工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證與CDIO兩種工程教育模式比較研究及教學(xué)方法改革的思考

唐文獻(xiàn)　朱永梅　蘇世杰　張建齊　繼陽(yáng)　陳赟　莊宏　殷寶吉

摘要：為和諧工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證和“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”兩種人才培養(yǎng)模式的培養(yǎng)方案與計(jì)劃，以“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”專(zhuān)業(yè)為背景，從教育理念、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和過(guò)程、學(xué)習(xí)成果要求等方面，開(kāi)展工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證與CDIO工程教育模式的比較研究，并給出CDIO項(xiàng)目式教學(xué)設(shè)計(jì)方法及實(shí)施路徑，支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)達(dá)成的核心課程學(xué)習(xí)。

關(guān)鍵詞：專(zhuān)業(yè)認(rèn)證；卓越計(jì)劃；CDIO模式；培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)；畢業(yè)要求；教學(xué)方法改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）49-0214-02

一、引言

CDIO工程教育模式改變了中國(guó)工程教育的思維模式[1]。我國(guó)實(shí)施“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”（簡(jiǎn)稱“卓越計(jì)劃”）以來(lái)，各高校工科專(zhuān)業(yè)全面采用了CDIO工程教育理念和教學(xué)大綱，取得了明顯成效。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的內(nèi)涵表現(xiàn)在以生為本、成果導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)3個(gè)方面[2]，它要求教學(xué)資源配置和教學(xué)過(guò)程等都圍繞學(xué)生畢業(yè)能力達(dá)成這一核心任務(wù)展開(kāi)，并強(qiáng)調(diào)建立專(zhuān)業(yè)持續(xù)改進(jìn)機(jī)制和文化。

目前，實(shí)施“卓越計(jì)劃”的專(zhuān)業(yè)，在開(kāi)展工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證時(shí)，其培養(yǎng)方案和培養(yǎng)計(jì)劃存在一致性不夠的問(wèn)題。因此，本文以江蘇科技大學(xué)“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化”工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證和“卓越計(jì)劃”實(shí)施為背景，通過(guò)對(duì)CDIO工程教育模式與工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證模式的比較研究，探討CDIO項(xiàng)目式教學(xué)方法應(yīng)用于工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證核心課程教學(xué)的路徑設(shè)計(jì)。

二、工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證與CDIO工程教育模式的比較分析

1.教育理念。針對(duì)如何提高工程人才的培養(yǎng)質(zhì)量，系統(tǒng)地解決培養(yǎng)什么樣的工程人才，以及如何培養(yǎng)和評(píng)價(jià)這樣的人才質(zhì)量等問(wèn)題，由Spady等人，于1981年提出的成果導(dǎo)向教育（OBE）模式[3]，給出了明確的答案。

OBE模式的主要思想是圍繞所有學(xué)生畢業(yè)時(shí)必須能夠做到的，去組織一切教育元素，包括清晰地確定學(xué)生能做到什么，如何組織課程、教學(xué)和考評(píng)，以確保最終取得所期望的學(xué)習(xí)成果。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證和CDIO工程教育模式，均吸納了OBE教育思想，在工程人才培養(yǎng)的要求上是一致的，對(duì)“培養(yǎng)什么樣的學(xué)生、怎樣培養(yǎng)學(xué)生和學(xué)習(xí)結(jié)果如何”的關(guān)注點(diǎn)也相同。

2.培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)與過(guò)程。CDIO工程教育模式，針對(duì)培養(yǎng)什么樣的工程人才、如何培養(yǎng)以及學(xué)習(xí)結(jié)果如何等問(wèn)題，制定了愿景、能力大綱、課程大綱和12條標(biāo)準(zhǔn)等核心文件，要求為學(xué)生提供一種強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)的、建立在真實(shí)世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”（CDIO）過(guò)程的背景環(huán)境。教學(xué)過(guò)程是以產(chǎn)品研發(fā)的整個(gè)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)系的方式學(xué)習(xí)工程。

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的依據(jù)是認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)。通用標(biāo)準(zhǔn)包括合理的培養(yǎng)目標(biāo)、明確的畢業(yè)（出口）要求等7個(gè)部分，而專(zhuān)業(yè)補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了相應(yīng)專(zhuān)業(yè)在課程體系、師資隊(duì)伍和支持條件方面的特殊要求。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證要求按照成果（畢業(yè)要求）導(dǎo)向的教育理念和行業(yè)認(rèn)可的既定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)施教學(xué)全過(guò)程，并通過(guò)合理的評(píng)價(jià)與反饋，形成內(nèi)外結(jié)合、持續(xù)改進(jìn)的質(zhì)量控制體系和文化。

這兩種模式，均圍繞“預(yù)期學(xué)習(xí)產(chǎn)出”來(lái)組織開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教育范式由“內(nèi)容為本”向“學(xué)生為本”的轉(zhuǎn)變。

3.學(xué)習(xí)成果。CDIO能力大綱將工程師必須具備的工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和整個(gè)CDIO全過(guò)程能力，以逐級(jí)細(xì)化的方式表達(dá)出來(lái)（具有分級(jí)指標(biāo)）。工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)“1.3畢業(yè)要求”具體描述了學(xué)生畢業(yè)時(shí)應(yīng)該掌握的知識(shí)和能力，包括技能和素養(yǎng)。

通過(guò)對(duì)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證（畢業(yè)要求或?qū)W習(xí)成果細(xì)化到畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)）與CDIO工程教育模式的學(xué)習(xí)成果比較研究，工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)中的“畢業(yè)要求”和CDIO工程教育模式中的能力大綱要求，是完全一致的，不同在于描述細(xì)節(jié)上的差異。

三、工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證中引入CDIO項(xiàng)目式教學(xué)方法的建議與思考

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證中，實(shí)施CDIO項(xiàng)目式教學(xué)方法，需要解決三個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，包括支撐畢業(yè)要求達(dá)成的核心課程模塊構(gòu)建、CDIO模式對(duì)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證中的學(xué)習(xí)成果達(dá)成的支撐度（貢獻(xiàn)度）以及CDIO項(xiàng)目式教學(xué)方法的設(shè)計(jì)與實(shí)施策略。

1.支撐畢業(yè)要求達(dá)成的核心課程模塊優(yōu)化。參與工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的專(zhuān)業(yè)，已具有確定的人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求，同時(shí)，按照工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)要求和畢業(yè)要求，構(gòu)建了相應(yīng)的課程體系。但與“卓越計(jì)劃”專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方案的實(shí)施上，還存在許多教學(xué)執(zhí)行計(jì)劃的矛盾和教學(xué)要求的不一致性。

因此，要深入研究CDIO工程教育模式的標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)的支撐和覆蓋效應(yīng)，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)支撐工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的課程，根據(jù)支撐能力的強(qiáng)弱，進(jìn)行核心課程模塊梳理與優(yōu)化，為核心課程開(kāi)展CDIO項(xiàng)目式教學(xué)改革，提供實(shí)施依據(jù)。

2.深入研討專(zhuān)業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求與CDIO模式能力大綱要求的一致性。CDIO模式對(duì)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證中的學(xué)習(xí)成果達(dá)成的支撐度（貢獻(xiàn)度），實(shí)質(zhì)上是反映工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的畢業(yè)要求和CDIO工程教育模式的能力大綱要求的一致性。因此，要對(duì)專(zhuān)業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求與CDIO模式能力大綱要求，進(jìn)行深入分析和研究，并結(jié)合核心課程教學(xué)需要，開(kāi)展CDIO項(xiàng)目式教學(xué)方法研究。

3.工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證教育中應(yīng)用CDIO項(xiàng)目式教學(xué)方法的設(shè)計(jì)與實(shí)施。以江蘇科技大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)實(shí)施工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證和“卓越計(jì)劃”為背景，按照專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)和實(shí)踐環(huán)節(jié)等課程群，組成3個(gè)核心課程模塊，并針對(duì)每一個(gè)模塊，選擇2—4門(mén)主干課程作為核心課程，進(jìn)行CDIO項(xiàng)目式教學(xué)方法設(shè)計(jì)。（1）構(gòu)建基本環(huán)境。CDIO工程教育模式的能力培養(yǎng)大綱，要求以綜合的培養(yǎng)方式，使學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力等四個(gè)層面上達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。因此，本專(zhuān)業(yè)可以根據(jù)不同的課程模塊，選擇合適的產(chǎn)品對(duì)象，以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，從專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)核心課程、專(zhuān)業(yè)核心課程、課程設(shè)計(jì)（綜合訓(xùn)練），最后到畢業(yè)設(shè)計(jì)，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的和課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式，學(xué)習(xí)工程知識(shí)，鍛煉實(shí)踐技能和提高創(chuàng)新能力。（2）確定學(xué)習(xí)目標(biāo)。按照課程對(duì)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的支撐，制定各自課程的CDIO學(xué)習(xí)目標(biāo)，并根據(jù)課程內(nèi)容需要，選擇性地將工程知識(shí)、問(wèn)題分析、設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案、研究、使用現(xiàn)代工具（技術(shù)）等12條畢業(yè)要求，融入到所對(duì)應(yīng)課程教學(xué)全過(guò)程的不同階段。（3）制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)各自CDIO項(xiàng)目的不同，確定學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)依據(jù)，如試卷、作業(yè)、報(bào)告、答辯等，然后制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于實(shí)踐環(huán)節(jié)，可以按照實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，進(jìn)行分類(lèi)制定評(píng)價(jià)依據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)。（4）設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目。設(shè)計(jì)CDIO教學(xué)項(xiàng)目時(shí)，結(jié)合船舶、海工機(jī)械裝備行業(yè)背景，選擇錨機(jī)、吊機(jī)等典型船舶或海工產(chǎn)品為對(duì)象，并抽取典型零件或部件，分別作為對(duì)應(yīng)核心課程學(xué)習(xí)、課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)項(xiàng)目的對(duì)象。精心組織教學(xué)過(guò)程，包括過(guò)程組織與管理、學(xué)習(xí)成果評(píng)價(jià)以及質(zhì)量反饋與改進(jìn)等。

四、結(jié)論

工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證與CDIO工程教育模式的比較研究表明，這兩種模式，在教育理念、培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和過(guò)程以及學(xué)習(xí)成果等方面，具有高度的一致性，因此，在工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證教育中，采用CDIO項(xiàng)目式教學(xué)方法，可以有力支撐工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求的達(dá)成。

給出了CDIO項(xiàng)目式教學(xué)方法的設(shè)計(jì)思路與建議，啟發(fā)所支撐的工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程的CDIO項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)施，不僅有利于達(dá)到課程教學(xué)目標(biāo)，也能夠促進(jìn)人才培養(yǎng)質(zhì)量達(dá)到工程教育專(zhuān)業(yè)認(rèn)證的要求，理論和實(shí)踐指導(dǎo)意義重大。

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