工業(yè)工程在線課程教學(xué)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(dāng)前疫情時(shí)期工業(yè)工程在線教學(xué)中存在的問(wèn)題，從教學(xué)組織方式、互動(dòng)方式、考核方式等多個(gè)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(lái)在線教育改革和趨勢(shì)，提供了決策參考。

［關(guān)鍵詞］CDIO；工業(yè)工程；在線教學(xué)

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(huì)對(duì)高素質(zhì)技能型工程型人才的需求不斷擴(kuò)大；但是中國(guó)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(wèn)題一直存在，因此提升學(xué)生的實(shí)踐能力，是現(xiàn)有傳統(tǒng)教育體制改革的重點(diǎn)?；诖吮尘埃⒅嘏囵B(yǎng)學(xué)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(xué)學(xué)界的關(guān)注和推行。工業(yè)工程作為管理科學(xué)與工程學(xué)的交叉學(xué)科，尤其注重學(xué)生實(shí)踐與理論聯(lián)系實(shí)際的創(chuàng)新能力培養(yǎng)，注重教育過(guò)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(zhuān)業(yè)的教育過(guò)程中開(kāi)始被探索應(yīng)用[1]，但依然存在較多的問(wèn)題，比如教學(xué)方式與教學(xué)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(guó)暴發(fā)，為遏制病毒擴(kuò)散，各高校延遲返校時(shí)間，各大高校都開(kāi)通了網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)方式。大規(guī)模的線上專(zhuān)業(yè)課程開(kāi)展，師生都存在諸多不適應(yīng)與問(wèn)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(shí)現(xiàn)。但為了保證專(zhuān)業(yè)教學(xué)目標(biāo)與效果，順應(yīng)線上教育發(fā)展趨勢(shì)，如何克服線上教學(xué)局限性，并與CDIO模式相結(jié)合就成為當(dāng)下迫切需要研究的一個(gè)問(wèn)題。

二、CDIO教學(xué)模式簡(jiǎn)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(wèn)題而提出的，將構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）、運(yùn)行（Operate）四階段工程項(xiàng)目全生命周期作為工程教育環(huán)境，將工程師的職場(chǎng)能力與工作需要等引入學(xué)校工程教育之中[2]，是一種基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)模式。CDIO的教育理念是通過(guò)利用現(xiàn)有資源，提供給學(xué)生盡可能接近真實(shí)職場(chǎng)需求的能力培訓(xùn)，包括但不限于過(guò)硬的基礎(chǔ)知識(shí)、創(chuàng)新改造精神、與同事的溝通能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成項(xiàng)目的能力、基于解決問(wèn)題的思考方式以及注重效率和效果等。其理念核心就是強(qiáng)調(diào)知識(shí)與能力的關(guān)聯(lián)，強(qiáng)調(diào)“做中學(xué)”，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐[3]，通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生自主完成項(xiàng)目任務(wù)，讓其技術(shù)、技能、人際交流、企業(yè)與社會(huì)中的問(wèn)題解決能力等四個(gè)方面融會(huì)貫通，以提升其綜合素質(zhì)，培養(yǎng)具新時(shí)代的綜合高素質(zhì)工程人才[4]。

三、工業(yè)工程線上教學(xué)現(xiàn)狀與分析

本文結(jié)合CDIO的理念，對(duì)168名工業(yè)工程相關(guān)專(zhuān)業(yè)在讀本科生線上教學(xué)與學(xué)習(xí)情況調(diào)研分析出以下主要問(wèn)題：1.線上教學(xué)模式的“大洗牌”難以讓學(xué)生和老師適應(yīng)。線上教學(xué)模式的變化，讓傳統(tǒng)的教學(xué)模式難以滿(mǎn)足其需要，導(dǎo)致一些老師不適應(yīng)，在線上教學(xué)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的小插曲。而對(duì)于學(xué)生而言，線上教學(xué)缺少傳統(tǒng)的“監(jiān)督”模式，絕大部分學(xué)生難以主動(dòng)地學(xué)習(xí)。“教”和“學(xué)”分隔、不同步，極大影響了老師的授課效率和學(xué)生的“吸收”效率。2.教學(xué)設(shè)備、方式等影響教學(xué)互動(dòng)，線上教學(xué)很難保證互動(dòng)的真實(shí)有效性。就上海理工大學(xué)的線上教學(xué)模式而言，學(xué)校推薦的是基于超星平臺(tái)和學(xué)習(xí)通的“錄播+互動(dòng)”模式，受限于在線平臺(tái)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(dòng)直播也無(wú)法使用，互動(dòng)效果很差。線上教學(xué)的互動(dòng)缺少了面對(duì)面交流的真實(shí)有效性，無(wú)法保障學(xué)生們對(duì)于課程知識(shí)的吸收，這也就導(dǎo)致了學(xué)生們普遍感到學(xué)習(xí)收獲一般。3.在線教學(xué)的學(xué)習(xí)小組很難建立。線下CDIO模式中通常采用項(xiàng)目制，能培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作與人際交往能力。但線上教學(xué)中，受限于教學(xué)形式和平臺(tái)技術(shù)、學(xué)生之間時(shí)空同步性很差，學(xué)生們?nèi)鄙倜鎸?duì)面交流的機(jī)會(huì)，實(shí)驗(yàn)等需要協(xié)作共同完成的過(guò)程被打破，無(wú)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(xué)內(nèi)容的傳導(dǎo)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(xué)們進(jìn)行動(dòng)手操作、實(shí)驗(yàn)、完成優(yōu)化改善方案等任務(wù)，受限于平臺(tái)的制約、技術(shù)手段的制約，教師很難在短時(shí)間內(nèi)創(chuàng)造設(shè)計(jì)出在線的有效傳播形式，尤其是需要?jiǎng)邮值哪芰εc知識(shí)要點(diǎn)。另外學(xué)生彼此溝通不暢，完成的任務(wù)也無(wú)法直觀分享溝通展示。

四、基于CDIO工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)線上教學(xué)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(jìn)行優(yōu)化配置，對(duì)工業(yè)等生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、評(píng)價(jià)與創(chuàng)新，從而提高工業(yè)生產(chǎn)率和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益專(zhuān)門(mén)化的綜合技術(shù)。本文結(jié)合CDIO模式理念，對(duì)工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)的線上教學(xué)模式建議如下：1.給教師更多的自由度去創(chuàng)新教學(xué)方式。當(dāng)前教師的在線教學(xué)要嚴(yán)格按照指定的方式和平臺(tái)教學(xué)，平臺(tái)互動(dòng)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(shí)現(xiàn)在線教與學(xué)的更好融合，將會(huì)有更好的教學(xué)效果。2.切分小班化教學(xué)，分班分時(shí)段的執(zhí)行學(xué)習(xí)任務(wù)。小班化教學(xué)有助于實(shí)現(xiàn)有效溝通，給學(xué)生更多的時(shí)間關(guān)注彼此任務(wù)的分享與討論的內(nèi)容。避免當(dāng)前大班教學(xué)中對(duì)學(xué)生狀態(tài)的關(guān)注與管理上的困難。3.創(chuàng)新多樣化的學(xué)習(xí)與互動(dòng)方式。比如，分組制布置任務(wù)，可以采取進(jìn)行小組不同討論以及小組不同作業(yè)安排方式避免學(xué)生參考同學(xué)答案不進(jìn)行獨(dú)立思考來(lái)回答問(wèn)題。采取“留級(jí)”制學(xué)習(xí)好上一個(gè)知識(shí)點(diǎn)才能開(kāi)啟下一個(gè)等。4.轉(zhuǎn)變教學(xué)思路，利用線上教學(xué)機(jī)會(huì)提升學(xué)生自學(xué)能力。采用引導(dǎo)式的知識(shí)點(diǎn)“串燒”方式和“問(wèn)題誘導(dǎo)”方式的教學(xué)形式，讓學(xué)生帶著問(wèn)題自己花更多的時(shí)間去探索，而不是被動(dòng)地去接收。引導(dǎo)與激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)熱情與能力，既達(dá)到了監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)的目的，也與CDIO理念契合，提高學(xué)生獨(dú)立思考、問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與人際交流能力。5.用過(guò)程化考核提高學(xué)生對(duì)成果展示與分享的積極性，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性與創(chuàng)新力。以項(xiàng)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(xué)生分享的每一個(gè)階段性任務(wù)成果都直接關(guān)系到自己的成績(jī)，并且需要在考核上增加“互動(dòng)互評(píng)”環(huán)節(jié)和分值，讓學(xué)生通過(guò)“互動(dòng)互評(píng)”學(xué)習(xí)彼此的長(zhǎng)處，學(xué)會(huì)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(jìn)的工程教育理念，在對(duì)當(dāng)前工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)線上教學(xué)現(xiàn)狀與問(wèn)題分析的基礎(chǔ)上，從教學(xué)方式、效果、互動(dòng)、團(tuán)隊(duì)合作與創(chuàng)新能力培養(yǎng)等方面入手，對(duì)工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)展線上教學(xué)提出了改進(jìn)的建議與措施，使工業(yè)工程專(zhuān)業(yè)的線上教學(xué)模式盡可能地提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和教師的教學(xué)質(zhì)量，以適應(yīng)線上教育改革，更好地為未來(lái)在線教育發(fā)展做好準(zhǔn)備。

參考文獻(xiàn)

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

［2］查建中,徐文勝,顧學(xué)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(jì)的CDIO模式———北京交通大學(xué)創(chuàng)新教育實(shí)驗(yàn)區(qū)系列報(bào)告之一.高等工程教育研究,2013(02):10-23.

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

［4］顧學(xué)雍.聯(lián)結(jié)理論與實(shí)踐的CDIO———清華大學(xué)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(xué)