時間:2018年09月01日 分類:電子論文 次數:
計算機專業屬于典型的理工方向學科,下面文章就主要在CDIO項目工程教育模式背景下展開研究,提出應用CDIO項目學習的方式,將學校專業教學課程一體化,將知識橫縱交叉鋪設,才能快速實現個人專業基本知識、素質和團隊合作能力的提升,培養出更多專業的人才。
[關鍵詞]CDIO項目實施,導師制管理,專業課程群研究,工程實踐探索
1CDIO項目工程教育模式的發展背景
CDIO工程教育模式是美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學的跨國研究成果。CDIO分別代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)的首字母縮寫,是面向實際的產品、過程、系統生命周期的工程教育方法。CDIO模式將工程職業實踐環境作為工程教育環境,在教育環境中不斷培養人的工程能力、職業道德、學術知識和綜合運用知識解決問題能力、終生學習能力、團隊工作能力、交流能力和大系統掌控能力。
從2005年起,CDIO工程教育模式被引入中國。我國工科教育的迫切任務是盡快培養與國際接軌的工程師,然而我國部分高校工科教育在實踐中還存在不少問題,例如重理論輕實踐、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。
CDIO教學大綱與聯合國教科文組織提出的未來教育四大支柱(學會認知、學會做人、學會做事、學會合作)有很好的契合性。CDIO標準要求依照教學大綱給予學生知識、能力和素質培養的雙重效應(一體化培養)[1]。CDIO工程教育模式在培養內容、課程體系、教學方法和評估標準等各個方面是一個整體。
2基于CDIO項目學習的指導思想
人類處理的大量復雜信息,我們稱之為“面”。基于人類認知能力水平和接觸程度,往往會把這些復雜信息按照不同特征和性能劃分為若干較為簡單的“塊”或“點”,每個被分出來的“塊”被看成是一個“粒”。“粒”是指一些個體通過不分明關系、相似關系、鄰近關系或功能關系等所形成的“塊”,我們稱這種處理信息的過程為“信息粒化”。
計算機專業作為一門工科學科,是研究計算機的設計、制造和利用其進行信息獲取、存儲表示、處理控制等方法和技術的學科。本專業的學生應具有良好的科學研究和工程實踐能力,能夠掌握計算機系統分析與設計的基本方法,能夠應用所學知識分析和解決實際問題,并具有研究開發的基本能力。國內很多高校針對各自學科和專業的特點,對CDIO教學模式進行了基于中國國情的改良,收到了實際的效果。
我校計算機學院在具體執行過程中,將計算機專業中具有相關性或一定目的的不同課程編排到一起,組成一個“群”。通過CDIO工程教育模式,學生完成具有特定目標的項目學習實踐。本科生經過大學一年級的基礎課程學習后,采取導師制對學生的專業學習和輔導進行監督和細分管理。從大一下學期開始,教師開始指導學生開展課程設計與開發,同時設置課外活動設計與組織開發實踐。
在大三時將畢業設計選題作為項目選題供學生自主選取,每個選題配有一名指導教師(導師)全程指導,在大三下學期組織學生進行專業實習。各選題項目以學生的畢業論文為最終成果,鼓勵學生參加導師的科研實踐和與專業相關的重要賽事和能力競賽,使學生能夠得到CDIO工程模式實踐訓練。
3基于CDIO項目學習的計算機專業課程群實施策略
計算機專業課程群建設的基本思想來源于信息粒化。我們將具有相關性或一定目的的不同課程編排在一起,進行系統學習和講授。CDIO全部項目學習分為五個等級,即課程設計項目、學科競賽項目、綜合實踐項目、創新創業項目和畢業設計項目,同時設置了跟蹤和監控這五個等級項目的環節,即課程教學環節、學科競賽評審環節、實踐教學環節、課外教學環節和校外實踐環節。
學院實施一體化、專業化的人才培養方案,根據人才培養的總目標,將課程體系、項目課題進行劃分。課程體系由單門課程和課程群構成,與CDIO全部項目的五個等級項目相對應。項目課題按照進度,跟隨課程體系,達到專業人才培養一體化進程。通過項目實踐設計的方式,將知識和實踐技能相關聯的課程知識有機地結合起來。學生經過系統化、專業化、規范化的學習實踐,在未來工作崗位中可以做到“胸有成竹”。
3.1課程群建設的歷程和方案
在大學的課程設置上,學院的課程是以課程群的形式進行設置的,涉及的專業有工學、管理學、文學和外語等學科,分為公共課、專業基礎課、專業實踐課、綜合設計實踐課等部分。課程群建設一般由同一專業的4~6門系列梯度課程組成,其中有1門以上的課程為專業基礎課程。
課程內容和知識架構之間有機緊密聯系,從知識的橫向廣度與縱向深度兩方面有序融合,按照一定的結構組成統一的課程群整體。課程群建設在縱向課程教學內容中具有一整套完備的課程體系,在橫向專業知識面具有一定的知識跨度。課程群間設置先修課程和后續課程,作為重要“接口”的并行課程設置尤為重要,在實際的工程教學實踐中起到“承上啟下”的銜接作用。
3.1.1通識與基礎性相結合,弱化課程個性概念
CDIO教育模式強調學生知識能力的綜合性培養,理工科學生在基礎課程中普遍缺乏人文學科、社會科學和交往教育等通識學習,導致他們在項目設計和未來的工作中出現各種各樣的問題。因此,學院在課程群建設的過程中注重專業基礎課程與通識教育的結合、文科與理科課程的融合,打造理工科學生在專業基礎知識和團隊合作能力等方面的綜合提升。
3.1.2特色與創新性相結合,突出課程教學結果
在計算機課程中信息技術與課程關聯密切,因此在教學中應更加注重學生信息處理和運用能力的培養,學院將社會發展中的最新技術和手段引入課程教學,運用“高校云平臺”“互聯網+教育”等方式,將學科特色與最新的信息技術成果相結合,擴大學生的知識面,開闊他們的視野,鼓勵學生發揮自我學習意識和創新精神。
3.1.3滲透與互補性相結合,強化融合交叉關聯
基于CDIO項目學習的課程群之間的相互聯系,設置先修(前驅)課程和后繼課程,使課程間知識體系相互滲透,知識結構融合緊密。
3.1.4層次與延續性相結合,凸顯共性技能服務
CDIO工程教育模式是以從產品研發到產品運行的生命周期為載體,產品生命周期過程中的每個階段具有逐層遞進的關系。各課程群間在縱向梯度上具有層次性,同時整個大學本科的專業課程體系在各學年又是延續、統一的。課程群建設實施的最終目的是突出各課程所蘊含的技能定位。
3.2課程群建設的內容
3.2.1確立課程群的培養目標
課程群依托本專業的培養目標,培養具有“實用化、創新化、個性化”的高素質人才,力求通過教育使學生掌握技術知識和學習能力,培養學生嚴謹的治學態度與習慣,創造自身價值,最終實現個人的職業理想。
3.2.2完善課程體系與課程建設
基于CDIO項目學習的課程群是一體化的課程與實踐體系,要給學生提供一種學習經驗,讓學生學到相互支持的各種專業知識,提升和構建學生的個人能力、人際交往能力以及產品、流程、系統的建造能力。當各課程內容和學習效果之間有明確的關聯時就可以認為課程間是相互支持的。課程設計和畢業設計要求學生掌握專業性的知識課程,完成從知識體系、能力體系到課程體系的完美塑造。
3.3提高教師團隊的合作能力、工程實踐和系統開發的CDIO能力
學校應有計劃地提高教師個人能力和集體工程實踐能力。長春師范大學的“雙千”工程支持教師到國內外各知名高校進修學習,人事處師資培訓部門定期組織全校教師進行網絡在線學習。2016年9月18日按照高等學校學術委員會等相關職能部門的要求,長春師范大學成立了教師教學發展中心指導委員會,全面開展教師教學技能的培訓活動,提高教師的工程實踐能力。教師要在CDIO項目教學中潛心研究自己的教學課程、教學方法和教學效果,通過不斷反思和回顧,制定可行更加完善和細化的培養方案。
可通過以下方式來提高教師的各項能力:(1)教師利用假期或教學實習到工業現場、公司去考察學習或工作;(2)教師與工廠、公司的一線人員在科研和教學項目中進行合作;(3)學校把工程經驗作為聘用和提升教師的考核條件,將“雙師型”教師作為重要指標;(4)在學校的教學活動中開展專業開發競賽和實踐展示活動。
4教學實驗結果對比
對長春師范大學計算機科學與技術(軟件)學院的計算機本科專業學生和國際交流學院的計算機科學與技術(中外合作辦學)專業學生在本科教學過程中進行了基于CDIO項目學習的對比教學實驗,從近兩年本科畢業生的專業度和就業去向兩方面進行了實驗結果分析。
基于CDIO項目學習的計算機專業學生在畢業后更傾向于從事本專業和相關專業的工作。計算機科學與技術(中外合作辦學)專業教學中由于教學內容和比重的設置不同,學生未經過系統性的基于CDIO項目的專業課程群學習,在畢業后從事本專業的人數比例相對減少。時至今日,CDIO工程教育模式被引入中國已有十年之久。我們需要在實踐中不斷地總結和回顧,汲取優秀的經驗和成果,力爭將我國高校的理工科教育教學與國際化接軌,全面提升高等教育質量。
[參考文獻]
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