“新工科”背景下CDIO工程教育模式研究

陳瀟瀟

【摘要】在“新工科”背景下，傳統(tǒng)的工程教育模式已經(jīng)不能適應(yīng)新工科背景下工程教育的需要，將CDIO工程教育模式引入應(yīng)用型人才培養(yǎng)過(guò)程中，能夠更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】新工科;CDIO;應(yīng)用型人才

一、“新工科”背景下教育模式研究的必要性

2017年2月18日，教育部在復(fù)旦大學(xué)召開(kāi)了高等工程教育發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)，與會(huì)的30所高校主要探討了新工科的內(nèi)涵特征、新工科建設(shè)與發(fā)展的路徑選擇，并達(dá)成了十條“復(fù)旦共識(shí)”。4月8日，教育部在天津大學(xué)召開(kāi)了新工科建設(shè)研討會(huì)，與會(huì)的60余所高校共商新工科建設(shè)的愿景與行動(dòng)，達(dá)成了新工科建設(shè)的“天大行動(dòng)”，明確了我國(guó)新工科建設(shè)和發(fā)展的目標(biāo)及各階段的分目標(biāo)。6月9日，教育部在北京召開(kāi)新工科研究與實(shí)踐專(zhuān)家組成立暨第一次工作會(huì)議，全面啟動(dòng)、系統(tǒng)部署新工科建設(shè)，30余位專(zhuān)家審議通過(guò)了《新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目指南》，即新工科建設(shè)的“北京指南”?！霸撝改厦鞔_了我國(guó)下一步新工科研究與實(shí)踐的方向，形成了涵蓋新理念、新結(jié)構(gòu)、新模式、新質(zhì)量、新體系5個(gè)部分24個(gè)選題方向。至此，“復(fù)旦共識(shí)”“天大行動(dòng)”和“北京指南”構(gòu)成了新工科建設(shè)的“三部曲”，奏響了人才培養(yǎng)的主旋律，開(kāi)拓了工程教育改革的新路徑。

在新時(shí)代背景下，傳統(tǒng)的工程教育模式已經(jīng)不能適應(yīng)新工科背景下工程教育的需要。主要表現(xiàn)在：工程教學(xué)內(nèi)容的不適切性、工程教學(xué)方式的不適應(yīng)性、工程教學(xué)教師隊(duì)伍難勝任等。在新時(shí)代，高校在新工科建設(shè)中應(yīng)搶抓機(jī)遇，建設(shè)具有新時(shí)代特色的新工科教育，探索建立和完善面向新工科建設(shè)的教育模式。

二、CDIO工程教育模式國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

CDIO工程教育理念是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國(guó)研究項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)四年的探索研究創(chuàng)立的，其目的是滿(mǎn)足當(dāng)今國(guó)際化社會(huì)高素質(zhì)人才培養(yǎng)需求。CDIO理念運(yùn)行至今，已經(jīng)形成了一套較為完整的教學(xué)體系。“CDIO'代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)，提高實(shí)踐能力。目前，對(duì)CDIO模式的探索研究已經(jīng)在世界各國(guó)展開(kāi)。其中，工程類(lèi)院校是對(duì)CDIO工程教育模式進(jìn)行研究的主體，研究集中在對(duì)工程教育進(jìn)行改革探索以及培養(yǎng)體系的架構(gòu)等方面，涉及CDIO的理論發(fā)展、具體項(xiàng)目實(shí)施以及實(shí)踐成果分析等諸多方面。Alcion Benedict Popp通過(guò)對(duì)CDIO教學(xué)大綱和澳大利亞工程師資格認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及悉尼大學(xué)課程計(jì)劃的對(duì)比和評(píng)估，最終形成一套新的規(guī)則框架。Johan Malmqvist對(duì)查爾姆斯理工大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)CDIO項(xiàng)目改革實(shí)踐取得成功的關(guān)鍵因素進(jìn)行了探討。

國(guó)內(nèi)對(duì)CDIO的研究始于2005年，顧佩華教授將CDIO工程教育模式在汕頭大學(xué)開(kāi)始研究。關(guān)于CDIO的研究涉及工程類(lèi)教育模式應(yīng)用研究、人才培養(yǎng)模式研究及基于CDIO理念的課程教學(xué)應(yīng)用研究。其中，后者是2014年至2016年受到學(xué)術(shù)界普遍重視的探索重點(diǎn)。在對(duì)CDIO進(jìn)行文獻(xiàn)研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，其課程教學(xué)應(yīng)用研究從最初幾年的集中在工科院校專(zhuān)業(yè)教學(xué)，逐漸拓展到高職高專(zhuān)和本科高校各相關(guān)專(zhuān)業(yè)課堂教學(xué)的有關(guān)研究中。通過(guò)這些學(xué)科的探索研究，大家對(duì)工程教育模式的認(rèn)知也變得更加多樣而具體。鄭健兒深入分析了將CDIO理念運(yùn)用于新聞學(xué)實(shí)務(wù)類(lèi)課程的必要性和可行性，并闡明了其教學(xué)改革的思路。

通過(guò)國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)可以看出包容性強(qiáng)、資源開(kāi)放、環(huán)境寬松的CDIO教育模式不僅適用于工程人才的教育變革發(fā)展形勢(shì)，還可以被應(yīng)用到一些更加廣泛的學(xué)科專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，進(jìn)而引領(lǐng)課程教學(xué)的改革。CDIO的理念可以適用于絕大多數(shù)的應(yīng)用型本科教育，在其他專(zhuān)業(yè)引進(jìn)CDIO理念的時(shí)候，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況做出相應(yīng)的調(diào)整。

三、“新工科”背景下CDIO工程教育模式探索

“新工科”背景下，結(jié)合專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，積極開(kāi)展校企合作，引入CDIO工程教育模式對(duì)學(xué)科課程進(jìn)行校企融合的“教一學(xué)—做”的課程改革。通過(guò)“走出去，請(qǐng)進(jìn)來(lái)”，將企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目引入學(xué)科教學(xué)中，將實(shí)踐與構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行有機(jī)融合，引導(dǎo)學(xué)生分析和設(shè)計(jì)并實(shí)際參與到具體項(xiàng)目中，使之熟悉管理整個(gè)項(xiàng)目的全過(guò)程，從而產(chǎn)生一種全新的教育效應(yīng)，更好地培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)、工程實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作能力，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的目標(biāo)。為了彌補(bǔ)以往實(shí)踐教學(xué)的缺陷所導(dǎo)致的學(xué)生動(dòng)手能力低、解決問(wèn)題能力薄弱的不足，對(duì)實(shí)踐教學(xué)安排、教學(xué)方法等方面進(jìn)行進(jìn)一步完善。在教學(xué)安排上，實(shí)踐課程中以學(xué)生為主導(dǎo)，讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，自行尋找課題模擬設(shè)計(jì)，或進(jìn)行新流程、新工藝研討設(shè)計(jì)等，獨(dú)立解決實(shí)踐過(guò)程中所遇到的問(wèn)題。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生專(zhuān)業(yè)理論與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的能力，提高學(xué)生專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣，訓(xùn)練學(xué)生分析問(wèn)題及解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

結(jié)語(yǔ)

高校新工科建設(shè)是為了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，通過(guò)建立和完善面向新工科建設(shè)的教育模式，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生的整體素質(zhì)，幫助學(xué)生具備在激烈競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)環(huán)境中有站穩(wěn)腳跟的實(shí)際技能，彌補(bǔ)工業(yè)化進(jìn)程中的技能型人才斷層現(xiàn)象。