IPR-CDIO理念下的课程级项目设计

IPR-CDIO理念下的课程级项目设计摘要：IPR-CDIO是将兴趣、毅力和社会责任感的培养融入到国际流行的CDIO教育模式中的一种新型育人方式。

本文以浙江万里学院计算机专业的计算机导论和计算机图形学两门课程为例，说明课程级项目的设计思路与实施途径。

关键词：IPR-CDIO；教学体系；项目设计CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate，即构思—设计—实现—运作)是以工程项目从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程的一种教育模式。

CDIO的理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育大改革的理念，更重要的是还提出了系统的能力培养、全面的实施指导以及实施过程和结果检验的标准，而且标准中提出的要求是直接参照工业界的需求制定的，如波音公司的素质要求以及ABET的标准EC2000，因而完全满足产业对工程人才质量的要求[1]。

迄今已有几十所世界著名大学加入了CDIO国际组织，按CDIO模式培养的学生尤其受到社会与企业的欢迎。

CDIO 模式于2005年经汕头大学引入中国后，受到教育部关注，立项为重点研究课题，已有39所高校的机械类、电气类、土木类等专业参与试点，2009年特色专业中专题立项，CDIO在中国大有星火燎原之势。

IPR(Interest-Perseverance-Responsibility，即兴趣—毅力—责任)是针对普通高校学生亟待加强的素养而提出来的育人方式[2]。

IPR-CDIO就是将学生探究知识的兴趣、解决问题的毅力和社会责任感的培养，融入到项目的CDIO过程之中，以培养高素质、强能力的应用型人才。

浙江万里学院计算机专业结合自身的特点，2004 年开始与企业合作实施“项目化”训练，2007年设立校级“合作研讨式”教学改革实验区，2008年引入CDIO 教育理念，并创新性地提出了IPR-CDIO，2009年获得CDIO试点专业，坚持不断探索和研究高素质、创新性人才的培养之路。

1CDIO能力培养的项目体系基于CDIO理念，项目设计与实现是培养学生工程能力和素质的有效途径，人才培养过程是通过一体化课程体系的实施来体现。

基于IPR-CDIO理念的一体化课程体系以兴趣与责任为启发点，将科学内容与预期学习效果有效地优化为一个整体。

根据学校办学定位及专业人才规格需求，制定切实的培养目标，以目标实现为主线，优化重构满足学生知识需要的课程体系，规划设计适应学生CDIO 工程能力训练的项目体系，改革创新适合学生IPR素质养成的方法体系，形成以人才培养为核心，以知识内容、项目实施、教学方法有机融合的一体化课程教学体系。

其中项目体系分三级：1级综合设计项目——培养学生综合知识、创新应用、工程意识等能力与素养，达到最终培养目标的综合性项目，如毕业设计，需综合大学所有知识与技能，完成综合项目系统；2级综合课程设计项目——培养学生某一方面的系统知识、创新意识和综合能力的项目，如综合性课程设计，是把相关联的课程知识有机结合起来，并加以综合提升的项目；3级课程项目——培养学生基本知识和技能，如单门课程教学设计，能体现每门课程在人才培养体系中的贡献度。

系统以1级项目为主线，2级项目为支撑，3级项目为知识和技能的背景与平台，将基础知识、核心课程教育与对专业的整体认识统一起来，达到学生综合能力和素质的整体培养。

目前，几乎所有学校都在提倡培养学生实践动手能力，提高实践类、综合类课程，因此，1级和2级项目的设计与实施已经形成惯性。

如核心课程的课程设计、专业方向课程设计、专业实习、毕业设计等，只要规划好基于学生能力要求的具体项目就可以实现了，而3级项目是项目体系中的最小单元，其设立的必要性、所涉及的能力要求等是要根据课程的需要而定，科学合理的3级项目可以奠定1、2级项目的实施基础，并能促进其实现。

我们的做法是逐渐实现每门课程的项目化，根据课程体系中每门课程所处的地位和作用，设计可行的能力培养项目，使课程教学目标落到实处，根据课程之间的逻辑关系就可以递进地设计出更加合理的专业方向以及综合设计级项目。

因此，我们认为，3级项目的设计与实施在CDIO项目体系中至关重要。

2课程级项目设计不同课程，教学目标和在体系中所处的地位不同，项目设计多少和种类各异。

项目设计与课程整体内容体系息息相关，这里举两门不同课程的例子加以说明。

计算机导论是专业入门课，在CDIO一体化课程体系中所起的作用和地位都非常重要。

它不仅是承接高中与大学学习的纽带，更肩负着引导学生专业入门、激发专业学习兴趣、养成大学学习习惯的重任，但大多数导论课教学与教材都是后续重点专业课程的简介，因内容枯燥、专业名词繁多、教学方法死板而成为教与学的难点，往往是教之无味，学之无趣。

浙江万里学院计算机专业高度重视计算机导论课程设计与教学，从2006年以来，倾全专业之力，从工程人才培养的角度改革课程设计与教学实施，课程教学目标由传统的掌握科学专业基础知识，修订为“了解专业框架、激发学习兴趣、养成个人与团队学习习惯”；教学内容由单一的学科知识体系，整合为专题式的知识框架和探究性的小项目；教学方法由单纯的教师讲授式，创新为“多师专题讲座、学生合作研讨、多元过程评价”方式。

教学体系框架如图1所示。

课程内容整合与项目设计及方法改革是一体化的。

课程教学内容优化为计算机及组成、软件及软件设计、网络及安全、IT人的职业道德4类专题，同时精心设计了3个项目：第1个项目是组装个人电脑，要求通过市场调查，撰写并宣讲组装方案，由市场专职营销员对方案进行评价，主要是训练学生社会交流、获取数据、组装个人电脑、材料组织及演讲等能力；第2个项目是学科综述，要求学生通过查阅大量文献资料，综述出计算机在某一学科领域的发生、发展历程与趋势，激发学生对某一方面研究的兴趣，同时学习收集文献、整合资料、撰写综述报告及演讲等能力；第3个项目是以小论文的形式初步规划自己的学业，锻炼学生认识自我、撰写论文的能力。

这3个项目的设计是经过多届学生实践而得出的，对培养学生IPR素养大有帮助，结合针对大一学生所设计的“网站规划设计”、“多媒体设计”等基于课程的竞赛活动，学生的学习兴趣、自主与合作学习能力、文字与口头表达能力都得到了极大的提高，课程教学目标得以圆满实现。

计算机图形学是高年级专业应用性课程。

随着计算机图形技术的广泛深入应用，该课程在专业体系中的地位越来越重要，由选修课到必修课，甚至是核心课。

课程涉及数学、物理学、计算机科学、心理学、艺术等诸多方面的内容，因此课程具有理论性、综合性、实践性、学科交叉性等特点，教与学的难度较大，但也是容易出成果的课程，因此设计项目时要多考虑对学生兴趣的激发。

同时该课程一般是在三、四年级开设，与后续的1级毕业设计综合项目时间靠近，项目设计可以超出课程本身，成为1级项目的前期基础。

图2是基于IPR-CDIO理念的课程教学体系框架图，上半部分是知识框架体系，下半部分是项目能力途径，中主线是能力目标。

课程围绕使学生理解真实感图形的形成原理和算法思想，并且能够编程实现这一目标，结合知识框架设计了两个课程级综合性项目：一是“计算机图形学的应用研究与综述”，鼓励学生查阅资料，并对图形技术在某一领域的应用进行深入研究，撰写综述报告，目的是激发学生对某领域的研究兴趣，同时锻炼文献综述的写作能力，是毕业设计综述撰写的一次模拟；二是“基于图形技术的作品设计”，要求以小组为单位自主选择一个有创意的主题，用软件工程的思想完成一个完整的CDIO项目周期，即要有构思——需求分析、设计——实施方案、实现——编写代码、运作——作品测试、答辩验收等完整过程，最终要拿出作品和配套的工程文档。

目的是训练学生的工程意识和项目基本能力，相当于以小组为单位完成一项小设计，为最终的个人毕业设计奠定基础。

结果表明，教学效果超出预计，学生们的参与热情高涨，兴趣大为增强，不仅提升了整体毕业设计(论文)的内涵和技术水平，而且部分项目作品在省市级学科竞赛中获得佳绩，获得了软件著作权登记，甚至在就业中成为支撑门面！以上只是以两门课程为例说明课程级项目设计的目的和方法，其实每一门课程都可以设计出基于教学目标实现的教学体系及项目，根据课程之间的逻辑关系，自然就梳理出了课程群的培养目标和项目设计(即2级项目)，再通过1级项目将整个课程体系连成一体，从而达到人才培养的最终目标。

这种教学改革与项目设计理念经过由点到线的实践，已经在计算机专业基础课和专业课中全面铺开。

实施结果证明，课程组项目设计是课程教学的核心，不仅带动了课程内容的优化整合，教学方法与评价方式的改革创新，而且训练了学生基于项目的创新思维、专业技能、责任意识和团队精神，初步达到了IPR素养与CDIO能力的和谐统一，为1、2级项目的顺利实施奠定了坚实的基础。

同时，也推进了教师教学技能和水平的不断提高，促进了教学团队的形成和发展，营造了良好的教学相长氛围。

3课程级项目实施课程级项目与课程紧密联系，因此只有通过课程教学得以实施。

根据项目设计目标要求，实施途径和方法可以多种多样，常用的主要有以下几种：1) 小组合作研讨方式，提高学生团队合作能力。

在现代社会的工作方式中，没有一个岗位是不需要与别人合作而独立完成的，因此用人单位往往将合作能力作为考核的重要指标之一。

CDIO更是倡导以项目为中心、学生为主体的“做中学”[3]教学方式，即使一个3级项目也具有一定的综合性和复合性，往往需要多名学生协作才能实施完成，因此，小组合作是必然的组织方式。

一个小组合通常由4～6名“异质”学生组成，即各成员的技能、知识、性别、甚至爱好不同；每个项目之初，由指导教师指定组长(组长轮流)，再由组长组建团队，研究项目方案、进行任务分配，提高学生的自我管理和组织协调能力。

项目运作之中，项目小组成员之间要相互支持、共同讨论，学会思考与倾听别人的意见，学会交流沟通并解决问题，培养小组整体责任意识。

项目完成后，小组要善于总结经验，查找不足，培养集体荣誉感和成就感，锻炼项目报告的撰写，学会提炼成果，提升培养系统思考和知识发现的能力，为更好地开展下一项目奠定基础。

经过多门课程多个项目的训练之后，学生的团队合作能力、组织管理能力、创新探索意识、社会责任感等必将得到大幅度提高。

2) 项目汇报演讲方式，训练学生表达能力。

IPR-CDIO要求学生是教育的主体，教师是情景学习的设计者和指导者，学生通过“做中学”掌握知识与技能，训练素质与能力。

在3级项目实施中，可以设计多次汇报或演讲的机会，如需要分析会、项目方案评审会、作品答辩会、总结汇报会等，可以不局限形式和地点，尽量要求小组每人都有讲话的机会，目的是促进学生深入合作，并训练其表达能力。

3) 调查研究方式，培养学生社会适应能力。