业培养目标的设计与确定的基本原则,结合国内相关院校改革经验,制定了化工专业培养目标,既培养具备面向化工及相关产业发展需要,适应未来科技进步,掌握化学工程与工艺专业的相关原理和知识,具有良好的社会责任感与职业道德,基础理论扎实、专业知识宽厚、实践能力突出、创新能力强,获得工程师良好训练,具有终身学习能力、人际交往能力、团队合作能力、组织协调能力和国际视野的高级工程技术人才。
2.课程设置
2.1课程设置的基本原则
(1)紧紧围绕“工程基础厚、工作作风实、创业能力强”的人才培养特色,以CDIO模式为基本框架和背景环境,以突出学生的工程实践能力、团队精神和合作能力、创新精神和创业勇气的培养为主要目标,建立符合国际工程师认证的课程体系。
(2)知识、能力、素质协调发展的原则。突出强调学生的综合素质培养,在重视知识传授的基础上,大力加强学生获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力培养。
(3)以生为本,尊重、鼓励、引导学生个性化发展的原则。推进分类、分层教学,减少必修课,增加选修课,给予学生较大的自主选择空间,为学生的个性发展创造条件。
(4)突出工程实践能力和创新精神培养的原则。根据专业人才培养目标,统筹规划实践教学环节,丰富实践教学内容、方式和途径,构建科学有效的实践教学体系。
2.2课程平台建设
根据专业培养目标的要求及课程设置原则,共设置了人文社科课程平台、公共基础课程平台、学科基础课程平台、专业课程平台、素质教育课程平台、实践教学平台和创新创业教育等7个课程平台。
(1)人文社科课程平台。主要培养学生人文、社科等方面的基础知识与修养。
(2)公共基础课程平台。主要培养学生掌握相关的自然科学知识、一定的经济管理知识和相关的工程基础知识。
(3)学科基础课程平台。主要培养学生掌握化学、化工的基本理论、基础知识,受到化学与化工实验技能、工程实践能力的基本训练。
(4)专业课程平台。主要培养学生掌握化工装置工艺与设备的设计方法、化工过程模拟优化方法,具有创新意识和对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的能力。
(5)素质教育课程平台。该平台是为优化学生知识结构,提高综合素质,增加学习的灵活性与主动性,实现文理交叉与渗透设置的课程平台。
(6)实践教学平台。主要培养学生的工程实践能力、动手能力、创新能力、团队协作精神。
(7)创新创业教育平台。鼓励学生参加各种创新实践活动,参加各种竞赛,培养学生的创新能力、创业能力、人际交往能力、团队精神和合作能力等,提升学生的综合竞争力。
2.3教学方法改革
CDIO工程教育改革是一项系统工程。依据CDIO理念确定的培养目标、课程设置依然只是规划,改革最终必须落实到每门课程、每节课堂、每个活动上,这样才能保证改革的顺利进行。目前我们以“化工设计”这门课程作为试点课程进行了教学方法改革,目的是测试改革想法的可行性和有效性,探索和积累经验。“化工设计”是化工专业学生必修的一门实践性很强的专业课。课程综合运用已学过的专业基础课和专业课的知识,讨论化工工艺过程开发、设备的设计以及化工厂的整体设计。改革前,“化工设计”课程主要是以理论教学为主。CDIO改革后,我们实行的是以项目为导向的教学模式。根据“化工设计”课程教学目标及课程大纲要求,在教学内容中安排了三级项目,三级项目下设置若干个子项目,学生按6-8人分成小组,每个小组自选一个子项目,要求学生在学习化工设计基本知识的基础上,完成一项包括构思、设计、实施和改进全过程的团队项目。在项目设计过程中,学生以团队内合作、团队间协作加竞争的方式进行自主探究式学习,教师仅起指导作用。本课程经过CDIO教学改革后,不但使学生掌握了化工设计基本理论知识,而且也培养了学生人际交往能力、组织管理能力、较强的表达能力、团队精神和合作能力。
3.结语
1.1CDIO教育模式概述
20世界80、90年代,高校工程专业所培养的毕业生难以适应现实工业生产的需要,使工业界逐渐意识到高等教育脱离实践这一问题,直接教育已经远远满足不了现今社会教育的发展需要。迫于这种形势,2001年由美国麻省理工学院联合其他三所著名高校,共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系CDIO。CDIO教育模式旨在培养具有知识体系健全、双基扎实、工程业务水平高以及道德高尚的“新一代”卓越工程师。
1.2CDIO教育模式的应用情况
在国外,根据不同学科领域的要求,CDIO工程教育模式已被广泛应用且形成了一些特色CDIO教育模式。CDIO工程教育模式首先应用于麻省理工学院等4所高校的机械系、电气系。紧接着得到其他发达国家的认可,并且根据自己的情况开发出适合自己的具有特色的CDIO工程教育模式,以培养科学基础知识扎实,工程能力过硬的现代工程师,提高国家科技竞争能力。在国内,CDIO工程教育模式也得到了广泛的应用,2001年由北京交通大学主办,清华大学、北京航空航天大学、汕头大学、北京石油化工学院等高校协办的“2011北京CDIO区域性国际会议”称中国共57所高校开展CDIO工程教育模式试点工作,且已取得较好的成果。例如:汕头大学已根据自身教学情况以及资源,提出一种以工程设计为导向,以培养个人能力、团队能力和系统调控能力为主要目标的EIP-CDIO工程教育理念。汕头大学这种教育模式并不是发达国家CDIO教学模式的复制,而是吸取原有CDIO教育模式的经验精华之后,创立的属于汕头大学自己的工程师人才培养的教育模式,具有自己的特色,更符合自身教育教学实践情况。同时,CDIO工程教育模式也被应用于具体专业,例如:大连东软信息学院基于TOPCARES-CDIO工程教育理念,对专业设置驱动因素和影响因素进行分析,综合比较已有专业设置模型,应用鱼骨图的设计结构,引入模块化理念,突破固定维度限制,设计出鱼骨型专业培养方案设置模型。回顾国际工程教育改革背景,从哈尔滨理工大学工程教育与人才培养模式改革出发,结合校情,基于我校的物理专业的现况,以国外先进的CDIO教育模式为指导,借鉴国内的CDIO实践措施,建立起自己的CDIO工程教育模式势在必行。
2物理类专业现阶段的教育教学情况分析
第一、在大学物理类教学中,过分强调教师的教学量,进而忽视了其科研与办学的能力,这样就阻碍了大学在教学质量、科研成果和学校规划方面的发展。第二、学校的发展未能与社会同步,学校培养的人才不能满足社会的需求,更不能适应社会的发展。在校四年学习过程中,过多的学习科学理论知识,而忽略了实践环节,致使培养出来的学生缺乏工程实践能力以及创新能力;而这与社会需求的高素质的工程性人才是相悖的。第三、过分强调自然科学知识的学习,而忽略了人文科学的重要作用,致使培养来的学生丢失了传统文化,丧失伦理道德,成为“有才无德”之人,危害他人、危害社会。然而,CDIO工程教育模式要远远优于传统的教育模式,它拥有一套完备的教学框架,有自己的教学的大纲以及教学宗旨。首先,以德为本,培养具有高尚职业道德的人;其次,以学生自学为主,帮助学生掌握专业基础知识以及精湛的技艺,帮助学生开拓自己的创新能力以及认识自己潜在的价值;在此基础上,在人才培养中将教育过程与实际工程领域具体情境结合,培养“德才兼备”的新一代高水平工程师。因此,我校物理类专业可依据经典CDIO工程教育模式,构思适合自身情况的教育模式以及培养方案,以弥补现阶段教育教学中的不足,提高教学质量,促进学科发展,适应社会发展。
3构思基于CDIO模式的物理类专业教学培养方案
3.1科学理论基础的学习以及考核制度
根据大学生教学大纲指示,为完成大学生自学能力的培养任务,有关学生科学基础知识的学习当实施以“学生自主学习为主,老师答疑解惑为辅”的主观能动性学习模式。第一阶段:首先由教师对相关学科的知识点进行归纳、总结,并制定学习计划,然后将学习知识点以及学习计划分发到学生手中,由学生自行完成基础知识的学习过程(记忆、理解),最后由教师编辑题库,对学生进行基础知识的考核,考核结果分为优、良、中,不合格4个级别,不合格者则不得进入下一学习阶段。第二阶段:首先由教师划分制定不同的知识模块,完成由同学选择自己喜爱的知识模块进行系统研究,挖掘知识深度,再由同学针对已学习的知识模块进行答辩,展示自己的学习成果,重点讲述自己对知识点的理解以及相关知识的联系性,最后由老师对其的答辩进行点评,提出今后的学习研究重点,并且给予答辩评价,并且此过程为循环过程,要求每个同学依次掌握不同的模块。第三阶段:基于第一以及第二阶段的学习成果,教师评定出学生的学习成绩(优、良、不合格3个级别),成绩为优、良者方可参加相关的科技竞赛、科研项目,并且科技竞赛与科研项目的成绩可以转换成一定的学分,对于在科技竞赛以及科研项目中表现突出的同学,学校可以对其进行精英式培养,作为学校、社会以及国家的储备人才,为进一步培养优秀人才,奠定基础。第四阶段:仅仅经过以上3个阶段的培养,只能在专业技术方面对一个人有一定的提高;然而,这并不能使一个人在德行方面有所提高或蜕变。因此,对于基于CDIO模式物理专业人才的培养还需要新阶段的锻炼与培养,并且这个阶段势在必行。基于本校的特殊情况,应采取以下方案,来对学生的德行方面进行一个积极的考量与培养:首先由学生在年终进行自我评价,尤其是德行方面的表现进行逐一评价;接下来有辅导员、班主任以及一名任课老师给出相关的综合评价,最后由专家评论组对学生的德行给予中肯符合实际的评价。同时,将这次的评价结果告知学生,以便学生明确以后努力的方向,弥补不足,完善自己。
3.2科学理论学习与科技竞赛相结合
在夯实基础知识与基础能力之后,教师组织学生参加一些对理论分析、计算能力要求比较高的竞赛,比如:哈尔滨理工大学学术物理竞赛,全国大学生“高教杯”数学建模竞赛等。通过这类比赛来培养学生的团队协作能力,更重要的是在比赛过程中,可以将学习的数学、物理、化学等理论知识应用其中,使同学们对课本中的理论知识有一个新的认识。并且通过竞赛可以带动、检验基础知识的学习,让同学体验到用知识解决实际问题、解释现象的快乐,这样能够更好地激发学生的学习兴趣,提高学生的学术修养。在我校近期举行的《哈尔滨理工大学首届物理学术竞赛》中,参赛队员在比赛过程中得到锻炼,掌握设计出一套适合自己的解决问题的方法。最后,由教师结合比赛过程中学生的表现以及学生的比赛结果基于一定的评价分别为(优、良、中、差)。此评价结果计入学生的期末总评成绩。
3.3科学理论学习与科研项目相结合
在进行上述2个环节之后,接下来的环节要注重科学理论知识的实践应用以及交叉学科知识的运用,根据哈尔滨理工大学的现况,采用工程项目育人还是可行的。首先由教师进行交流、讨论,针对学科特点以及知识进行构思,设计出覆盖知识面广、切实可行的不同类型的工程项目;接下来由同学们进行自由组队,进行选题;然后,开展团队合作,对工程问题提出解决方法,进行实验验证亦或制作出作品;最后由专家在组织答辩,学生的作品以及研究方法进行评价。比如,我校近期开展的《哈尔滨理工大学首届物理实验演示仪器竞赛》,这个活动激发大学生对大学物理的兴趣,培养大学生严谨的学习态度、科学的研究方法、综合运用所学知识解决实际问题的能力和进行实验研究的能力,并且对于改进我校的实验演示仪器作出了贡献。
3.4横向学习要与纵向学习相结合
在3.1、3.2以及3.3中拟定了具体的基于CDIO模式的物理类专业教学培养方案以及实施方法,本节将从一个高的层次来看待CDIO工程教育模式。CDIO工程教育模式的学习不仅仅是单一方面的横向学习与纵向学习,而是二者的有机结合。纵向学习,能够解决一个问题的“然”与“所以然”,能够让学生深刻的理解一个问题的来龙去脉,但是对于与这个问题相联系的事物却没有详细的了解,从而限制了人思考的角度,没有全局的意识;然而横向学习,能够拟补这一缺憾,从类比、相似以及反推的逻辑思维来阐释同一类问题,这从通俗的层次传授了方法论与逻辑学知识。这样,基于横向与纵向学习的CDIO工程教育模式,不仅仅培养了具有较高等技术的工程师,更是培养了有思想的较高素质工程师。
3.5校内学习与社会实践学习相结合
综上提出的4个方面,仅仅是依托于学校固有的教学资源,开展的培养提高学生能力的项目,然而这些项目却与实际的社会生产创造需求脱轨;虽然它们能够在某种程度上提高学生的专业、道德水平,甚至说是综合素质,但是离高水平一流的工程师还有一定差别,有一段距离。为了弥补这一差距,还应进行以下三方面的改进:第一、学校除了在充分利用现有固定可见教学资源的基础之上,还应该发挥学校各种潜在的能力,挖掘一定的社会资源,比如:在专业技能培养方面,应注重与科技公司,生产工厂等建立联系;在社会公德、道德培养方面,应注重与一些敬老、养老院或者与志愿者相关的部门单位建立关系等。第二、学校在挖掘这些潜在的资源之后,应将学生定期派遣到对应单位,进行短期、长期等时间不等的培养与教育,与这些单位共联合,对进一步提高学生的综合素质作出努力。在培养过程中,所涉及的培养内容,无需拘泥于形式,可以是实践操作、工程技能培训、讲座、交谈会、茶话会、素质拓展以及其他的健康向上、丰富多彩的活动。第三、在完成以上相关活动后,每位同学都需要进行答辩报告,对自己进行客观的评价,包括表现突出以及不足两方面,以及自己在整个培训过程中自己的收获;除此之外,学校与相关参与单位应该组成专家评审团,根据学生的表现,给出客观可行的综合评价,主要包括专业技能的提高以及道德修养进行点评,给学生提出合理、公正、客观努力方向,使得学生想优秀、甚至是杰出的工程师买进一步。
4结语
CDIO工程教育改革所产生的结果主要是为了解决将来未知的技术方面的挑战,为工程提供严谨的科学的工程教育转化方法,进一步的减少了工程技术技能和素质的教学,CDIO教育过程主要是以产品生产的过程为周期,与所工作的环境有着紧密的联系。CDIO关注的是科学的知识基础和学生创新能力的培养,力求找到科学知识与实践能力的平衡点,创造的是现代工程师的工作环境,注重的是团队的合作能力,强调的是社会的责任感,最终面向的是全球化的发展趋势。CDIO工程教育模式主要培养的是学生在真是的工作环境中怎样更好的进行构思、操作相对复杂的工程产品。CDIO工程的教育模式强调的是技术上的进步以及科学基础的把握。我们通过对CDIO工程教育模式的培养,能够将学生逐渐培养成为可直接与岗位对接的应用型创新人才。“十二五”期间我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的创新人才,近年来我国教育虽然做了一些改革,但我国的教育体系中还存在一些问题,人才培养方案各学科之间相互支撑一体化不到位,基本个人能力、人际能力和对产品、过程和系统构建能力的培养融入度不够。据统计,2006年我国所毕业的78万工程技术人才中,适合在国际化大公司工作的人才不足百分之7,造成这一情况的主要原因是因为我国的学生在实际的训练中缺乏实际动手能力,这一能力的培养在欧洲等国家就做的非常好,国外积累的经验告诉我们,CDIO的教育模式是可行的,而且成果也是非常显著的。根据古建筑木作修建岗位工作需求梳理课程内容,归纳岗位需要的核心知识点、岗位能力以及可持续发展的系统木作知识。借鉴CDIO工程教育模式,以工作任务和实际工程项目为教学载体,学生自主选择完成由构思、设计木构架,到制作、检验木构架的产品全过程。依据岗位工作过程构建识别古建筑木构架和木构件任务、构思设计古建筑木构架和木构件设计项目、实施制作安装木构架与木构件项目、评价检验木构件与木构架项目成果质量的四个关键核心课程体系,知识传授由浅到深,能力培养由简单到综合。创造木作岗位情景教学,设计理论与实践一体化教学平台。培养过程以学生为主体,教师为引导,学生自主学习、发现问题、独立分析问题和解决问题,培养学生正确分析实际工程中常见的木作问题并提出处理方案,勇于创新,能与他人合作共同进步协调发展,具有良好的职业素质,达到毕业既能胜任岗位工作的培养目标。
二、我国古建筑木作CDIO模式在企业的发展前景
(1)我国的古建筑行业发展是在古建筑群发展的前提下形成的,因此我们首先要了解的是古建筑行业岗位的需求情况,对古建筑木作工程的修复状况也要有一个详细的了解,最后也是最关键的就是要调查一下我国目前古建筑工程技术专业人才的培养情况,各大高校是否真正的落实了培养古建筑工程专业人才的任务;
(2)根据之前调查所得的结果,能够准确的整理出我国古建筑木作工程的岗位核心,不断的找寻出岗位的真实竞争情况;
(3)对CDIO工程培养模式在我国古建筑木作工程修复中的开况,基于此种情况设置全新的课程培养标准;
(4)着重分析了我国古建筑工程技术专业的教育标准,进一步的构建我国古建筑木作工程修复课程体系的评价标准,这一评价标准对古建筑木作CDIO模式在企业中的应用是非常有好处的,也只有这样才能够符合古建筑企业正常的发展规律,使得古建筑课程与企业的真实发展状况相吻合;
(5)通过对CDIO工程教学模式的研究,我们可以成功的构建一个一中国的古建筑木作工程为载体的,以行动导向为基准的教学情境,这样学生就能够在教学情境中体会到CDIO工程教学模式的创新之处;
(6)要让学生主动的积极的参与到我国古建筑木作工程的修缮当中,这也是为今后我们的古建筑设计和古建筑的课程之间的一体化衔接奠定基础;
(7)要逐渐的培养学生正确识别我国估计拿著木构件的能力,要时刻以团队为中心,设计制造出来的古建筑构件和木构件都能为我国的古建筑设计木作工程提供有力的参考;
(8)CDIO工程教学模式的研究主要是为了进一步的培养学生的团队合作能力,要求学生在实际的木作工程修缮中能够准确的构思出我国古建筑木作工程设计修缮的相关解决方法,设计出我国古建筑木作工程的修缮方案,为今后的古建筑木作工程施工奠定一个良好的基础;
三、总结