基于CDIO工程教育模式的NIIT課程體系建設探討

摘要:本文首先簡要介紹國外先進的工程教育模式——CDIO，然后在研究和分析國內工科院校CDIO研究成果的基礎上，提出結合學校的具體實際情況、引入CDIO教育模式，加強NIIT課程體系建設的思路并展開深入的探討。

關鍵詞:CDIO;NIIT;模塊化教學法;項目設計

21世紀以來，經濟與社會的發展進一步加快，全球化正在逐步把世界納入到一個共同的基本價值和行為規則體系中去。這一歷史變革，也對高等工程教育產生了巨大影響。這種影響不僅表現在人才的培養質量、知識結構和教學的方法手段上，而且表現在工程教育必須適應日益擴大的國際經濟交流和日益加劇的國際競爭的趨勢上。雖然近幾年來，國內高等教育體系發生了不少積極的變化，但從總體上看，我國的高等教育特別是工程教育與經濟發展的需要還存在很大差距，培養的工程技術人才遠不能滿足現代企業的要求，這種狀況將直接影響我國在國際上的競爭力。因此，國內各高等院校積極引進國外先進的教育理念和教育模式、改進教學體系與國際接軌。

1CDIO簡介

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的典型成果。從2000年起，麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究獲得Nut and Alice Wallenberg基金會近2000萬美元巨額資助，經過四年的探索研究，創立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO分別代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)，它以產品研發到產品運行的生命周

期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO培養大綱將工科畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。CDIO的理念不僅繼承和發展了歐美20多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的12條標準。瑞典國家高教署(Swedish National Agency for Higher Education)2005年采用這12條標準對本國100個工程學位計劃進行評估，結果表明，新標準比原標準適應面更寬，更利于提高質量，尤為重要的是新標準為工程教育的系統化發展提供了基礎。[1]

2國內CDIO研究的現狀

CDIO作為改革教育思想觀念和課程設計的框架體系，符合現代工程技術人才培養的一般規律，具有良好的發展前景和推廣價值。CDIO的核心在于根據工程行業對學生知識、能力和素質的要求，以工程設計為導向，以項目訓練為載體，來重新設置課程和教學模式。我國的工程教育教學體系與CDIO在理念和做法上有很多相近之處。近幾年來，我國部分高校已引進CDIO教育模式，結合自身辦學特點，在工程教育方面做了不少的實踐研究，取得了一定的成果。

基金項目:全國高等學校教育研究中心“十一五”國家課題子課題(F1B070335-A8-01);江蘇省教育科學“十一五”規劃課題(D/2008/01/069)。

作者簡介:羅揚(1982-)，女，江蘇興化人，助教，碩士研究生，研究方向為計算機教育，教育技術;張燕(1969-)，女，河南商丘人，副教授，博士研究生，研究方向為模式識別、計算機教育。

2.1實踐成果

(1)2005年底，汕頭大學工學院率先引入CDIO理念。他們認識到，在重視加強科學基礎的前提下，當前我國工程教育更應強調個人能力、團隊能力、系統調控能力。汕頭大學工學院在CDIO的基礎上，提出了EIP-CDIO培養模式:即注重職業道德(Ethics)、誠信(Integrity)和職業素質(Professionalism)，并與CDIO有機結合。這一創新教育模式強調做人與做事結合，做人通過做事來體現，做事依靠做人來保證，在培養過程中注重人文精神的熏陶，使培養出的工程師具備良好的職業道德、誠實正直、富有責任感。

(2) 浙江萬里學院將CDIO本土化為IPR-CDIO，IPR為興趣(Interest)、毅力(Perseverance)和責任(Responsibility)，將激發與塑造學生專業學習興趣、解決問題毅力和社會責任心的培養，融入到產品研發的CDIO過程，期望能夠激發專業學習興趣，培養學生獲取知識(自主學習)、共享知識(團隊合作)、運用知識(解決問題)、總結知識(技術創新)和傳播知識(溝通交流)的能力，以及做人做事的恒心和責任。以建構主義理論為指導，以計算機工程項目的設計、開發、實現為內容，將項目劃分成模塊，學生分配成小組，組內設置對應崗位，以小組為單位實施項目過程，并接受多元評價結果，實現培養學生創新思維、實踐技能、團隊合作等綜合素養提升為目標的一種實踐教學范型。

(3) 北京交通大學提出CDIO是“做中學”的一種模式，并對CDIO中的7項關鍵標準及其與產學合作和國際化的關系作了研究。CDIO方法按照工程項目全生命周期來組織教、學、做，能夠有效地將相關課程關聯，避免不必要的重復，使學生掌握各門課程知識之間的聯系，用于解決綜合的問題。基于以上研究，提出集成化課程設置，要求發展建立課程之間的關聯，使多門課程共同支持專業目標。在課程設置上要包括兩個或更多的“設計-制作”實踐項目，包括基礎層次和高級層次的項目，讓學生從構思階段的概念設計開始，經歷產品設計和實現階段，使學生逐步掌握應用工程科學知識設計產品和系統制作的能力。

2.2現狀問題

就目前我國工科教育引進CDIO教育模式發展現狀來看，取得了一定的成效，但仍存在一些問題。

(1) 目前我國高等院校對教師現有的評價和考核體系不利于推進CDIO型教師隊伍建設。當前，我國教師的素質和水平與CDIO的要求有一定差別的，CDIO是要求雙師型的教師，既是教師又是工程師，而我們的教師在評價和考核指標這個指揮棒下主要的精力都放在理論研究、撰寫科研論文方面，大多缺少企業的經驗和工程訓練的經歷，在CDIO這種工程化訓練中指導學生顯得力不從心。[2]

(2) 我國在高等教育大眾化的進程當中，大幅度擴招，導致學生規模迅速擴大，學校辦學經費難以保證，實驗儀器設備、辦學條件、教學設施都跟不上CDIO對辦學條件的要求。

(3) 高校大量擴招，導致學生素質良莠不齊，也在某種程度上限制了CDIO的推廣。CDIO強調讓學生以主動的方式學習工程，然而不少學生由于基礎薄弱、缺乏進取精神等原因不能適應CDIO的培養模式，導致CDIO效果不明顯。此外，學生在實訓和實習當中的安全問題，也是一個不容忽視的問題。

CDIO作為一種先進的工程教育模式，所有的工科院校和工科專業都可以借鑒和參考，但是由于上述各種條件的限制，不同類型和不同層次的高校，不能夠照搬照抄，要結合各自辦學特點，以專業或者以實驗班等多種形式，將CDIO納入人才培養模式創新區，提高高校培養專業工科人才質量。

3CDIO應用于NIIT課程建設探討

自2006年以來，金陵科技學院信息技術學院采用在本科人才培養方案中嵌入NIIT課程模塊的方式培養軟件工程師。NIIT項目的課程體系采用模塊化教學法(NES)，課程設置參考了產業標準，重視以軟件訂單項目為基礎的專業實踐能力和實際操作開發能力的培養。目前，我院NIIT模塊課程在應用型人才培養方面仍存在以下不足:一是強調專業課程設置的產業相關性和職業指向性，而學科基礎課程設置單薄，學生繼續深造和發展的后勁不足;二是強調通過訓練掌握技術，并采用邊學邊練的方式開展課堂教學。在培養學生自主設計、實施和運行系統的能力方面仍顯不足。

在學習研究CDIO工程教育模式之后，發現NIIT課程體系所蘊含的教育理念與CDIO教育模式在不少領域和環節有著相似之處，但NIIT課程體系所蘊含的教育理念的概念化程度不高，缺乏系統性、完整性和更加科學規范的形式化描述。借鑒CDIO教育模式，進一步加強NIIT課程體系建設，是一條值得探索的應用型人才培養模式的改革之路。

3.1CDIO教育大綱與NIIT課程體系的比較

CDIO教育大綱的目標是將企業界的需求以工程學基本原理來表述，構想一個強調技術基礎的教育，并置身于產品/系統生命周期的具體環境中。大綱分成四大部分，匯總了當前工程學所涉及的知識、技能及發展前景等，并制定了工程教育的教育目標，它成為現代工程師必備的工程知識、技能和態度的一個匯編，幾乎包含了大學工程教育所需求的所有文檔。通過CDIO教育大綱與NIIT課程體系的比較發現:

(1)NIIT的課程體系設置缺少對核心工程基礎知識內容的設置。CDIO大綱的第一部分首先是關于工程技術知識原理和技術推理，包括基礎科學的知識、核心的工程基礎知識和高級的工程基礎知識。NIIT的課程設置則強調以產業需求為指導進行專業課設置，采取循序漸進的方式開展，專業知識和技術等內容具有一定的連貫性。比如第一模塊中的C#和第二模塊中的Java面向對象的基礎學習，從而為第三模塊中的UML和J2ME打好扎實的基礎，而第三模塊中學習.NET的思想又使第四模塊中的J2EE學起來事半功倍。但是NIIT的課程設置缺少對核心工程基礎知識的設置，導致學生基礎知識不足，增加了專業知識學習的難度，從而影響了學生完整專業知識體系的建構。

(2)NIIT實訓項目的設計和實施在培養學生的創造性、批判性思維方面存在不足。CDIO大綱的第二部分為個人的職業技能和職業道德的培養。工科學生注重工程推理和解決問題的能力，強調在實驗中探尋知識，運用系統思維去考慮問題。同時也強調個人學習的技能和態度，培養自己的職業技能和道德。NIIT課程設置注重在實驗中探尋知識，采用其獨特的MCLA(Model Centered Learning Architecture——基于榜樣的教學方法)方法來進行教學，是一種在教師引導下的獨立解決實際問題的學習方法。在每個教學模塊中首先提出一個來自于IT 行業或工業界的實際問題的仿真實例，教師在給學生傳授解決此問題所應具備的理論知識的同時，演示完成該任務的具體操作過程。然后對學生提出另一個類似的實際問題，學生可參照教師的方法來解決問題，以達到加深理解和

鞏固所學知識及將知識應用于實際的能力。但NIIT課程設置中模擬的都是小型項目，對學生進行有目的、有步驟、有預見性的實驗練習，因此也在一定程度上限制了他們創造性、批判性思維的形成，同時忽略了對大學生職業技能和道德的培訓。

(3)IT的課程設置忽略了工科學生的人文修養和社會責任意識的培養。CDIO大綱第四部分展示了產品或系統開發是如何經過以下四個階段的:構思、設計、實現和運作，培養學生在此四階段的工程學習能力。NIIT課程教學中采用的Project(項目設計)教學，目的旨在提高學生綜合運用每個模塊中多門課程所學知識和技術解決實際問題的能力。由于課程設置都是在課堂中或模擬的企業環境中進行項目訓練，學生缺乏對外部和社會環境的認識，包括工程師的角色和責任，工程界對社會的影響，社會對工程界的規范等等，缺少對學生進行人文教育，不利于他們以后走上社會的角色定位，更不利于學生的構思、設計、實現和運作系統能力的形成。

3.2借CDIO教育模式，完善NIIT課程體系

CDIO教育模式是當前世界上先進的工程教育模式，NIIT課程體系有著自身顯著的優點，但是也存在著不足的方面。借鑒CDIO教育模式，完善NIIT課程體系，形成有創新意義的人才培養方案可以從以下方面著手。

(1)學科專業基礎，增設核心課程。為完善學生的專業知識體系結構，打好扎實的理論基礎，在NIIT課程設置的基礎上，增設“操作系統”、“計算機組成原理與系統結構”、“計算機網絡與通信”、“編譯原理”等課程。

(2)多元化教學方法和評價制度，加強創新思維和批判性思維的培養。使用多元化的教學方法和評價制度，如案例教學法、情景教學法、討論法等，鼓勵學生對書本知識不能照單全收，要學會思考，用批判的眼光去看待書本知識，創新性的提出自己的想法。而在最終評價時也不能一錘定音，采用形成性評價、終結性評價，不僅對最終結果做出評測，對整個設計制作過程也必須監控，階段性進行總結，適時引導學生進行學習思考。

(3)學生職業道德的培養，增設職業素質培養課程。工科學生并不是只需掌握對應的專業知識，還需要培養他們的職業道德，引導他們主動進行個人職業

規劃。可以開設“IT職業生涯規劃”、“IT人員就業指導”等課程，指導學生“自我評估”、“職業分析”、“確定目標”，讓學生主動規劃個人職業生涯，提升職業道德。

(4) 學生在企業與社會環境下的構思、設計、實現和運作系統的能力，加強實踐環節教學的組織和實施。一方面要了解社會和企業對軟件人才的要求，另一方面也要讓學生適應企業和社會環境，意識到自己的角色和責任，在社會大環境下順利的發展、進步。因此實踐環節的設置和實施要盡可能地考慮企業和社會的大背景，幫助學生理解和掌握在企業和社會環境中的進行項目設計、開發、實施、運行的全過程。

4結語

通過對CDIO的研究，使我們認識到對于工科學生的培養，不僅要幫助他們建立完整的專業知識體系，同時也要注重培養他們的學習能力、交流能力、工程能力以及職業技能和道德，這樣才能與世界接軌，增強學生的持久競爭力。CDIO教育模式引入國內時間不長，NIIT課程的教學實踐在金陵科技學院也只有兩年的時間。深入的學習、理解和實踐CDIO教育模式，并將其應用到NIIT課程體系建設中，對形成我院獨具特色的工科應用型人才培養模式具有十分重要的作用。當然這還有待今后的進一步研究和探索。

參考文獻:

[1] 顧佩華，沈民奮，李升平. 從CDIO到EIP-CDIO汕頭大學工程教育與人才培養模式探索[J]. 高等工程教育研究， 2008(1): 13-15.

[2] 汕頭大學工學院.“2008中國CDIO工程教育模式研討會”會議紀要[J]. 中國大學教學，2008(9):95-97.

[3] 陶勇芳，商存慧. CDIO大綱對高等工科教育創新的啟示[J]. 中國高教研究，2006(11):82-83.

[4] 江松琦. EIP-CDIO:一種高等工程教育培養模式改革[J]. 中國電力教育，2008(122):32-33.

[5] 查建中. 論“做中學”戰略下的CDIO模式[EB/OL]. [2008-08-05]. http://jk.ivt.edu.cn/news/ UploadFile/ 01.ppt.

[6] 張燕.“計算機科學與技術”專業應用型人才培養目標和模式研究的思考[J]. 金陵科技學院學報，2009(1):39-41.

A Discussion on Curriculum Construction of NIIT Based on CDIO

LUO Yang， ZHANG Yan， SHEN Qi， LIU Yu， LI Hui

(Information Technology College， Jinling Institute of Technology， Nanjing 211169， China )

Abstract: At first， this paper introduces CDIO advanced teaching mode from oversea. In addition， based on the research and analysis of the production about CDIO of native engineering college， it presents a good way that is associating with college conditions， introducing CDIO in college and enforcing curriculum construction of NIIT and discusses it in detail.

Key words: CDIO; NIIT; modules of employable skill; project

(編輯:白杰)