淺析CDIO工程教育改革在高校的實(shí)踐

隨著經(jīng)濟(jì)全球化和科技的飛速發(fā)展，用人單位需求與國際接軌的工程師。近年來，我國數(shù)所高校基于CDIO（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、操作）理念，在機(jī)械工程、電子工程、化學(xué)工程等學(xué)科領(lǐng)域中推行了CDIO工程教育模式。這種培養(yǎng)模式，改變了尋求知識(shí)的方式，意在培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，有效地解決畢業(yè)生的就業(yè)問題。

高校CDIO工程教育課程改革一、引言

我國當(dāng)前的工程教育模式現(xiàn)已無法滿足工業(yè)發(fā)展對(duì)高級(jí)工程人才的需求，存在的主要問題為：（1）課程缺少技術(shù)、實(shí)踐內(nèi)容，而多為學(xué)術(shù)、理論內(nèi)容；（2）過分強(qiáng)調(diào)工程教育理論，缺乏實(shí)踐，學(xué)生極少獲得項(xiàng)目或團(tuán)隊(duì)實(shí)練機(jī)會(huì)；（3）課堂上一味地灌輸深?yuàn)W理論，使學(xué)生在一個(gè)缺乏適應(yīng)性和競爭力的環(huán)境中學(xué)習(xí)，忽略了自學(xué)才是提高學(xué)生自主性和創(chuàng)造性的前提；（4）當(dāng)前工程教育尚未針對(duì)經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展做出相應(yīng)計(jì)劃，缺乏知識(shí)管理、系統(tǒng)思考、團(tuán)隊(duì)協(xié)作，職業(yè)道德，創(chuàng)造性與工程設(shè)計(jì)等能力的培養(yǎng)。

意識(shí)到當(dāng)前教育模式的不足，近年來，我國幾乎所有、各級(jí)別高校不約而同地借鑒麻省理工學(xué)院、瑞典皇家理工學(xué)院及其他一些著名大學(xué)的改革經(jīng)驗(yàn)，采用了CDIO（構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、操作）教育理念進(jìn)行了一系列教學(xué)改革。CDIO理念被視為工程教育新模式，其目的是培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力，有效地解決畢業(yè)生的就業(yè)問題。這種培養(yǎng)模式，改變了尋求知識(shí)的方式，解決了長期以來在工程教育中“知識(shí)引導(dǎo)”和“綜合能力發(fā)展”孰輕孰重的問題。數(shù)所大學(xué)已經(jīng)在全校范圍、某些專業(yè)或者某些核心課程中推行了CDIO培養(yǎng)模式改革。

二、校級(jí)改革

幾所大學(xué)按照本校培養(yǎng)目標(biāo)首先推行了CDIO培養(yǎng)模式改革。例如，汕頭大學(xué)對(duì)所有工程專業(yè)的學(xué)生提出了EIP（道德、誠信、職業(yè)化）-CDIO培養(yǎng)模式；大連東軟信息學(xué)院對(duì)信息技術(shù)（IT）工程學(xué)生提出TOPCARES（技術(shù)知識(shí)與推理、開放思維和創(chuàng)新，個(gè)人職業(yè)能力、溝通表達(dá)與團(tuán)隊(duì)工作，態(tài)度與方式、責(zé)任感、道德價(jià)值觀、實(shí)踐應(yīng)用創(chuàng)造社會(huì)價(jià)值）-CDIO培養(yǎng)模式；上海第二工業(yè)大學(xué)提出KSR（知識(shí)水平、技術(shù)能力、社會(huì)責(zé)任感）-CDIO培養(yǎng)模式。可以看出，對(duì)于CDIO的理解因校而異，但這并沒有動(dòng)搖各高校追求工程教育改革的決心。

CDIO理念已經(jīng)以驚人的速度在全國多所大學(xué)得以廣泛推廣。國家知識(shí)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)庫（CNKI）顯示，近幾年中已發(fā)表的關(guān)于CDIO工程教育改革的文章數(shù)以千計(jì)，論文涵蓋CDIO的各個(gè)方面，包括CDIO理念、課程體系建設(shè)、課堂教學(xué)方式、實(shí)驗(yàn)和培訓(xùn)環(huán)境建設(shè)等。這些論文的作者來自我國不同的高校，有“985工程”大學(xué)，一般本科學(xué)校，也有高等職業(yè)學(xué)校，這意味著許多大學(xué)已經(jīng)按照CDIO理念推行工程教育改革。

三、專業(yè)改革

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，超過20個(gè)專業(yè)參與了CDIO工程教育改革，其中甚至包括人文社會(huì)科學(xué)的相關(guān)專業(yè)，如英語、思想政治教育等專業(yè)。實(shí)施CDIO改革的專業(yè)從提高學(xué)生專業(yè)能力角度，分析了應(yīng)該設(shè)置哪些課程、教學(xué)計(jì)劃是否合理，并且制定了綜合的人才培養(yǎng)計(jì)劃。

汕頭大學(xué)的機(jī)械、電子和自動(dòng)化工程專業(yè)，按照CDIO標(biāo)準(zhǔn)制定新生培養(yǎng)計(jì)劃。學(xué)生從入校便開始接受專業(yè)訓(xùn)練，首先向?qū)W生簡單介紹教學(xué)大綱中設(shè)立的專業(yè)課程及CDIO的實(shí)施方式；隨之，分析典型機(jī)器或電子設(shè)備，說明產(chǎn)品與專業(yè)課程之間的潛在關(guān)系，使學(xué)生明確工程專業(yè)學(xué)習(xí)的基本路線。此外，汕頭大學(xué)還經(jīng)常給新生們提供參觀電子生產(chǎn)企業(yè)的機(jī)會(huì)，邀請(qǐng)企業(yè)家來校講座，使學(xué)生逐漸把握現(xiàn)代企業(yè)對(duì)工程師的需求標(biāo)準(zhǔn)。最后，讓學(xué)生分組構(gòu)思，設(shè)計(jì)一套實(shí)用電子系統(tǒng)、一個(gè)簡單機(jī)器或機(jī)器人，由于學(xué)生尚未開始專業(yè)課的學(xué)習(xí)，這樣的項(xiàng)目意在培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立構(gòu)思、設(shè)計(jì)及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

汕頭大學(xué)也完善了土木工程專業(yè)的培養(yǎng)計(jì)劃。意識(shí)到實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的重要性及推行學(xué)生設(shè)計(jì)項(xiàng)目的難度，土木工程專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中設(shè)立了“設(shè)計(jì)指導(dǎo)”性課程，相較于原有課程的偏重于過程導(dǎo)向，新課程注重以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向，目的是更好地實(shí)現(xiàn)CDIO工程教育目標(biāo)。

為了培養(yǎng)工程型軟件人才，山東大學(xué)結(jié)合CDIO理念進(jìn)行了改革，提出“軟培養(yǎng)”與“硬培養(yǎng)”相結(jié)合的培養(yǎng)方式，加強(qiáng)實(shí)踐環(huán)節(jié)，改善學(xué)生獲取知識(shí)、解決問題、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、團(tuán)隊(duì)合作及創(chuàng)新能力。

上海第二工業(yè)大學(xué)依據(jù)CDIO工程教育理念，修改了控制技術(shù)和儀器、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、機(jī)械工程及自動(dòng)化三個(gè)專業(yè)的培養(yǎng)方案。

四、核心課程改革

多數(shù)高校教師尚不能完全理解CDIO工程教育理念，甚至仍有一部分教師對(duì)CDIO一無所知。因此，現(xiàn)階段只有少數(shù)高校，例如汕頭大學(xué)、上海第二工業(yè)大學(xué)、成都信息工程大學(xué)、南京理工學(xué)院等，建立了系統(tǒng)的專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃，多數(shù)高校只是根據(jù)CDIO理念進(jìn)行課程及相應(yīng)教學(xué)大綱的改革。而談及CDIO理念下的課程改革，增強(qiáng)課程體系、豐富課程內(nèi)容、改變教學(xué)方法勢在必行。

清華大學(xué)在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”及“數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)原理”兩門必修課中，采用了CDIO教學(xué)方法。通過采用分組教學(xué)、定期開展師生互動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)，把課堂營造為一個(gè)知識(shí)交易市場。在這種學(xué)習(xí)氛圍中，學(xué)生可以自由分享學(xué)習(xí)成果，展示設(shè)計(jì)創(chuàng)造力。

南京大學(xué)在“遙控技術(shù)學(xué)”課程中，采用了基于CDIO理念的項(xiàng)目教學(xué)方法，與案例教學(xué)方法相類似，都是以項(xiàng)目為依托完成課程教學(xué)目標(biāo)。這種方法把課堂核心從教師轉(zhuǎn)向?qū)W生，將知識(shí)核心從純理論轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將方式核心從教材轉(zhuǎn)變?yōu)轫?xiàng)目實(shí)踐，這些轉(zhuǎn)變，恰好迎合了提高學(xué)生工程基礎(chǔ)、個(gè)人及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的CDIO工程教育理念。

大連交通大學(xué)改革了“工程測量”課程的教學(xué)方法。首先，教師在授課過程中調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)。其次，課堂輔助以大量的圖片、視頻及動(dòng)畫，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解。最后，通過開設(shè)實(shí)驗(yàn)課程，學(xué)生的測量工程應(yīng)用能力得到了顯著提高。

五、結(jié)論

CDIO理念，指引我們從一個(gè)全新的角度去審視高等工程教育。我國高等工程教育的迫切任務(wù)，是盡快培養(yǎng)與國際接軌的高質(zhì)量工程師。因此，高校的教育工作者應(yīng)該深入理解CDIO概理念，思考工程教育的內(nèi)涵，加速工程教育改革的步伐，提高畢業(yè)生的質(zhì)量。推行CDIO理念下的工程教育改革，我們就必須結(jié)合實(shí)際情況，探索具有自身特色的高等工程教育之路。

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本文系黑龍江省高教綜合改革試點(diǎn)專項(xiàng)“基于CDIO的機(jī)自專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐”、教育部歐特克公司專業(yè)綜合改革項(xiàng)目“東北石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)綜合改革”的研究成果。