工业工程在线课程教学模式探析

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［摘要］文章在分析CDIO教育模式的核心理念与要素、工业工程人才培养的需求基础上，结合当前疫情时期工业工程在线教学中存在的问题，从教学组织方式、互动方式、考核方式等多个方面提出了将CDIO教育模式与在线教育相结合的建议与措施，为适应未来在线教育改革和趋势，提供了决策参考。

［关键词］CDIO；工业工程；在线教学

一、引言

新技术革命和工业4.0快速发展的背景下，因此社会对高素质技能型工程型人才的需求不断扩大；但是中国现行的高等工程教育体制存在一定局限性，高校毕业生缺乏工程思维、创新能力较多等问题一直存在，因此提升学生的实践能力，是现有传统教育体制改革的重点。基于此背景，注重培养学生综合能力发展下的工程教育模式CDIO日益受到工程教学学界的关注和推行。工业工程作为管理科学与工程学的交叉学科，尤其注重学生实践与理论联系实际的创新能力培养，注重教育过程的工程技术与管理技术的融合，CDIO教育模式在工业工程专业的教育过程中开始被探索应用[1]，但依然存在较多的问题，比如教学方式与教学大纲与CDIO教育模式的匹配性仍有较大差距等。在2019年底，肺炎疫情在我国暴发，为遏制病毒扩散，各高校延迟返校时间，各大高校都开通了网络在线教学方式。大规模的线上专业课程开展，师生都存在诸多不适应与问题，以工业工程为例，如果再考虑CDIO模式的融合更加难于实现。但为了保证专业教学目标与效果，顺应线上教育发展趋势，如何克服线上教学局限性，并与CDIO模式相结合就成为当下迫切需要研究的一个问题。

二、CDIO教学模式简介

CDIO模式是由MIT为代表的世界四大名牌高校为了改革工程教育问题而提出的，将构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运行（Operate）四阶段工程项目全生命周期作为工程教育环境，将工程师的职场能力与工作需要等引入学校工程教育之中[2]，是一种基于项目的学习模式。CDIO的教育理念是通过利用现有资源，提供给学生尽可能接近真实职场需求的能力培训，包括但不限于过硬的基础知识、创新改造精神、与同事的沟通能力、团队协作完成项目的能力、基于解决问题的思考方式以及注重效率和效果等。其理念核心就是强调知识与能力的关联，强调“做中学”，强调实践[3]，通过引导学生自主完成项目任务，让其技术、技能、人际交流、企业与社会中的问题解决能力等四个方面融会贯通，以提升其综合素质，培养具新时代的综合高素质工程人才[4]。

三、工业工程线上教学现状与分析

本文结合CDIO的理念，对168名工业工程相关专业在读本科生线上教学与学习情况调研分析出以下主要问题：1.线上教学模式的“大洗牌”难以让学生和老师适应。线上教学模式的变化，让传统的教学模式难以满足其需要，导致一些老师不适应，在线上教学时，可能会出现各种各样的小插曲。而对于学生而言，线上教学缺少传统的“监督”模式，绝大部分学生难以主动地学习。“教”和“学”分隔、不同步，极大影响了老师的授课效率和学生的“吸收”效率。2.教学设备、方式等影响教学互动，线上教学很难保证互动的真实有效性。就上海理工大学的线上教学模式而言，学校推荐的是基于超星平台和学习通的“录播+互动”模式，受限于在线平台的诸多技术限制，很多的功能使用不畅，为避免网络拥堵，互动直播也无法使用，互动效果很差。线上教学的互动缺少了面对面交流的真实有效性，无法保障学生们对于课程知识的吸收，这也就导致了学生们普遍感到学习收获一般。3.在线教学的学习小组很难建立。线下CDIO模式中通常采用项目制，能培养学生团队协作与人际交往能力。但线上教学中，受限于教学形式和平台技术、学生之间时空同步性很差，学生们缺少面对面交流的机会，实验等需要协作共同完成的过程被打破，无法彼此之间协调完成小组任务，小组之间的分工、讨论、共同完成任务的环境很难构建。4.在线教学内容的传导和效果的考核受到很大限制。工业工程核心课程中，需要同学们进行动手操作、实验、完成优化改善方案等任务，受限于平台的制约、技术手段的制约，教师很难在短时间内创造设计出在线的有效传播形式，尤其是需要动手的能力与知识要点。另外学生彼此沟通不畅，完成的任务也无法直观分享沟通展示。

四、基于CDIO工业工程专业线上教学改革建议

工业工程是将人、设备、物料、信息和环境等生产系统要素进行优化配置，对工业等生产过程进行系统规划与设计、评价与创新，从而提高工业生产率和社会经济效益专门化的综合技术。本文结合CDIO模式理念，对工业工程专业的线上教学模式建议如下：1.给教师更多的自由度去创新教学方式。当前教师的在线教学要严格按照指定的方式和平台教学，平台互动技术与模式保证需提升以给教师更多的自由度，让老师用自己更熟悉的方式和技术实现在线教与学的更好融合，将会有更好的教学效果。2.切分小班化教学，分班分时段的执行学习任务。小班化教学有助于实现有效沟通，给学生更多的时间关注彼此任务的分享与讨论的内容。避免当前大班教学中对学生状态的关注与管理上的困难。3.创新多样化的学习与互动方式。比如，分组制布置任务，可以采取进行小组不同讨论以及小组不同作业安排方式避免学生参考同学答案不进行独立思考来回答问题。采取“留级”制学习好上一个知识点才能开启下一个等。4.转变教学思路，利用线上教学机会提升学生自学能力。采用引导式的知识点“串烧”方式和“问题诱导”方式的教学形式，让学生带着问题自己花更多的时间去探索，而不是被动地去接收。引导与激发学生自主学习热情与能力，既达到了监督学生学习的目的，也与CDIO理念契合，提高学生独立思考、问题发现与人际交流能力。5.用过程化考核提高学生对成果展示与分享的积极性，激发学生的创造性与创新力。以项目制的阶段考核任务，代替传统的期末考核方式。让学生分享的每一个阶段性任务成果都直接关系到自己的成绩，并且需要在考核上增加“互动互评”环节和分值，让学生通过“互动互评”学习彼此的长处，学会沟通，受到启发，激发创新力与创造力，这也更符合CDIO的教育理念。

五、总结

基于CDIO先进的工程教育理念，在对当前工业工程专业线上教学现状与问题分析的基础上，从教学方式、效果、互动、团队合作与创新能力培养等方面入手，对工业工程专业开展线上教学提出了改进的建议与措施，使工业工程专业的线上教学模式尽可能地提升学生的综合素质和教师的教学质量，以适应线上教育改革，更好地为未来在线教育发展做好准备。

参考文献

［1］葛晓梅.基于CDIO的《基础工业工程学》教学改革与实践［J］.高教学刊,2019(20):123-125.

［2］查建中,徐文胜,顾学雍,朱晓敏,陆一平,鄂明成.从能力大纲到集成化课程体系设计的CDIO模式———北京交通大学创新教育实验区系列报告之一.高等工程教育研究,2013(02):10-23.

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

［4］顾学雍.联结理论与实践的CDIO———清华大学创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 陈翔 周真余 单位：上海理工大学