基于ISO—PDCA質控理念探索高校給水排水專業人才CDIO培養模式的研究

摘要：通過分析CDIO國際化工程師培養理念，思考我國高校給排水專業建設的改革，存在“構思C-設計D”與“實踐I-運作O”脫節、重CD輕IO、缺乏信息流反饋的現象，致使以工程為載體的培養理念形式化。本文基于ISO過程質控理論——戴明環PDCA研究，通過對“輸入-過程-輸出”三個環節的質量控制，實現從課程設置、教學模式、實踐深度、師生素質提升等方面全面提升教學改革“過程”的增值效應，在給排水專業改革實踐中達到培養學生具備“厚基礎、寬口徑、適用能力強”及“三個能力”的CDIO培養理念。

關鍵詞：CDIO；ISO戴明環PDCA；工程教育；給水排水工程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）26-0124-03

鑒于我國高等工程教育傳統模式存在專業口徑狹窄、輕視實踐環節、政策導向與執行存在差距等問題，加劇了工程人才的社會適應能力與高校工程教育之間的脫節。近年，我國高校工科教育在突破傳統教學模式，創新性地運用CDIO工程教育理念上已取得一定的成效。CDIO是美國麻省理工學院等四所著名工科大學開發的國際化工程師培養模式，是構思（Conceive）、設計（Design）、實踐（Implement）、運作（Operate）4個英文單詞的縮寫。CDIO培養模式以工程項目為載體，讓學生主動參與實踐，以課程之間有機聯系的方式來進行教育和學習，充分發揮了學生的主體地位和教師的主導地位，促進了教學效果的提升。CDIO培養模式提供了一個以實際工程為教育載體并將學科知識點有機聯系的系統方法，目前部分高校工科課程改革已進行了優化改革，如課程設計、畢業設計采用“真題真做”的方式，但能否達成預期效果與過程的管理十分關鍵，實際工程中的“過程”是一個基于需求不斷循序持續改進的過程。客觀來講，由于師資情況不均衡、教學改革進程緩慢以及學校教學設備比社會所需滯后等因素，導致很多以工程項目為載體的實踐教學（實驗、實習、課程設計與畢業設計/論文環節等）走形式，換言之，教學的執行情況與工程實際的差距制約了課程改革目標的實現。筆者結合工程領域長期工作的經驗，在給排水的專業教育中引入ISO9001基于質量控制的戴明環PDCA（Plan-Do-Check-Action）理念，以期在CDIO培養模式下各教學環節體現“以能力為本”的教育思路，使課堂教學的質量和效益得以大幅度的提高，使畢業的學生具備國際公司就業的基本素質。

一、教學過程的PDCA模式

現代工程領域貫徹的ISO9001本質上是以過程為基礎的質量管理體系模式，即以市場需求作為輸入，通過過程的有效控制（通過資源有效配置、劃分生產活動中的管理職責、不斷檢測改進過程中的產品、最終輸出合格產品，即戴明環PDCA循環），最終輸出產品達到持續提高的市場需求標準，見圖1。

基于源自市場需求的兩個信息源，在“輸入-過程-輸出”的質量持續改進機制——PDCA循環中實現過程增值。由這些環節組成的工程鏈越往前發展技術含量越高，越往后經濟含量越高，見圖2。

給排水專業主要分為市政給排水與建筑給排水兩個大方向，課程改革思路須從市場的需求出發，在培養過程中即以實際工程為載體將知識點有機聯系起來，實現培養學生“個人能力、團隊能力、系統調控能力”的目標。以下分別從“輸入”、“過程”、“輸出”提出培養計劃改革的指導思想、主要特點、專業培養目標、學分要求、學業進度、專業核心課程培養結構、考核方式等各方面的改革目標和內容。

1.教學改革的“輸入”。按ISO體系標準，教學改革的“輸入”即是社會市場對本學科的要求，是學科教育的出發點和回歸點。社會發展要求現今工程領域人才需要會管理、懂經營、有較強動手能力和創新能力的高質量工程技術人才，這是市場需求對高校工程教育的要求。社會市場對學科的要求隨著時代的進步會越來越高，教學改革必須在夯實本學科學生基礎理論教育的基礎上，拓寬學生專業口徑，培養學生的實戰能力。為此，給排水專業教育改革的“輸入”目標是為了把本專業學生培養成為適應我國社會主義現代化建設需要的基礎扎實、知識面寬、素質高、能力強、有創新意識的給水排水工程專業高級技術人才。

2.教學改革的“過程”。相對于明確教學改革的目標方向而言，我國教學改革的短板在于“過程”設計與管理，客觀來說，國內各高校給水排水專業辦學水平的高低因“課程的設置、課程的教學模式、實踐環節的深度、師生素質的提高”等“過程”環節差距而不同。培養現代工程師就要在CDIO各個環節深化“過程”的設計與管理。

（1）課程的設置。基于ISO戴明環理念，整合既有資源是生產過程增值循環的第一步，對學科專業教育來講，就是在有限的學時內將本學科目標體系下需要的基礎理論、專業知識、師資力量整合起來。當今給水排水專業的應用已與環境生態領域、醫療衛生領域、防災應急工程領域發生了廣泛的交集，為此，傳授學生給水排水的專業知識已不能僅局限于給水排水管網工程、水質工程學、水泵與泵站、建筑給水排水工程等傳統課程。由于課時的限制，課程設置建議以“二元制”思路改進，即在強化基礎理論課、傳統專業主干課的同時，分配部分時間有針對性地拓展相關領域的基礎理論和專業課程，在課外時間開展專題講座與學生交流探討，使學生理解給排水專業應用的廣泛性，開拓學生的專業視野，激發學生的研究熱情。

（2）課程教學模式。基于ISO戴明環理念，“測量、分析和改進”是生產過程增值循環的關鍵環節，就給水排水專業教育而言，即是需要讓學生了解本專業在實踐中是如何應用的這把“標尺”。為此，最有效的方法是讓學生實地調研本學科工程案例，查找出知識盲區、理解應用中的邏輯層次關系，方能改進學習方法、完善知識結構。為此，課程教學模式的改進建議重視實習基地的建設、加大必要的投入。具體而言，可積極拓展地方供排水公司作為教學實驗基地，從大學一年級講授城市水工程概論等導論性的基礎課程后就與實踐結合，后續每門專業主干課程在講授過程中實地考察，了解專業知識在實踐中的運用方式、不足及創新改進的地方。通過這種方式，引導學生“以學生為中心、主動學習”的新觀念，讓學生領略專業工程技術的應用之美、創新之美。

（3）實踐環節的深度。現代工程涉及的專業門類越來越廣，協同配合越加緊密。按ISO戴明環理念，“管理職責”是接收市場關注焦點、制定方針和目標、劃分過程參與人員的職責權限、溝通協調內外關系，是過程有序性、高效性的保證。目前很多高校在實踐環節的深度上無疑與實際工程差距顯著。目前我們給排水專業的課程設計、畢業設計等重要實踐環節，基于CDIO教育模式已經部分學生采用的“真題真做”的方式，因缺乏必要的深度，并未達到預期的效果，具體如下：①團隊協同方面。畢業設計等實踐環節為了避免學生彼此抄襲，通常采用1人1題的方式，如此與實際工程中職責明確、團隊協同、三校兩審的要求差距顯著。建議今后在畢業設計、課程設計這類大學實踐環節采用項目組的方式，以4到5人為一個項目組，分別設置項目負責人、專業負責人、設計人、校核人的角色，老師作為審核審定人指導把關，通過幾個工程項目的實踐使每個學生輪流熟悉每個角色。通過這種方式，克服傳統實踐環節中老師-學生的單線單向聯系，實現了學生之間良性互動、彼此提高，培養了學生個人能力、團隊協同能力。②系統調控能力的培養。傳統畢業設計或課程設計通常要求學生用某給定工藝完成項目的設計，學生缺乏方案確定的過程。在實際工程中，方案的制定需要工程師具有把握市場動態、整合專業知識、兼顧各方利益的系統調控能力，比如大型項目的方案研究需要考慮的因素已不僅僅是傳統“技術、經濟”兩個方面，有時還需考慮環境生態因素，甚至還需考量工程可能引發的社會政治影響。由此可見，系統方案的制定相比完成生產過程中某一具體環節更考驗人的宏觀思維能力。為此，我們倡導畢業設計等重要實踐環節引入項目建議書-可行性研究報告-方案設計-初步設計-施工圖設計的完整流程，培養學生在工程活動中的系統調控能力、商務意識。

（4）師生素質的提高。基于ISO戴明環理念，生產過程中最關鍵的因素是“人”，人員素質決定生產循環的增值大小。工科學科要實現CDIO培養國際化工程師目標，必須重視師生素質的整體提升。①學生創新能力的培養。在具體的教學中，選擇有代表性的項目來做主線，學生分組完成項目的構思、設計、實施、運作全過程，培養學生的專業技術知識和推理能力，培養良好的團隊協作能力、自學能力及國際化視野，最終形成CDIO能力。②師資工程能力的培養。師資的培養要與社會接軌，師資工程能力的培養要向“政、產、學、研、用”方向發展，通過團隊新老教師的傳、幫、帶方式，安排到大的工程公司、企業公司、注冊工程師事務所及咨詢公司等定期培訓。年輕碩士、博士通過回歸企業或參與工程類專業的研究課題，掌握和提升工程能力。③師生間的良性互動。在工程性人才培養的校園文化建設中試行導師制，導師與學生不定期面對面的交流有助于對學生進行多方面的培養。學生可以在導師科研項目平臺上一起開展實驗研究，培養學生的交流溝通能力和多學科、大系統的掌控意識和能力。

3.教學改革的“輸出”。按ISO體系標準，教學改革的“輸出”是社會市場對本專業畢業生的綜合評價，是專業教育改革最終效果的體現。給水排水專業就業面十分廣泛，包括水務政務管理、水務投融資、設計、施工、運營等各行各業。給排水專業課程改革中應注重“過程”的品質，以工程實踐為載體，才能發揮CDIO培養機制的實戰效果，從而夯實學生的基礎理論，拓寬學生的專業口徑，培養學生的適用能力和創新能力，最終實現培養國家化工程師的目標。

二、結束語

給水排水工程專業在我校經過多年的發展建設，在教學改革、課程建設等方面取得了長足的進步與發展。但教育與應用的關聯度和滯后性一直是困擾專業建設的主要方面，麻省理工學院等提倡的構思-設計-實踐-運作（Conceive-Design-Implement-Operate）國際化工程師培養機制為我們提供了一種思路。工程類學科各具特點，機械套用CDIO模式并不適宜，就給水排水工程專業建設現狀而言，我們在“構思C-設計D”的形式上并不遜色，比如畢業設計真題真做，但在“實踐I-運作O”上則差距較大，導致實踐運作IO中的信息不能反饋至構思設計CD中，大多數學生在畢業后才能檢驗彌補“構思C-設計D”中的缺陷。通過運用ISO戴明環過程控制理念，培養學生給排水工程應用是一個根植于市場需求、整合專業知識、發揮人員創造能力并能持續改進的增值過程的意識，從專業學習的起初就將“實踐I-運作O”與“構思C-設計D”緊密聯系起來，從而培養學生的“三個能力”，即個人能力、團隊能力、系統調控能力，構建出一個開放性、研究性的學習環境，充分體現了以學生為中心的教育思想，將個人、學校和社會需要有機結合，使學科的建設方向與社會需求協調發展。

參考文獻：

[1]齊晗兵，崔紅梅，于忠臣，等.CDIO培養模式下培養計劃的前導性研究[J].高等化工教育，2011（3）：14-16.

[2]查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008，（3）：129.

[3]Ed.Crawley et.Rethinking Engineering Education-The CDIO Approach[M].New York，N Y： Springer，2007.156-161.

[4]王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究，2009，（5）：86-87.

作者簡介：羅本福（1979-），男，漢族，碩士，講師。