基于CDIO大綱構建專業學位研究生技術知識體系

王沖 劉芳 萬朝均 賈興文

[摘 要] 目前，國內各高校專業學位研究生的招生比例越來越高，但基于工程應用為導向的專業研究生的技術知識能力培養模式還不夠清晰。文章以建筑材料專業學位研究生的技術知識為研究對象，肯定了CDIO理念在專業學位研究生工程能力培養中的適用性，總結了建筑材料學科特點，基于CDIO大綱，提出了具體的建筑材料專業學位研究生的工程基礎知識構成。

[關鍵詞] CDIO大綱;建筑材料學科;專業學位研究生;技術知識

[中圖分類號] G643? ? [文獻標識碼] A? ? [文章編號] 1674-9324（2020）41-0095-03? ? [收稿日期] 2020-02-24

2012年4月，教育部發布的《關于全面提高高等教育質量的若干意見》中明確指出：為優化人才培養結構，要加大應用型、復合型、技能型人才培養力度，大力發展專業學位研究生教育，逐步擴大專業學位碩士研究生招生規模，促進專業學位和學術學位協調發展[1]。

一、CDIO教育理念與大綱

CDIO是2001年由美國Massachusetts Institute of Technology（MIT）與瑞典的Chalmers University of Technology、Linkoping University以及Royal Institute of Technology共同創立的工程教育改革模式。這一培養模式的產生主要基于學術界、工業界和政府部門對工程教育實踐的批評以及人們對“工程師應該是什么樣的”的思考[2]。CDIO是英文“構思”（Conceive）、“設計”（Design）、“實施”（Implement）、“運行”（Operate）的縮寫。這一模式包括CDIO理念和與之相適應的學習目標（大綱）、實現與評估標準以及一系列的規劃、設計、實施、評估理論和實踐資源。其中，CDIO能力培養大綱是基礎。CDIO大綱將工科學生的能力分為技術知識和推理;個人能力、職業能力和態度;人際交往能力包括團隊工作和交流;在企業和社會環境下構思設計、實施和運行系統四類能力。每一大類第一層能力又包括一些次級能力（如表1所示），每一大類第一層能力之間的相互關系如圖1所示。

CDIO理念傳承和發展了美國20多年來的工程教育改革的理念，是一個將工程科學、工程學科知識和工程實踐能力整合為一體的工程教育方法，使學生在CDIO全過程中在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個方面得到全面的訓練和提高。CDIO模式具有一定的普適性，它既能運用于對精英化的高水平創新人才的培養，也適用于大眾化工程專業的教育。CDIO理念一經推出，立即受到了教育界的大力推崇和積極響應，截至2014年，全世界已經有111所高校加入了CDIO合作組織[3]。

二、CDIO理念在專業學位研究生工程能力培養中的適用性

CDIO雖為本科工程教育而創立，但已擴展到碩士研究生教育，CDIO非常適合以工程導向為目標的專業學位碩士研究生培養。國內已有學者研究得出，CDIO能力目標與創新型人才的素質要求存在相當高的契合性[5]，已有多位研究者提出基于CDIO理念培養研究生。于福瑩等[6]提出了基于CDIO教育理念的全日制工程碩士研究生培養模式探析，余保華[4]提出了基于CDIO理念的教育碩士培養模式，Yanbin Shi[7]在機械工程、史金龍[8]在計算機、朱愛民在土建工程、賈敏在電信工程等不同領域研究了基于CDIO的專業學位研究生培養。多位研究者的成果表明，CDIO完全適用于專業學位研究生工程能力的培養。

三、研究生技術知識分析的必要性

如前所述，基于CDIO理念，加強工程能力培養，是我國專業學位研究生培養模式改革的方向。筆者所在的重慶大學建筑材料學科已經認識到加強研究生工程能力培養的重要性，提出了“基于CDIO理念的建筑材料專業學位研究生培養模式研究與實踐”的研究課題。本課題的核心工作就是厘清建筑材料學科專業學位研究生必備的技術知識構成，這也是由CDIO大綱特點所決定的。從表1和圖1CDIO教學大綱層級和圖1可以看出，工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力中，CDIO大綱對后三類能力進行了非常詳細的細化，對第一類能力工程基礎知識只給出了3項二級能力，其三級能力由具體專業確定。CDIO大綱規定的工程基礎知識能力是整個CDIO理念的基礎。CDIO發起人，麻省理工學院的Edward F.Crawley在其著作[2]中，把技術知識和推理能力放在教學大綱的最前面是為了提醒人們，深厚的工程技術基礎知識應該是工程教育的基本目標。現代工程系統越來越依賴多學科背景知識的支撐;因此，學生必須掌握適當的技術知識，并具備嚴謹的推理能力[2]。

四、建筑材料專業學位研究生的技術知識

（一）建筑材料學科特點

建筑材料學科的主要特點，一是典型的交叉學科，主要橫跨土木工程與材料學兩個學科。建筑材料服務于土木工程建設，是土木工程技術發展的物質基礎。它的工程問題涉及機械、電子、計算機等學科，它的經濟問題則涉及經濟學、系統學等學科;建筑材料則涉及無機非金屬材料、高分子材料和金屬材料等學科。二是典型的工程應用型學科。建筑材料研究生畢業后，除一小部分進入高校與科研機構外，就業主要面向的是工程應用型單位，包括質量檢測單位、建筑材料生產企業、施工與監理企業等，即使從事科學研究，也主要以材料的工程應用研究為主。

（二）建筑材料專業學位研究生技術知識構成

CDIO大綱提出的工程基礎知識包括3組第二層能力，即基礎科學知識、核心工程基礎知識和高級工程基礎知識。三組能力的相互關系如圖2。從圖2可以看出，基礎科學知識是工程基礎知識另兩個二級能力的基礎，是工程師具備工程能力的首要條件。

1.基礎科學知識。參照美國工程與技術認證委員會ABET發布的認證標準EC2000給出的解釋，基礎科學知識和核心工程基礎是應用數學、自然科學和工程知識的能力。基礎科學知識主要是應用數學和自然科學的能力。研究生經過4年的本科階段學習，基本的數學、物理和化學等知識已經具備，需要繼續學習的基礎知識應該是本科階段

2.核心工程基礎知識。參照ABET發布的EC2000認證標準，核心工程基礎知識主要指的是應用本學科工程知識的能力。按照建筑材料學科特點和畢業生未來就業方向要求，建筑材料專業學位研究生的核心工程基礎應該包括水泥化學、水泥材料學、建筑材料試驗方法、材料科學基礎、建設工程質量控制與管理等。

3.高級工程基礎知識。參照ABET發布的EC2000認證標準，高級工程知識是指在工程實際中使用現代技術和必備工具的能力。按照建筑材料學科特點和畢業生未來就業方向要求，建筑材料專業學位研究生的高級工程基礎知識應該包括現代測試技術、計算機技術、材料制備技術等。

五、結語

作者分析了當前最先進的CDIO教育理念和教育大綱，肯定了CDIO理念在專業學位研究生工程能力培養中的適用性。基于CDIO大綱，作者提出了適應于建筑材料學科特點和畢業生職業發展需要的專業學位研究生技術知識的具體內容。

鑒于目前國內多所高校招收建筑材料研究生，因此本文的研究有一定的普適性，對其他學科的專業學位研究生教學具有一定的借鑒作用。

參考文獻

[1]靳培培.論我國專業學位研究生教育發展的基本導向[J].學位與研究生教育，2013（1）：48-52.

[2]Edward F.Crawley，Johan Malmqvist，S？觟ren ？魻stlund等著，顧佩華，沈民奮，陸小華譯.重新認識工程教育：國際CDIO培養模式與方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3]http：//www.cdio.org/cdio-organization

[4]余保華.基于CDIO理念的教育碩士培養模式探析[J].研究生教育研究，2012（5）：60-64.

[5]康全禮，陸小華，熊光晶.CDIO大綱與工程創新型人才培養[J].高等教育研究學報，2008（12）：15-18.

[6]于福瑩，肖宏，王加春，等.基于CDIO教育理念的全日制工程碩士研究生培養模式探析[J].學位與研究生教育，2010（9）：28-31.

[7]Yanbin Shi，Chonghai Xu， Guangchun Xiao. Exploration on the Cultivation for Professional Degree Postgraduate Majoring in Mechanical Engineering Based on CDIO[C].Proceedings of 2013 3rd International Conference on Social Sciences and Society，2013，43：

[8]史金龍，白素琴，龐林斌，等.研究生機器視覺課程的CDIO教學改革實踐[J].計算機教育，2013（9）：40-44.