從CDIO到PESE-CDIO：基于立德樹人根本任務(wù)探索中醫(yī)藥工程人才培養(yǎng)模式

劉巖 李正 李大凱

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

【關(guān)鍵詞】中醫(yī)藥工程 人才培養(yǎng) PESE-CDIO 工程倫理

【中圖分類號】G64 【文獻標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）03-0139-04

近些年來，制藥生產(chǎn)事故、用藥安全問題、工程質(zhì)量問題等頻發(fā)，需要我們從兩個方面思考：一方面，大規(guī)模、綜合性、復(fù)雜性已成為現(xiàn)代工程的重要特征，隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的到來，如何預(yù)防此類問題是每位中醫(yī)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(jīng)濟、社會轉(zhuǎn)型階段，又遭遇疫情影響，復(fù)雜多變的國內(nèi)外政治、經(jīng)濟與社會形勢都對高等工程教育提出了新的要求。本文據(jù)此對PESE-CDIO工程人才培養(yǎng)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(yī)藥工程教育與人才培養(yǎng)模式提供新的思路。

一、CDIO培養(yǎng)模式及其發(fā)展背景

工程教育在培養(yǎng)學(xué)生進行工程設(shè)計和發(fā)展工程技術(shù)方面起著至關(guān)重要的作用。我國高等工程教育近年來在教育規(guī)模、教育結(jié)構(gòu)、教育投入、教育質(zhì)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(shù)為核心，對政治、經(jīng)濟、社會和環(huán)境等方面的責(zé)任教育還有所欠缺，表現(xiàn)為畢業(yè)生職業(yè)道德感和責(zé)任感還不夠強、獨立思考能力較差、創(chuàng)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(xué)體系建設(shè)、課程思政建設(shè)、人才培養(yǎng)質(zhì)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(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究團隊探索總結(jié)得出。但實踐證明CDIO工程教育模式［工程構(gòu)思（Conceive）、工程設(shè)計（Design）、工程實現(xiàn)（implement）與工程運行（Operate）］不能完全適應(yīng)我國新產(chǎn)業(yè)和新經(jīng)濟發(fā)展的要求。因此國內(nèi)很多高校已經(jīng)開始做出適當(dāng)調(diào)整或變革，如汕頭大學(xué)提出并實施了以設(shè)計為導(dǎo)向的EIP-CDIO人才培養(yǎng)模式改革，中南大學(xué)基于學(xué)生能力成熟度模型建立了軟件人才CDIO培養(yǎng)模式，云南大學(xué)提出并建立了符合新型軟件人才培養(yǎng)要求的軟件工程SE-CDIO工程教育人才培養(yǎng)模式，湖南工程學(xué)院提出TF-CDIO-CMM新工科育人模式的評價模型等。美國《科學(xué)與工程倫理學(xué)》（Science and Engineering Ethics）雜志主編斯蒂芬妮·J·伯德認為“倫理是科學(xué)與工程的核心競爭力”。因此，需要賦予傳統(tǒng)CDIO培養(yǎng)理念以倫理責(zé)任，強調(diào)工程設(shè)計要以經(jīng)濟發(fā)展、人民幸福、社會進步、生態(tài)平衡為目標(biāo)，進而在CDIO基礎(chǔ)理念上，提出PESE-CDIO培養(yǎng)理念，即在CDIO基礎(chǔ)上發(fā)展以經(jīng)濟發(fā)展、人民幸福、社會進步、生態(tài)平衡為目標(biāo)的PESE-CDIO（Politcs，Economy，Society，Environment-Conceive，Design，Implement，Operate）工程人才培養(yǎng)理念，以確保工程教育在CDIO各環(huán)節(jié)中都能夠堅持以人為本，能從政治、經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境等核心指標(biāo)出發(fā)去設(shè)計和實施工程而非只追求經(jīng)濟上的最優(yōu)指標(biāo)。

二、基于PESE-CDIO培養(yǎng)理念的實踐

（一）培養(yǎng)模式的總體設(shè)計思路

模式的總體思路是基于立德樹人根本任務(wù)，以人才培養(yǎng)模式改革為主線，明確課程思政育人目標(biāo)，弘揚科學(xué)精神和工匠精神，著力轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的“經(jīng)濟最優(yōu)、技術(shù)最優(yōu)”的培養(yǎng)理念，強調(diào)工程建設(shè)要以政治穩(wěn)定（P）、經(jīng)濟發(fā)展（E）、人民幸福（S）、生態(tài)平衡（E）為目標(biāo)，更新中醫(yī)藥工程人才的培養(yǎng)理念，優(yōu)化人才培養(yǎng)模式，進而形成PESE-CDIO培養(yǎng)理念。其旨在塑造學(xué)生的思想品德、專業(yè)素養(yǎng)與職業(yè)精神，培養(yǎng)學(xué)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(xué)原理的實踐運用，塑造整體性、系統(tǒng)性、辯證性的工程思維。試圖通過轉(zhuǎn)變教育理念引領(lǐng)中醫(yī)藥工程人才培養(yǎng)模式變革，提升社會與產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求同中醫(yī)藥工程人才思想品德素質(zhì)水平的一致性，實現(xiàn)工程與人、工程與社會、工程與自然的和諧。

教師在教育教學(xué)過程中做到因事而化、因時而進、因勢而新，注重強化學(xué)生職業(yè)倫理教育，以培養(yǎng)學(xué)生精益求精的大國工匠精神、激發(fā)學(xué)生科技報國的家國情懷和使命擔(dān)當(dāng)為育人目標(biāo)。學(xué)校以校企合作為育人抓手，整合實驗教學(xué)示范中心、專業(yè)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(chǎn)教融合”為建設(shè)理念，以“倫理—哲學(xué)—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(gòu)建基于PESE-CDIO的中醫(yī)藥工程人才培養(yǎng)模式。

（二）基于PESE-CDIO理念培養(yǎng)模式各階段的任務(wù)與目標(biāo)

1.探索階段（第1—3學(xué)期）

該階段是PESE-CDIO工程教育的啟蒙階段，教師應(yīng)該鼓勵學(xué)生去自主探索工程實踐的標(biāo)準(zhǔn)，逐漸培養(yǎng)其工程倫理思維。教師可在該階段的教育教學(xué)過程中激發(fā)學(xué)生主動思考這樣的問題，如：我在身邊的人身上發(fā)現(xiàn)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(nèi)容？不同決策的短期利益與長遠影響等。這些問題都與學(xué)生的價值觀有關(guān)，它們會關(guān)乎學(xué)生在個人生活和職業(yè)生涯中對社會、經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境的思考。教師在這一階段也可以鼓勵學(xué)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(shù)聯(lián)系起來，并努力做到與學(xué)生的專業(yè)問題緊密相連。

2.重點階段（第4—6學(xué)期）

這一階段是PESE-CDIO工程教育的關(guān)鍵階段，因為學(xué)生在該階段開始深入學(xué)習(xí)專業(yè)內(nèi)容。工程學(xué)作為一個嚴(yán)重依賴解決問題和分析思維的學(xué)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(yè)課時有機結(jié)合工程倫理案例，幫助學(xué)生依托大工程觀的思維方法處理問題，即教師應(yīng)該將重點放在教會學(xué)生高階思維，而不是停留在記憶概念、原理之上。讓學(xué)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(tài)有什么影響，對區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)發(fā)展的效應(yīng)等等。讓學(xué)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(dǎo)學(xué)生針對具體的工程案例，在微觀和宏觀層面，在關(guān)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(fēng)險評估、虛擬仿真、社會調(diào)查等形式開展學(xué)習(xí)和實踐，進一步培養(yǎng)學(xué)生的大工程觀。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，PESE-CDIO工程教育需要持續(xù)激發(fā)學(xué)生在“工程分析”“工程設(shè)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(zhàn)性的階段。

3.整合階段（第7—8學(xué)期）

此階段是PESE-CDIO工程教育的整合階段，學(xué)生只有將通過虛擬仿真、案例研究和角色扮演習(xí)得的倫理準(zhǔn)則與理論相結(jié)合，才能做到知行合一，從而更好地為將來的學(xué)習(xí)和工作做好準(zhǔn)備。不斷在實踐中思考和踐行政治站位（P）、經(jīng)濟常識（E）、社會責(zé)任（S）、生態(tài)意識（E）和人文精神與職業(yè)道德，同時教師也要思考將企業(yè)、社會、生態(tài)價值觀融入工程師職業(yè)道德教育的思路，進一步幫助學(xué)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(xué)習(xí)倫理哲學(xué)和倫理思維并應(yīng)用于工程設(shè)計，使其能從政治、經(jīng)濟、社會和生態(tài)環(huán)境等核心指標(biāo)出發(fā)去設(shè)計和實施工程。上述三個階段都需要工程專業(yè)教師、企業(yè)與社會多方主動參與、協(xié)同合作，同時這也是雙方互相探討、學(xué)習(xí)和合作共贏的過程。

（三）基于PESE-CDIO理念的培養(yǎng)措施

1.校企合作——組建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學(xué)院，培養(yǎng)PESE+“新工科”人才

一方面，目前我國多數(shù)企業(yè)正處于由高速增長轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展的階段，解決發(fā)展中面臨的問題，轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換增長動力，全面提升企業(yè)發(fā)展動能和效益，都離不開科技創(chuàng)新，而科技創(chuàng)新的依托和呈現(xiàn)形式多為工程實體創(chuàng)新。從傳統(tǒng)的要素驅(qū)動到效率驅(qū)動再到創(chuàng)新驅(qū)動，工程人才作為創(chuàng)新的重要主體，是企業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的力量源泉。學(xué)校和企業(yè)深入實施人才發(fā)展規(guī)劃，培養(yǎng)“新工科”人才，實現(xiàn)工程、產(chǎn)業(yè)、經(jīng)濟、社會的協(xié)調(diào)發(fā)展必然要求在工程人才的培養(yǎng)過程中融入工程倫理教育，探索PESE+“新工科”的培養(yǎng)模式。

另一方面，企業(yè)的發(fā)展應(yīng)該是協(xié)調(diào)且可持續(xù)的，顯然實現(xiàn)這種發(fā)展需要多種因素的共振。其中，企業(yè)的發(fā)展離不開人才要素的支撐，企業(yè)需要的高端工程技術(shù)人才需要具有多學(xué)科背景的知識體系，不僅需要熱愛本職工作，具有創(chuàng)新思維和實踐能力，還必須具有解決現(xiàn)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(huán)境和諧統(tǒng)一，依靠科學(xué)技術(shù)盡可能減少對能源的消耗和環(huán)境的破壞，促進工程、科技與經(jīng)濟社會發(fā)展緊密結(jié)合是產(chǎn)業(yè)提升競爭力的前提和基本保證。

2.產(chǎn)教融合——以工程項目為依托，優(yōu)化PESE-CDIO育人內(nèi)容

院系或課改團隊?wèi)?yīng)根據(jù)產(chǎn)業(yè)需求反向設(shè)計，構(gòu)建PESE-CDIO課程體系，通過工程項目將工程倫理教育轉(zhuǎn)化為工程實踐，比如通過工程設(shè)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(guī)律；要預(yù)測工程風(fēng)險并建立風(fēng)險預(yù)測和響應(yīng)機制，給予社會知情同意的權(quán)利、尊重工程師決策的自主權(quán)和實行工程問責(zé)制等。第二，在工程設(shè)計中，要求學(xué)生重視對需求、資源、目標(biāo)、風(fēng)險展開全面客觀的評估，或者在項目演練中讓學(xué)生設(shè)計一個設(shè)備或工藝流程，要求不僅要滿足工程預(yù)期目標(biāo)，還必須在諸如經(jīng)濟、環(huán)境、社會、政治、倫理、健康、安全、可制造性、可持續(xù)性以及對職業(yè)和道德責(zé)任等約束條件下進行。通過以上措施增強學(xué)生的同理心，使學(xué)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(xué)團隊通過基于美國教育基金會IDEA學(xué)生學(xué)習(xí)效果調(diào)查設(shè)計的教學(xué)效果調(diào)查問卷和談話調(diào)研以及互動討論過程中的觀察與評價等形式，對教學(xué)改革前后學(xué)生知識、能力、素質(zhì)三個維度的提升情況進行統(tǒng)計分析，對課程改革進行評價，如表1所示。

表1 教學(xué)改革目標(biāo)達成情況分析

[序號 項目 結(jié)果（分值） 1 獲取課程相關(guān)知識（概念、原理、方法、技術(shù)等） 4.28 2 應(yīng)用課程所學(xué)內(nèi)容發(fā)現(xiàn)工程控制問題的能力 4.15 3 應(yīng)用課程所學(xué)內(nèi)容解決工程控制問題的能力 3.90 4 學(xué)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(yōu)化自動控制系統(tǒng)的能力 4.03 6 設(shè)計和開發(fā)自動控制系統(tǒng)的能力 3.75 7 生產(chǎn)安全基本常識與素質(zhì) 4.65 8 課程知識內(nèi)容間交叉融合與運用的能力（與化工原理、制藥工藝學(xué)、制藥設(shè)備與車間設(shè)計等課程） 4.09 9 團隊合作完成某一任務(wù)的能力 3.89 10 工程實踐中溝通與協(xié)調(diào)能力 3.82 11 自主學(xué)習(xí)能力 4.20 12 創(chuàng)新意識與創(chuàng)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(xué)團隊匯總并歸納得出上表，并依此開展分析，認為學(xué)生在獲取課程相關(guān)知識（概念、原理、方法、技術(shù)等）、體驗通過提出問題并尋求答案的學(xué)習(xí)樂趣、應(yīng)用課程所學(xué)內(nèi)容發(fā)現(xiàn)工程控制問題的能力、模塊課程內(nèi)容間交叉融合的能力（與化工原理、制藥工藝學(xué)、制藥設(shè)備與車間設(shè)計等課程）、生產(chǎn)安全基本常識與素質(zhì)、自主學(xué)習(xí)能力等方面相比較傳統(tǒng)教學(xué)模式有所提升。

學(xué)生在運用課程所學(xué)內(nèi)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(yōu)化自動控制系統(tǒng)的能力、團隊合作完成某一任務(wù)的能力、溝通與協(xié)調(diào)能力等能力水平也得到了一定的提升。而在設(shè)計和開發(fā)自動控制系統(tǒng)的能力、工程學(xué)的全局觀、整合與創(chuàng)新能力方面還有待進一步學(xué)習(xí)提高。

教學(xué)團隊對工程倫理意識的提高程度進行調(diào)研，結(jié)果發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍能夠認知生產(chǎn)安全（S）和環(huán)境保護（E）對于工程實踐的重要性，說明在本課程教學(xué)過程改革中能較好地開展工程倫理教育；最后，調(diào)查學(xué)生在學(xué)習(xí)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(biāo)的整體達成度，發(fā)現(xiàn)78.8%的學(xué)生認為自身思維方式發(fā)生了一定變化，而且普遍提升了對創(chuàng)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(xiàn)了對工程學(xué)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(yǎng)。

綜上所述，作為落實工程教育“立德樹人”根本任務(wù)的重要途徑，工程倫理教育對于培養(yǎng)全面發(fā)展的工程人才、消除科學(xué)技術(shù)和工程應(yīng)用中的不良現(xiàn)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(jīng)濟發(fā)展、人民幸福、社會進步、生態(tài)平衡為目標(biāo)的PESE-CDIO工程人才培養(yǎng)理念能增強學(xué)生的職業(yè)的使命感從而內(nèi)化為學(xué)習(xí)和實踐的動力，并幫助學(xué)生掌握解決工程問題的思維方法和工作方法。教學(xué)團隊在提升中醫(yī)藥高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量的同時積極探索更符合時代要求的人才培養(yǎng)模式，進一步推進了中醫(yī)藥事業(yè)傳承發(fā)展。

參考文獻

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注：本文系2021年度天津市教育科學(xué)規(guī)劃課題“基于中醫(yī)藥文化融入的高校‘大思政課程體系的構(gòu)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(yī)藥大學(xué)馬克思主義學(xué)院，講師，研究方向為中醫(yī)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(shù)；李大凱（1973— ），通訊作者，遼寧朝陽人，就職于天津中醫(yī)藥大學(xué)馬克思主義學(xué)院，副教授，研究方向為思想政治教育。

（責(zé)編 羅異豐）