從CDIO到PESE-CDIO：基于立德樹人根本任務探索中醫藥工程人才培養模式

劉巖 李正 李大凱

【摘要】本文闡釋CDIO培養模式及其發展背景，并闡明在此基礎上發展而來的PESE-CDIO工程人才培養理念及其模式，標定該模式在培養期間的任務與目標，明確改革方向與措施，評述改革成果，為中醫藥工程教育與人才培養模式探索提供參考。

【關鍵詞】中醫藥工程 人才培養 PESE-CDIO 工程倫理

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）03-0139-04

近些年來，制藥生產事故、用藥安全問題、工程質量問題等頻發，需要我們從兩個方面思考：一方面，大規模、綜合性、復雜性已成為現代工程的重要特征，隨著新一輪科技革命和產業變革的到來，如何預防此類問題是每位中醫藥工程人都必須面對和思考的問題；另一方面，我國既處于經濟、社會轉型階段，又遭遇疫情影響，復雜多變的國內外政治、經濟與社會形勢都對高等工程教育提出了新的要求。本文據此對PESE-CDIO工程人才培養模式的總體思路、實施路徑等方面的改進展開探討，期望能為中醫藥工程教育與人才培養模式提供新的思路。

一、CDIO培養模式及其發展背景

工程教育在培養學生進行工程設計和發展工程技術方面起著至關重要的作用。我國高等工程教育近年來在教育規模、教育結構、教育投入、教育質量等方面雖然取得了顯著成就，但是鑒于目前的工程教育多以教授原理、技術為核心，對政治、經濟、社會和環境等方面的責任教育還有所欠缺，表現為畢業生職業道德感和責任感還不夠強、獨立思考能力較差、創新意識不強、交流合作能力欠佳、工程倫理意識和實踐能力不足等。因此，在工程教育的理念傳播、課程教學體系建設、課程思政建設、人才培養質量保障等方面仍有待改進之處。

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的新成果，由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團隊探索總結得出。但實踐證明CDIO工程教育模式［工程構思（Conceive）、工程設計（Design）、工程實現（implement）與工程運行（Operate）］不能完全適應我國新產業和新經濟發展的要求。因此國內很多高校已經開始做出適當調整或變革，如汕頭大學提出并實施了以設計為導向的EIP-CDIO人才培養模式改革，中南大學基于學生能力成熟度模型建立了軟件人才CDIO培養模式，云南大學提出并建立了符合新型軟件人才培養要求的軟件工程SE-CDIO工程教育人才培養模式，湖南工程學院提出TF-CDIO-CMM新工科育人模式的評價模型等。美國《科學與工程倫理學》（Science and Engineering Ethics）雜志主編斯蒂芬妮·J·伯德認為“倫理是科學與工程的核心競爭力”。因此，需要賦予傳統CDIO培養理念以倫理責任，強調工程設計要以經濟發展、人民幸福、社會進步、生態平衡為目標，進而在CDIO基礎理念上，提出PESE-CDIO培養理念，即在CDIO基礎上發展以經濟發展、人民幸福、社會進步、生態平衡為目標的PESE-CDIO（Politcs，Economy，Society，Environment-Conceive，Design，Implement，Operate）工程人才培養理念，以確保工程教育在CDIO各環節中都能夠堅持以人為本，能從政治、經濟、社會和生態環境等核心指標出發去設計和實施工程而非只追求經濟上的最優指標。

二、基于PESE-CDIO培養理念的實踐

（一）培養模式的總體設計思路

模式的總體思路是基于立德樹人根本任務，以人才培養模式改革為主線，明確課程思政育人目標，弘揚科學精神和工匠精神，著力轉變傳統的“經濟最優、技術最優”的培養理念，強調工程建設要以政治穩定（P）、經濟發展（E）、人民幸福（S）、生態平衡（E）為目標，更新中醫藥工程人才的培養理念，優化人才培養模式，進而形成PESE-CDIO培養理念。其旨在塑造學生的思想品德、專業素養與職業精神，培養學生的工程倫理認知、倫理判斷與倫理決策能力，強化工程哲學原理的實踐運用，塑造整體性、系統性、辯證性的工程思維。試圖通過轉變教育理念引領中醫藥工程人才培養模式變革，提升社會與產業發展要求同中醫藥工程人才思想品德素質水平的一致性，實現工程與人、工程與社會、工程與自然的和諧。

教師在教育教學過程中做到因事而化、因時而進、因勢而新，注重強化學生職業倫理教育，以培養學生精益求精的大國工匠精神、激發學生科技報國的家國情懷和使命擔當為育人目標。學校以校企合作為育人抓手，整合實驗教學示范中心、專業能力實踐基地、虛擬仿真實驗平臺、線上一流本科課程等育人資源和思政育人案例庫；以“立德樹人、產教融合”為建設理念，以“倫理—哲學—思維—情懷”為育人維度，形成“平臺—虛仿—微課—案例”四維一體的育人特色，探索構建基于PESE-CDIO的中醫藥工程人才培養模式。

（二）基于PESE-CDIO理念培養模式各階段的任務與目標

1.探索階段（第1—3學期）

該階段是PESE-CDIO工程教育的啟蒙階段，教師應該鼓勵學生去自主探索工程實踐的標準，逐漸培養其工程倫理思維。教師可在該階段的教育教學過程中激發學生主動思考這樣的問題，如：我在身邊的人身上發現了什么不同之處？我在思考和實踐中忽略了什么？我遇到問題時的分析思路是什么？我做出決策時都考慮了哪些內容？不同決策的短期利益與長遠影響等。這些問題都與學生的價值觀有關，它們會關乎學生在個人生活和職業生涯中對社會、經濟、生態環境的思考。教師在這一階段也可以鼓勵學生主動參與簡單的工程倫理討論，需要努力借助真實生動的案例使工程教育更具有生命力，將倫理教育與工程技術聯系起來，并努力做到與學生的專業問題緊密相連。

2.重點階段（第4—6學期）

這一階段是PESE-CDIO工程教育的關鍵階段，因為學生在該階段開始深入學習專業內容。工程學作為一個嚴重依賴解決問題和分析思維的學科，工程教師要采取注重分析推理而不是簡單記憶倫理知識點的教育方法。在講授工程專業課時有機結合工程倫理案例，幫助學生依托大工程觀的思維方法處理問題，即教師應該將重點放在教會學生高階思維，而不是停留在記憶概念、原理之上。讓學生多思考工程倫理問題，比如這將如何影響他人，對自然生態有什么影響，對區域經濟產業發展的效應等等。讓學生知道，針對一個工程項目，提出不同的問題會得到不同的答案。教師要引導學生針對具體的工程案例，在微觀和宏觀層面，在關懷和實用主義的階段，以開展批判性討論、進行不確定性和風險評估、虛擬仿真、社會調查等形式開展學習和實踐，進一步培養學生的大工程觀。為了實現這一目標，PESE-CDIO工程教育需要持續激發學生在“工程分析”“工程設計”的過程中對自己的理念、行動和行為進行反思，因此這一階段也是最具挑戰性的階段。

3.整合階段（第7—8學期）

此階段是PESE-CDIO工程教育的整合階段，學生只有將通過虛擬仿真、案例研究和角色扮演習得的倫理準則與理論相結合，才能做到知行合一，從而更好地為將來的學習和工作做好準備。不斷在實踐中思考和踐行政治站位（P）、經濟常識（E）、社會責任（S）、生態意識（E）和人文精神與職業道德，同時教師也要思考將企業、社會、生態價值觀融入工程師職業道德教育的思路，進一步幫助學生建立“倫理反思”，形成有倫理觀念的工程分析與決策能力，進一步學習倫理哲學和倫理思維并應用于工程設計，使其能從政治、經濟、社會和生態環境等核心指標出發去設計和實施工程。上述三個階段都需要工程專業教師、企業與社會多方主動參與、協同合作，同時這也是雙方互相探討、學習和合作共贏的過程。

（三）基于PESE-CDIO理念的培養措施

1.校企合作——組建現代產業學院，培養PESE+“新工科”人才

一方面，目前我國多數企業正處于由高速增長轉向高質量發展的階段，解決發展中面臨的問題，轉變發展方式、優化產業結構、轉換增長動力，全面提升企業發展動能和效益，都離不開科技創新，而科技創新的依托和呈現形式多為工程實體創新。從傳統的要素驅動到效率驅動再到創新驅動，工程人才作為創新的重要主體，是企業轉型發展的力量源泉。學校和企業深入實施人才發展規劃，培養“新工科”人才，實現工程、產業、經濟、社會的協調發展必然要求在工程人才的培養過程中融入工程倫理教育，探索PESE+“新工科”的培養模式。

另一方面，企業的發展應該是協調且可持續的，顯然實現這種發展需要多種因素的共振。其中，企業的發展離不開人才要素的支撐，企業需要的高端工程技術人才需要具有多學科背景的知識體系，不僅需要熱愛本職工作，具有創新思維和實踐能力，還必須具有解決現實問題、社會問題、世界問題的看法、視野和觀點。堅持與自然、社會環境和諧統一，依靠科學技術盡可能減少對能源的消耗和環境的破壞，促進工程、科技與經濟社會發展緊密結合是產業提升競爭力的前提和基本保證。

2.產教融合——以工程項目為依托，優化PESE-CDIO育人內容

院系或課改團隊應根據產業需求反向設計，構建PESE-CDIO課程體系，通過工程項目將工程倫理教育轉化為工程實踐，比如通過工程設計項目或討論，自然地引入倫理問題。第一，在工程項目討論時注重尊重一些重要原則，比如理解工程具有自然和社會雙重屬性，需要遵循自然和社會規律；要預測工程風險并建立風險預測和響應機制，給予社會知情同意的權利、尊重工程師決策的自主權和實行工程問責制等。第二，在工程設計中，要求學生重視對需求、資源、目標、風險展開全面客觀的評估，或者在項目演練中讓學生設計一個設備或工藝流程，要求不僅要滿足工程預期目標，還必須在諸如經濟、環境、社會、政治、倫理、健康、安全、可制造性、可持續性以及對職業和道德責任等約束條件下進行。通過以上措施增強學生的同理心，使學生能夠換位思考，進而培育“工程與人、工程與社會、工程與自然”和諧的“大工程觀”。

三、評價與效果

教學團隊通過基于美國教育基金會IDEA學生學習效果調查設計的教學效果調查問卷和談話調研以及互動討論過程中的觀察與評價等形式，對教學改革前后學生知識、能力、素質三個維度的提升情況進行統計分析，對課程改革進行評價，如表1所示。

表1 教學改革目標達成情況分析

[序號 項目 結果（分值） 1 獲取課程相關知識（概念、原理、方法、技術等） 4.28 2 應用課程所學內容發現工程控制問題的能力 4.15 3 應用課程所學內容解決工程控制問題的能力 3.90 4 學會查找和利用知識和資源解決工程控制問題 4.01 5 理解和優化自動控制系統的能力 4.03 6 設計和開發自動控制系統的能力 3.75 7 生產安全基本常識與素質 4.65 8 課程知識內容間交叉融合與運用的能力（與化工原理、制藥工藝學、制藥設備與車間設計等課程） 4.09 9 團隊合作完成某一任務的能力 3.89 10 工程實踐中溝通與協調能力 3.82 11 自主學習能力 4.20 12 創新意識與創新能力 3.54 ]

注：評分分為1—5分，其中1分表示沒有進步、2分為微小進步、3分是中度進步、4分為較大進度、5分則為很大進步。

教學團隊匯總并歸納得出上表，并依此開展分析，認為學生在獲取課程相關知識（概念、原理、方法、技術等）、體驗通過提出問題并尋求答案的學習樂趣、應用課程所學內容發現工程控制問題的能力、模塊課程內容間交叉融合的能力（與化工原理、制藥工藝學、制藥設備與車間設計等課程）、生產安全基本常識與素質、自主學習能力等方面相比較傳統教學模式有所提升。

學生在運用課程所學內容解決工程控制問題的能力、查找和利用知識和資源解決工程控制問題、理解和優化自動控制系統的能力、團隊合作完成某一任務的能力、溝通與協調能力等能力水平也得到了一定的提升。而在設計和開發自動控制系統的能力、工程學的全局觀、整合與創新能力方面還有待進一步學習提高。

教學團隊對工程倫理意識的提高程度進行調研，結果發現學生普遍能夠認知生產安全（S）和環境保護（E）對于工程實踐的重要性，說明在本課程教學過程改革中能較好地開展工程倫理教育；最后，調查學生在學習過程中感受到自身哪些方面的變化以及課程思政育人目標的整體達成度，發現78.8%的學生認為自身思維方式發生了一定變化，而且普遍提升了對創新精神、實踐精神和工匠精神重要性的認知，可見本課程基本實現了對工程學生用馬克思主義的觀點、方法來研究、分析、解決（工程）問題能力的培養。

綜上所述，作為落實工程教育“立德樹人”根本任務的重要途徑，工程倫理教育對于培養全面發展的工程人才、消除科學技術和工程應用中的不良現象、遏制工程事故等社會問題具有極其重要的意義?；贑DIO工程教育模式，以經濟發展、人民幸福、社會進步、生態平衡為目標的PESE-CDIO工程人才培養理念能增強學生的職業的使命感從而內化為學習和實踐的動力，并幫助學生掌握解決工程問題的思維方法和工作方法。教學團隊在提升中醫藥高等教育人才培養質量的同時積極探索更符合時代要求的人才培養模式，進一步推進了中醫藥事業傳承發展。

參考文獻

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注：本文系2021年度天津市教育科學規劃課題“基于中醫藥文化融入的高?！笏颊n程體系的構建與實踐”（EIE210293，類別：青年一般課題）的研究成果之一。

作者簡介：劉巖（1987— ），遼寧沈陽人，就職于天津中醫藥大學馬克思主義學院，講師，研究方向為中醫藥文化與“大思政”教育；李正（1976— ），浙江杭州人，研究員，研究方向為高等工程教育與智能制藥過程裝備技術；李大凱（1973— ），通訊作者，遼寧朝陽人，就職于天津中醫藥大學馬克思主義學院，副教授，研究方向為思想政治教育。

（責編 羅異豐）