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摘要：近年来，国内工科高校纷纷开展了各层级的CDIO工程教育改革以及工程教育专业认证的相关工作。本文针对测控技术与仪器专业CDIO二级项目课程的教学实施及考核评价方法进行了研究，围绕教学目标制定、教学实施、教学评价等环节探讨CDIO与专业认证理念内涵的统一性。重点介绍了基于Rubric量规的CDIO二级项目课程考核评价方法，对该类课程的CDIO改革具有一定的参考作用。
关键词：CDIO改革；工程教育；Rubric量规；项目化教学
本文引用格式：张烈山.测控技术与仪器专业CDIO二级项目课程教学实施及考核评价方法研究[J].教育现代化,2020,7(41):124-127.
一 引言
CDIO工程教育模式是一种全新的工科人才培养模式，它是近年来国际工程教育改革的新成果[1]，我国高校于2005年开始引进这种工程教育模式，并取得了很好的实践效果。以汕头大学为代表[2-5]的试点高校率先进行了CDIO教育模式的实践，他们重新思考了工程教育改革的方法与路径，对人才培养的各个方面与相应的管理机制进行了重新构建，提出了诸如EIP-CDIO等[6]改革实施方案。
当前国内高校纷纷结合自身专业建设现状对CDIO工程教育模式进行了中国化的改造和实践，丰富、发展了CDIO工程教育改革的内涵。作为工程教育的大趋势，CDIO工程教育模式改革不断迸发出新的教学成果。我校测控技术与仪器专业顺应CDIO教育改革大趋势，在专业发展现状的基础上参考国内先进高校的CDIO改革实施方案以及教育部工程专业认证的相关要求对专业培养方案进行了梳理和修改，形成了以CDIO三级项目为主线的课程体系。其中CDIO三级项目是在原培养计划内单门课程设计进行的具有针对性的CDIO改革，主要是对照CDIO标准和能力大纲对原单课程的课程设计教学实施过程进行了改革；CDIO二级项目是新设立的项目式教学课程，它具有承前启后的作用，它从CDIO能力大纲的4个方面对学生进行教学培养和考察。
如何遵从CDIO工程教育模式的内涵进行课程实施过程的深度改革，如何对CDIO二级项目课程教学目标的达成情况进行准确的评价，如何对学生4个方面能力的培养效果进行考核评价，是CDIO二级项目课程实现其课程价值的重要问题。本文针对我校测控技术与仪器专业CDIO二级项目课程的实施方法与考核评价进行了针对性的分析和设计。
二CDIO二级项目课程教学目标
CDIO二级项目课程是一种项目化学习课程，具有一般学科课程与工程项目的双重属性。其考核评价的目的首先便是评价课程教学目标的达成度，事实上也同时是考察学生能力培养效果。我校测控技术与仪器专业CDIO教育模式改革主要先从课程体系改革开入手，在培养方案的修订过程中，同时融合了工程教育认证的相关要求。应CDIO工程教育模式标准5的要求，测控专业新设立了二级项目课程设计。因此，该二级项目课程的教学目标首先应该支撑CDIO能力大纲，同时体现对工程教育认证“毕业要求12条”的支撑。
以《无线传感与物联网技术课程设计》为例，该课程的教学目标包括工程基础知识、个人能力、人际团队能力和整个CDIO全过程能力四个方面。
课程目标1（对应工程基础知识能力）：能运用传感器原理、无线传感器网络、RFID技术等相关基础理论知识进行原理分析。
课程目标2（对应个人能力）：能根据应用领域分析物联网工程问题需求，建立系统模型，查阅资料并完成系统设计。
课程目标3（对应人际团队能力）：能通过团队合作，协同完成物联网工程系统的搭建、调试等，能够通过交流，汲取老师、专家的帮助解决项目实施过程中的各种问题。
课程目标4（对应整个CDIO全过程能力）：能够用清晰的手段呈现或演示物联网系统项目的构思、设计、实施和运行的全过程。
以上4项课程目标同时要对毕业要求中的第3条（设计/开发解决方案）、第5条（使用现代工具）、第7条（环境和可持续发展）、第8条（职业规范）、第9条（个人与团队）、第10条（沟通）等实现支撑。
它们的支撑关系如图2所示，教学目标对应各毕业要求具体指标点在此不予赘述。
从图2中可知，该课程目标支撑多项毕业要求，是测控专业培养方案中的骨干课程，而且它与CDIO能力大纲和毕业要求矩阵的支撑关系较为复杂。这也导致了该课程考核评价方法的复杂性。
三 CDIO二级项目课程的教学实施
为了充分体现CDIO工程教育理念，我校测控技术与仪器专业对于该课程的教学方案进行了针对性的设计。以《无线传感与物联网技术课程设计》为例，课程实施过程大致可以分为三个部分：（1）课程主讲教师用两次理论课时间介绍无线传感与物联网技术在各个领域的具体应用案例，并且从构思、设计、实现和运行4个方面来展开进行详细的讲解，启发学生的思考；（2）学生与项目“甲方”对接，这里的“甲方”也就是指导教师组，每组共有两位教师来模拟项目甲方，项目“甲方”抛出具体故事背景和技术需求，学生根据兴趣3人组队形成“乙方”与项目“甲方”进行对接，达成合作意向；（3）学生团队展开项目的立项开题、中期检查和最终的验收答辩，指导教师组根据学生团队在各个环节的表现进行打分，最终给出学生的考评成绩，主讲教师分析课程目标达成度，并给出持续改进意见。
如图3所示为2016级本科生CDIO二级项目课程教学实施方案框架图，由图可知该课程在实施过程中尽可能的模拟真实的工程项目实施过程，深刻体现了CDIO工程教育理念。在理论课环节课程主讲教师对无线传感和物联网技术的3个典型应用案例智慧井盖、山洪监测预警、油气管网泄漏监测进行了深入介绍，讲解过程紧紧围绕构思、设计、实现和运行这一主线展开。测控技术与仪器系6位青年教师分成3个组，每个组模拟企业甲方的角色，向同学发布了3个企业需求并明确技术指标：1）温室大棚的温湿度监测系统；2）织物仓库的火灾预警系统；3）地下车库的智慧停车服务系统。模拟的企业甲方（也即指导教师组）仅仅提出故事背景和项目技术需求，不再像以往的课程设计那样限定技术方案，更加强调学生的创新能力培养。学生根据兴趣与模拟甲方进行项目的对接，达成合作意向。项目的实施则完全参考一般横向项目的过程来组织实施，分为立项开题、中期检查和结题验收三个阶段。CDIO二级项目课程的考核与评价主要以项目实施过程的三个阶段为评价节点，同时参考项目对接过程中学生的表现，再结合的一定的权重给出最终的学生考核成绩以及课程教学目标达成度。
四 基于Rubric量规的CDIO二级项目课程考核评价方法设计
Rubric量规是一种真实性评价工具，它主要用于对学生的作品、成果或者表现进行评价或者等级评定的一套标准[7-9]。同时它也是一个有效的教学工具，是连接教学与评价之间的一个重要桥梁。本文采用Rubric量规进行CDIO二级项目课程考核评价，根据前述课程实施方案针对项目实施的三个不同阶段设计了3个不同的评价量规。这3个评价量规分别又对应了不同的CDIO能力大纲二级指标点和不同的毕业要求指标点。学生的总评成绩，则根据这3个阶段评价量规的评定结果乘以特定的权重综合得到。
限于篇幅，本文以第一阶段考核评价量规为例简单介绍Rubric方法在CDIO二级项目考核评价中的应用。第一阶段Rubric量规主要从工程基础知识能力、个人能力等维度来评价教学效果，同时又参考了项目对接阶段的表现。设计的Rubric量规如表1所示，该表设计过程中主要按照4个教学目标进行了指标的分解，这些分解指标也正好与CDIO能力大纲的二级指标点相吻合。为了更准确地打分，该量规表指标点的描述尽可能地采用了布鲁姆动词[10]。不仅如此，这些二级指标点很容易与毕业要求相匹配，例如1.1指标点反应了毕业要求5（使用现代工具），2.3指标点支撑了毕业要求8（职业规范）等。这样的对应支撑关系是的教学目标达成度的分析变得更加的简单、明确，大大提高了教学效率。
五 CDIO二级项目的教学实施效果
我校测控技术与仪器专业于2016开始进行CDIO课程改革，近三年来CDIO二级项目课程的实施取得了不错的效果，学生反响良好，能力获得感很强。CDIO二级项目课程实施过程中充分体现了以学生为中心、以成果为导向以及持续改进的三大理念。如图4a所示为学生团队进行的验收评审会现场展示，图4b所示为学生设计实现的温室大棚温湿度监测物联网感知层节点的实物图。
如图5a所示为我校测控技术与仪器专业实施CDIO二级项目以来，学生评教满意度的直方图，有图可知CDIO二级项目评教满意度连续三年得到了提高，而且大大高出全院平均评教得分。由此可见CDIO二级项目课程得到了学生的广泛欢迎和认可。图5b所示为3年来CDIO二级项目课程教学目标达成度直方图，由图可知，三年来CDIO二级项目课程的各项教学目标达成度呈现逐年提高的趋势，反映了持续改进的效果。从三年来学生评教得分和教学目标达成度情况总结来看，CDIO二级项目真正做到了以评促教、以教优评的良性循环。
六 结论
CDIO工程教育理念与工程教育认证所倡导的三大理念在含义上具有内在的统一性，本文所述测控技术与仪器专业CDIO二级项目的改革实施及考核评价充分体现了这种内在统一性。本文介绍的测控技术与仪器专业CDIO二级项目课程在教学目标设计过程中实现了专业毕业要求与CDIO能力大纲的匹配和融合。在教学实施过程中，最大程度地模拟了真实的工程项目申报对接、项目立项、项目验收等过程，充分体现了CDIO工程教育改革的精髓。在教学考核评价环节，引入了Rubric量规方法对学生能力提升以及教学目标达成指标进行了准确的评价，真正实现了以评促教、以教优评的健康生态循环。
参考文献
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