工業(yè)工程在線課程教學模式探析

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［摘要］文章在分析CDIO教育模式的核心理念與要素、工業(yè)工程人才培養(yǎng)的需求基礎(chǔ)上，結(jié)合當前疫情時期工業(yè)工程在線教學中存在的問題，從教學組織方式、互動方式、考核方式等多個方面提出了將CDIO教育模式與在線教育相結(jié)合的建議與措施，為適應(yīng)未來在線教育改革和趨勢，提供了決策參考。

［關(guān)鍵詞］CDIO；工業(yè)工程；在線教學

一、引言

新技術(shù)革命和工業(yè)4.0快速發(fā)展的背景下，因此社會對高素質(zhì)技能型工程型人才的需求不斷擴大；但是中國現(xiàn)行的高等工程教育體制存在一定局限性，高校畢業(yè)生缺乏工程思維、創(chuàng)新能力較多等問題一直存在，因此提升學生的實踐能力，是現(xiàn)有傳統(tǒng)教育體制改革的重點?；诖吮尘埃⒅嘏囵B(yǎng)學生綜合能力發(fā)展下的工程教育模式CDIO日益受到工程教學學界的關(guān)注和推行。工業(yè)工程作為管理科學與工程學的交叉學科，尤其注重學生實踐與理論聯(lián)系實際的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，注重教育過程的工程技術(shù)與管理技術(shù)的融合，CDIO教育模式在工業(yè)工程專業(yè)的教育過程中開始被探索應(yīng)用[1]，但依然存在較多的問題，比如教學方式與教學大綱與CDIO教育模式的匹配性仍有較大差距等。在2019年底，肺炎疫情在我國暴發(fā)，為遏制病毒擴散，各高校延遲返校時間，各大高校都開通了網(wǎng)絡(luò)在線教學方式。大規(guī)模的線上專業(yè)課程開展，師生都存在諸多不適應(yīng)與問題，以工業(yè)工程為例，如果再考慮CDIO模式的融合更加難于實現(xiàn)。但為了保證專業(yè)教學目標與效果，順應(yīng)線上教育發(fā)展趨勢，如何克服線上教學局限性，并與CDIO模式相結(jié)合就成為當下迫切需要研究的一個問題。

二、CDIO教學模式簡介

CDIO模式是由MIT為代表的世界四大名牌高校為了改革工程教育問題而提出的，將構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）、運行（Operate）四階段工程項目全生命周期作為工程教育環(huán)境，將工程師的職場能力與工作需要等引入學校工程教育之中[2]，是一種基于項目的學習模式。CDIO的教育理念是通過利用現(xiàn)有資源，提供給學生盡可能接近真實職場需求的能力培訓，包括但不限于過硬的基礎(chǔ)知識、創(chuàng)新改造精神、與同事的溝通能力、團隊協(xié)作完成項目的能力、基于解決問題的思考方式以及注重效率和效果等。其理念核心就是強調(diào)知識與能力的關(guān)聯(lián)，強調(diào)“做中學”，強調(diào)實踐[3]，通過引導學生自主完成項目任務(wù)，讓其技術(shù)、技能、人際交流、企業(yè)與社會中的問題解決能力等四個方面融會貫通，以提升其綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具新時代的綜合高素質(zhì)工程人才[4]。

三、工業(yè)工程線上教學現(xiàn)狀與分析

本文結(jié)合CDIO的理念，對168名工業(yè)工程相關(guān)專業(yè)在讀本科生線上教學與學習情況調(diào)研分析出以下主要問題：1.線上教學模式的“大洗牌”難以讓學生和老師適應(yīng)。線上教學模式的變化，讓傳統(tǒng)的教學模式難以滿足其需要，導致一些老師不適應(yīng)，在線上教學時，可能會出現(xiàn)各種各樣的小插曲。而對于學生而言，線上教學缺少傳統(tǒng)的“監(jiān)督”模式，絕大部分學生難以主動地學習?！敖獭焙汀皩W”分隔、不同步，極大影響了老師的授課效率和學生的“吸收”效率。2.教學設(shè)備、方式等影響教學互動，線上教學很難保證互動的真實有效性。就上海理工大學的線上教學模式而言，學校推薦的是基于超星平臺和學習通的“錄播+互動”模式，受限于在線平臺的諸多技術(shù)限制，很多的功能使用不暢，為避免網(wǎng)絡(luò)擁堵，互動直播也無法使用，互動效果很差。線上教學的互動缺少了面對面交流的真實有效性，無法保障學生們對于課程知識的吸收，這也就導致了學生們普遍感到學習收獲一般。3.在線教學的學習小組很難建立。線下CDIO模式中通常采用項目制，能培養(yǎng)學生團隊協(xié)作與人際交往能力。但線上教學中，受限于教學形式和平臺技術(shù)、學生之間時空同步性很差，學生們?nèi)鄙倜鎸γ娼涣鞯臋C會，實驗等需要協(xié)作共同完成的過程被打破，無法彼此之間協(xié)調(diào)完成小組任務(wù)，小組之間的分工、討論、共同完成任務(wù)的環(huán)境很難構(gòu)建。4.在線教學內(nèi)容的傳導和效果的考核受到很大限制。工業(yè)工程核心課程中，需要同學們進行動手操作、實驗、完成優(yōu)化改善方案等任務(wù)，受限于平臺的制約、技術(shù)手段的制約，教師很難在短時間內(nèi)創(chuàng)造設(shè)計出在線的有效傳播形式，尤其是需要動手的能力與知識要點。另外學生彼此溝通不暢，完成的任務(wù)也無法直觀分享溝通展示。

四、基于CDIO工業(yè)工程專業(yè)線上教學改革建議

工業(yè)工程是將人、設(shè)備、物料、信息和環(huán)境等生產(chǎn)系統(tǒng)要素進行優(yōu)化配置，對工業(yè)等生產(chǎn)過程進行系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計、評價與創(chuàng)新，從而提高工業(yè)生產(chǎn)率和社會經(jīng)濟效益專門化的綜合技術(shù)。本文結(jié)合CDIO模式理念，對工業(yè)工程專業(yè)的線上教學模式建議如下：1.給教師更多的自由度去創(chuàng)新教學方式。當前教師的在線教學要嚴格按照指定的方式和平臺教學，平臺互動技術(shù)與模式保證需提升以給教師更多的自由度，讓老師用自己更熟悉的方式和技術(shù)實現(xiàn)在線教與學的更好融合，將會有更好的教學效果。2.切分小班化教學，分班分時段的執(zhí)行學習任務(wù)。小班化教學有助于實現(xiàn)有效溝通，給學生更多的時間關(guān)注彼此任務(wù)的分享與討論的內(nèi)容。避免當前大班教學中對學生狀態(tài)的關(guān)注與管理上的困難。3.創(chuàng)新多樣化的學習與互動方式。比如，分組制布置任務(wù)，可以采取進行小組不同討論以及小組不同作業(yè)安排方式避免學生參考同學答案不進行獨立思考來回答問題。采取“留級”制學習好上一個知識點才能開啟下一個等。4.轉(zhuǎn)變教學思路，利用線上教學機會提升學生自學能力。采用引導式的知識點“串燒”方式和“問題誘導”方式的教學形式，讓學生帶著問題自己花更多的時間去探索，而不是被動地去接收。引導與激發(fā)學生自主學習熱情與能力，既達到了監(jiān)督學生學習的目的，也與CDIO理念契合，提高學生獨立思考、問題發(fā)現(xiàn)與人際交流能力。5.用過程化考核提高學生對成果展示與分享的積極性，激發(fā)學生的創(chuàng)造性與創(chuàng)新力。以項目制的階段考核任務(wù)，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的期末考核方式。讓學生分享的每一個階段性任務(wù)成果都直接關(guān)系到自己的成績，并且需要在考核上增加“互動互評”環(huán)節(jié)和分值，讓學生通過“互動互評”學習彼此的長處，學會溝通，受到啟發(fā)，激發(fā)創(chuàng)新力與創(chuàng)造力，這也更符合CDIO的教育理念。

五、總結(jié)

基于CDIO先進的工程教育理念，在對當前工業(yè)工程專業(yè)線上教學現(xiàn)狀與問題分析的基礎(chǔ)上，從教學方式、效果、互動、團隊合作與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面入手，對工業(yè)工程專業(yè)開展線上教學提出了改進的建議與措施，使工業(yè)工程專業(yè)的線上教學模式盡可能地提升學生的綜合素質(zhì)和教師的教學質(zhì)量，以適應(yīng)線上教育改革，更好地為未來在線教育發(fā)展做好準備。

參考文獻

［1］葛曉梅.基于CDIO的《基礎(chǔ)工業(yè)工程學》教學改革與實踐［J］.高教學刊,2019(20):123-125.

［2］查建中,徐文勝,顧學雍,朱曉敏,陸一平,鄂明成.從能力大綱到集成化課程體系設(shè)計的CDIO模式———北京交通大學創(chuàng)新教育實驗區(qū)系列報告之一.高等工程教育研究,2013(02):10-23.

［3］查建中.論“做中學”戰(zhàn)略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究,2008(3):1-9.

［4］顧學雍.聯(lián)結(jié)理論與實踐的CDIO———清華大學創(chuàng)新性工程教育的探索［J］.高等工程教育研究,2009(1):11-23.

作者：魏海蕊 李安林 陳翔 周真余 單位：上海理工大學