CDIO高等工程教育分析范文
本站小編為你精心準(zhǔn)備了CDIO高等工程教育分析參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。
1.CDIO的內(nèi)涵
CDIO代表著構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(De-sign)、實施(Implement)與運行(Operate),它作為當(dāng)前高等工程教育的一種人才培養(yǎng)理念,其名稱的靈感來源于產(chǎn)品/系統(tǒng)的生命周期過程,[1]體現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運行改良乃至終結(jié)廢棄的生命全過程?；诋?dāng)前工程教育中存在的重理論輕實踐的現(xiàn)狀,CDIO高等工程教育模式以構(gòu)思、設(shè)計、實施及運作全過程為載體來培養(yǎng)學(xué)生的工程能力,該能力不僅包含個人的學(xué)術(shù)知識,還包含學(xué)生的終生學(xué)習(xí)能力、團隊交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。①
2.CDIO的特點
CDIO在當(dāng)前得到了國際高等工程教育的共識,這種人才培養(yǎng)模式的理念主要體現(xiàn)在以下四個方面:
(1)具有國際先進(jìn)性。為了應(yīng)對全球化帶來的機遇和挑戰(zhàn),CDIO國際組織動用大量的教育專家制定了一整套全面的、以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的實施計劃和教學(xué)大綱,[2]以國際化的教育理念和框架培養(yǎng)具有國際競爭力的人才。
(2)具有實踐可操作性。在CDIO的教育理念中,各層次素質(zhì)的培養(yǎng)是融于總體培養(yǎng)框架之內(nèi),以團隊項目為紐帶綜合地進(jìn)行培養(yǎng)和發(fā)展,這不同于以往按單門課程的要求簡單地進(jìn)行整合。CDIO的教學(xué)大綱要求學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識技能、系統(tǒng)項目工程能力、適應(yīng)團隊合作以及系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境的能力,這與培養(yǎng)世界工程師的目標(biāo)是相一致的。由于該新模式中部分教學(xué)大綱的編制直接與波音公司對工程師素質(zhì)要求和ABET/EC2000的要求相對應(yīng),所以CDIO工程教育模式的實踐將會取得顯著的效果,具有較強的可操作性。
(3)具有全面系統(tǒng)性。最能反映這一特點的是CDIO教學(xué)大綱,它是以能力培養(yǎng)為目標(biāo),列出了現(xiàn)代工程師所必備的各個層次的素質(zhì)要求。這種能力培養(yǎng)涵概了四大類,它們分別為理論知識、個人的職業(yè)技能和職業(yè)道德、人際交流以及項目的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作能力,其中這四類能力又可具體化為17組能力,再細(xì)化為73條技能,力求以科學(xué)的培養(yǎng)模式全面系統(tǒng)地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。汕頭大學(xué)工學(xué)院所有專業(yè)2006年的培養(yǎng)計劃是根據(jù)CDIO教學(xué)大綱制定的,是將核心課程的教育同專業(yè)與系統(tǒng)的整體認(rèn)識統(tǒng)一起來,結(jié)合學(xué)生的自我更新能力、人際交流能力以及大系統(tǒng)的掌握、運行和調(diào)控能力對其進(jìn)行系統(tǒng)培養(yǎng)。
(4)具有普遍適應(yīng)性。CDIO的具體目標(biāo)就是為工程教育創(chuàng)造出一個合理、完整的、通用的、可概括性的教學(xué)目標(biāo),重點將個人的、社會的和系統(tǒng)的制造技術(shù)和基本原理相結(jié)合,使之適合工程學(xué)的所有領(lǐng)域。[1]汕頭大學(xué)工學(xué)院CDIO改革就是面向于學(xué)院的所有專業(yè)。
二、汕頭大學(xué)工學(xué)院CDIO改革
1.改革的背景
我國現(xiàn)行的工程教育模式脫胎于前蘇聯(lián)的專業(yè)教育,該模式與現(xiàn)代工業(yè)實踐對高級工程人才的要求不相適應(yīng),其存在的問題主要有以下幾點:一是教育學(xué)術(shù)化。近二十年來,隨著我國改革開放的不斷深入及產(chǎn)業(yè)模式的不斷升級,社會對工程技術(shù)人才的需求日益加劇,特別是具有很強實踐能力的工程技術(shù)人才。但是,當(dāng)前工程教育卻把自己委身于科學(xué)教育,走學(xué)術(shù)化的道路。在課程設(shè)置上技術(shù)性和實踐性的內(nèi)容繼續(xù)削減,而學(xué)術(shù)性和理論性的內(nèi)容不斷增加。二是重理論輕實踐。學(xué)科教育與工業(yè)實踐脫節(jié)是我國當(dāng)前高等教育面臨的一個重大問題,有報告顯示,我國2005年畢業(yè)的約60萬工程類畢業(yè)生中不足10%的人能適應(yīng)國際化公司的工作,[3]產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因之一在于我國當(dāng)前的工程教育重理論輕實踐,學(xué)生接受到項目和團隊工作的實際訓(xùn)練較少。與之相比,歐美等國的學(xué)生在校期間通過團隊方式解決實際問題的機會較多。[2]三是專業(yè)設(shè)置口徑窄。長期以來,專業(yè)的定向型培養(yǎng)體制及學(xué)生重授課輕自學(xué)的思想造成了學(xué)生的知識面窄,專業(yè)口徑狹窄使得學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、自主性和創(chuàng)造性難以得到充分的發(fā)揮,培養(yǎng)出來的學(xué)生缺乏很強的適應(yīng)性和競爭力。四是工程教育缺乏系統(tǒng)規(guī)劃。作為高等教育中的一大門類,“工程”是一個范圍廣闊的主修領(lǐng)域,除了提供以傳統(tǒng)的土、機、電、化、管(工業(yè)工程)及其衍生的若干工程分支領(lǐng)域為對象的工程教育計劃,還提供計算機科學(xué)、生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)等相關(guān)新興學(xué)科的教育計劃?，F(xiàn)行的工程教育不僅要加強管理、系統(tǒng)思維和團隊協(xié)同合作與交流、職業(yè)道德和法律、創(chuàng)造性工作和工程設(shè)計等能力培養(yǎng)方面的規(guī)劃統(tǒng)籌,還要把工程教育置身于全球經(jīng)濟背景中進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃。
2.改革內(nèi)容
基于我國高等工程教育存在的問題和CDIO模式的優(yōu)越性,我國建設(shè)創(chuàng)新型國家對人才的需求,以及汕頭大學(xué)的國際化的路線方針政策。2005年,汕頭大學(xué)工學(xué)院開始進(jìn)行CDIO試點課程改革,并在2006級學(xué)生中開始全面實施CDIO改革,其改革的主要內(nèi)容有:
(1)制定了以設(shè)計為導(dǎo)向的CDIO培養(yǎng)方案設(shè)計是工程實踐的精髓,功能、技術(shù)、經(jīng)濟以及環(huán)境、社會乃至歷史的要求和約束均在設(shè)計過程中得到反映和體現(xiàn)。通過設(shè)計過程,學(xué)生可將所學(xué)知識和所需知識有機地融合在一起,綜合全面地完善自己。①汕頭大學(xué)工學(xué)院現(xiàn)有計算機科學(xué)與技術(shù)、電子信息工程、通信工程、機械設(shè)計制造以及自動化和土木工程專業(yè)五個專業(yè)。在CDIO改革中,每個專業(yè)都必須有精心規(guī)劃的構(gòu)思、設(shè)計、實施及運行項目為導(dǎo)引,讓學(xué)生產(chǎn)生對核心專業(yè)課程學(xué)習(xí)的興趣,進(jìn)而對本專業(yè)形成一個清醒的全面認(rèn)識。每個專業(yè)培養(yǎng)計劃以魚骨圖的形式表達(dá),以計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)為例。②CDIO項目按照規(guī)模和范圍可以劃分為三級:一級為包含本專業(yè)主要核心課程和能力要求的項目;二級為包含一組相關(guān)核心課程和能力要求的項目;三級為單門課程內(nèi)為增強課程能力與理解而設(shè)的項目。其中三級項目的設(shè)立與否及其設(shè)立形式根據(jù)各門課程的大綱需要來確定。每個專業(yè)至少有兩次一級項目,一次在一、二年級時設(shè)立,它以介紹本專業(yè)的核心內(nèi)容和調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣為目,另一次在畢業(yè)前夕設(shè)立,它以畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計為目的,其中每個一級項目均作為一門課程單獨計分;二級項目一般為三至五個,這些項目通常作為載體,用來加強本專業(yè)相關(guān)核心課程的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。
(2)建立了模塊化課程體系按照CDIO教學(xué)大綱的能力要求,并參考MIT等院校課程設(shè)置,再進(jìn)一步結(jié)合學(xué)校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的定位,工學(xué)院各系建立了符合國際工程師認(rèn)證的、以“通識課程、基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程、特色課程”有機結(jié)合的模塊化課程體系。在該課程體系中,通識課程模塊包括學(xué)校通識科學(xué)課程和工學(xué)通識課程,汕頭大學(xué)要求各專業(yè)的學(xué)生在畢業(yè)前需順利修完至少12個學(xué)分的通識教育課程,該課程包括數(shù)學(xué)與自然科學(xué)、哲學(xué)與社會科學(xué)以及語言、文學(xué)和藝術(shù)三類,各位學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選修。專業(yè)課程模塊包括專業(yè)基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程。除了通識課程和專業(yè)課程模塊,該課程體系還包括特色課程模塊即選修實踐環(huán)節(jié),它由很多的設(shè)計項目組成。這個模塊通常以設(shè)計實施綜合項目為載體,結(jié)合本專業(yè)核心課程的教學(xué),讓學(xué)生帶著解決工程問題的追求進(jìn)行課程學(xué)習(xí),在團隊合作的環(huán)境下,使學(xué)生的個人能力、人際交往能力、CDIO系統(tǒng)組織及開發(fā)能力全面得到訓(xùn)練和提高。例如,計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的一個設(shè)計項目為《軟件算法綜合設(shè)計》,它是以一組核心課程諸如包含程序設(shè)計與基礎(chǔ)、匯編、離散數(shù)學(xué)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)為基礎(chǔ),再將其置于一個設(shè)計項目中。這種理論分析與實際應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)方式,一方面培養(yǎng)了學(xué)生的專業(yè)理論應(yīng)用能力,讓學(xué)生學(xué)會如何把所學(xué)的專業(yè)知識同實際工程應(yīng)用緊密聯(lián)系。另一方面通過動手設(shè)計和實驗,學(xué)生對典型工業(yè)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、設(shè)計和制造過程有一個基本的、完整的體驗和認(rèn)識,這不僅培養(yǎng)了學(xué)生的實踐能力,還使學(xué)生的工程意識和組織能力得以增強。
(3)大類招生和大類培養(yǎng)針對我國高等工程教育領(lǐng)域存在的專業(yè)設(shè)置口徑窄分科細(xì)問題,汕頭大學(xué)工學(xué)院大膽地進(jìn)行改革,實行大類招生和大類培養(yǎng),厚基礎(chǔ)寬口徑地培養(yǎng)人才。工學(xué)院按工程類招生,學(xué)生在入學(xué)時不分專業(yè),在低年級階段共同學(xué)習(xí)公共基礎(chǔ)課和工程類專業(yè)基礎(chǔ)課,在高年級階段根據(jù)個人的特長和興趣進(jìn)行專業(yè)分配和培養(yǎng)。學(xué)習(xí)期間,學(xué)院還鼓勵學(xué)生輔修商學(xué)、法學(xué)相關(guān)專業(yè)的課程,以拓寬學(xué)生在管理和法律方面的知識面,這有助于學(xué)生領(lǐng)導(dǎo)才能的培養(yǎng)。(4)EIP-CDIO培養(yǎng)模式結(jié)合我國工程教育的實際,工學(xué)院創(chuàng)造性地提出了EIP-CDIO培養(yǎng)模式。EIP是指講道德(Ethics)、講正直(Integrity)和專業(yè)化(Professionalism),這與CDIO大綱第二部分第五點中關(guān)于職業(yè)行為以及道德、正直、責(zé)任感和負(fù)責(zé)任的理念是一致的。作為CDIO改革的一個創(chuàng)新,EIP-CDIO注重職業(yè)道德與誠信、與構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運作進(jìn)行有機結(jié)合,并以培養(yǎng)高級工程專業(yè)人才為目標(biāo)。工學(xué)院除了要求每位學(xué)生選修人文、社會和藝術(shù)等課程,還必修一門《工程師的職業(yè)道德與責(zé)任》。學(xué)院舉辦了《世界工程師論壇》系列活動,通過邀請工程大師講學(xué)來傳播世界先進(jìn)教育理念及先進(jìn)的工程技術(shù),開闊了學(xué)生的眼界,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維。此外,學(xué)院還通過校內(nèi)學(xué)生課外科技創(chuàng)新基地、校外學(xué)生創(chuàng)業(yè)實踐基地、學(xué)生課外科研立項、學(xué)生科技節(jié)以及學(xué)生成長沙龍等活動,實現(xiàn)老師與學(xué)生的傾心交流,共同提高學(xué)生的人文素養(yǎng)和道德品質(zhì)。在CDIO高等工程教育中,所有課程的實驗大都采用“提出問題———分析問題———解決問題”形式,以提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
3.EIP-CDIO改革前后的比較
EIP-CDIO改革前后在學(xué)生能力培養(yǎng)、課程體系、教學(xué)模式、教學(xué)實踐特點[4]以及職業(yè)道德方面均存在著較大的區(qū)別。在學(xué)生能力培養(yǎng)上,改革之前注重學(xué)生個人專業(yè)基礎(chǔ)與技能的培養(yǎng),而近年來除了注重培養(yǎng)學(xué)生個人專業(yè)基礎(chǔ)與技能,還注重發(fā)展學(xué)生的自學(xué)與創(chuàng)新能力,CDIO改革則進(jìn)一步強調(diào)學(xué)生的溝通與協(xié)作能力以及適應(yīng)與調(diào)控大系統(tǒng)能力的培養(yǎng)。在課程體系上,由先前的厚基礎(chǔ)窄口徑到近年來的厚基礎(chǔ)寬口徑,CDIO改革的課程設(shè)置口徑更寬,諸如土木工程系由最先僅有的建筑工程專業(yè)發(fā)展到如今的整個土木工程大系統(tǒng)。在教學(xué)模式上,改革之前是授課多研討少且個人設(shè)計獨立項目,CDIO改革是減少了授課時間,增加了自學(xué)和研討課時間,此外還增加了團隊設(shè)計大綜合項目。在教學(xué)實踐特點上,由以前驗證性項目多到近年來設(shè)計和綜合性項目增多,CDIO改革基于問題的綜合設(shè)計與開發(fā)項目增多。在職業(yè)道德上,CDIO加強了對工程師的職業(yè)道德教育。綜上可知,汕頭大學(xué)CDIO改革注重培養(yǎng)對學(xué)生個人發(fā)展能力、團隊合作能力以及適應(yīng)調(diào)控大系統(tǒng)能力。通過增加討論課所占總課時的比重,學(xué)生的自主性增強,表達(dá)能力和自學(xué)能力也得到提升。通過增加設(shè)計項目訓(xùn)練,學(xué)生的協(xié)作能力和適應(yīng)調(diào)控能力得到鍛煉。此外,通過不斷拓寬專業(yè)口徑,學(xué)生的工程科學(xué)知識也進(jìn)一步得到拓展。可見,EIP-COIO是以育人為中心,以設(shè)計為導(dǎo)向,以提升學(xué)生綜合能力為目標(biāo),始終貫穿理論聯(lián)系實際,實行整體化的一種知識教育理念。
三、CDIO改革對我國高等工程教育的借鑒意義
隨著現(xiàn)代科技與社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展,工程技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)和日常生活中得到越來越廣泛的應(yīng)用,工程的內(nèi)涵也慢慢發(fā)生著變化。麻省理工學(xué)院把“現(xiàn)代工程”界定為關(guān)于科學(xué)知識和技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,以便在物質(zhì)、經(jīng)濟、人才、政治、法律和文化限制內(nèi)滿足社會需要的一種有創(chuàng)造性的專業(yè)。可以說現(xiàn)代工程已不是一個孤立的系統(tǒng),作為科學(xué)技術(shù)活動向社會各領(lǐng)域的延伸,它涉及社會、經(jīng)濟、市場、環(huán)境、生態(tài)甚至倫理和道德等領(lǐng)域。通過CDIO高等工程教育改革,汕頭大學(xué)工學(xué)院的專業(yè)結(jié)構(gòu)更趨綜合化,專業(yè)設(shè)置口徑得以拓寬,課程綜合化程度得以提高,這種整體化的知識教育增強了學(xué)生的綜合能力,提高了學(xué)生的國際競爭力。因此在高等工程教育中樹立整體化知識教育觀念對提高我國高等工程教育水平具有重大意義。培養(yǎng)具備綜合素質(zhì)的現(xiàn)代工程師必須“硬技術(shù)”和“軟技能”兩手都要抓,兩手都要硬。所謂“硬技術(shù)”,包括寬泛、扎實、跨學(xué)科的技術(shù)知識,科學(xué)的方法知識,系統(tǒng)和問題導(dǎo)向的思維方式。所謂“軟技能”包括實際能力、團隊合作能力、領(lǐng)導(dǎo)管理技能和行為、跨文化理解力、學(xué)習(xí)能力以及“終生學(xué)習(xí)”的習(xí)慣。[5](P251)這兩種要求與CDIO改革的目標(biāo)是一致的,CDIO改革不僅注重學(xué)生基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí),更強調(diào)學(xué)生理論應(yīng)用能力、團隊合作能力以及適應(yīng)調(diào)控大系統(tǒng)能力的培養(yǎng),汕頭大學(xué)EIP-CDIO還將職業(yè)道德與誠信教育納入高等工程教育的范疇,強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生良好的職業(yè)道德、人文精神、高度的責(zé)任感以及健全的人格,這對我國培養(yǎng)高級工程技術(shù)人員具有指導(dǎo)意義。