1、CDIO與“卓越工程師教育培養計劃”陸小華2010/12/25“面向工業界、面向世界、面向未來，培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，為建設創新型國家、實現工業化和現代化奠定堅實的人力資源優勢，增強我國的核心競爭力和綜合國力”“卓越工程師教育培養計劃”的主要目標創建高校與行業企業聯合培養人才的新機制（CDIO為背景環境）創新工程教育的人才培養模式（標準2、3、5、7、8、11、12）建設高水平工程教育教師隊伍（標準9、10）擴大工程教育的對外開放（CDIO本身就是國際合作的產物）制定卓越工程師教育培養計劃人才培養標準（CDIO的教學大綱）“卓越工程師教育培養

2、計劃”的重點任務校內學習階段，高校要以強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力為核心，重構課程體系和教學內容，加強跨專業、跨學科的復合型人才培養，著力推動基于問題的學習、基于項目的學習、基于案例的學習等多種研究性學習方法，加強學生創新能力訓練“創新工程教育的人才培養模式”一、制定學校培養標準的總體要求二、學校培養標準的表述形式示例（行業標準）三、學校培養標準細化表述形式示例（CDIO教學大綱）四、學校培養標準實現表述形式示例（MIT等示例）五、教學計劃和課程教學大綱（一體化課程教學設計）“卓越工程師教育培養計劃”學校培養標準編制要求采用CDIO工程教育改革的理念實現“卓越工程師教育培養計劃

3、”的目標。二者在基本目標、任務、理念與方法以及內容上具有高度的相關性和兼容性。“CDIO與卓越工程師教育培養計劃”的關系：7培養目標（“卓越”計劃：國家通用標準，行業標準，學校/專業標準，特色定位等）一體化專業設計的基本思想培養什么人如何培養人8培養方案、課程計劃、教學大綱、教學方法、考核方式等培養什么人培養目標（“卓越”計劃：國家通用標準，行業標準，學校/專業標準，特色定位等）培養目標怎樣得到落實？（尤其是能力和素質目標）培養效果如何？培養方法是否與培養目標一致？如何改進？問 題一體化專業設計的基本思想培養目標、培養理念與課程體系的一體化設計課程體系、教學方法、學習方法、考核方式和持續改進的

4、一體化設計知識、能力和素質培養的一體化一體化教學一體化專業設計的基本思想清晰的目標：一體化的基本要求培養的效率：一切環節圍繞目標可持續性發展：形成PDCA閉環一體化教學必要性：一體化專業設計的基本思想一體化課程計劃：課程計劃明確闡明各學科知識的聯系，和個人、人際交往和產品、過程和系統建造能力課程和課外活動中包括具體能力的培養師生都明確知道這些能力的培養要求一體化學習經驗：在學習活動和學習經驗中整合了學科知識和個人、人際交往能力、產品、過程和系統建造能力 有工程經歷的教師直接參與一體化教學實踐產業界和其他利益相關者人員參與籌劃一體化學習經驗的實現考核方式與培養目標的一致性：具有與所有學習效果相適

5、應的各種考核方法考核方法的成功實施多數教師采用與培養目標相一致的考核方法學生成績的確定建立在可靠、有效的數據基礎之上一體化專業設計的基本思想一體化教學設計的基本要求例：培養學生分析問題與解決問題的能力如何實現？工程推理和解決問題的能力包括：建模；估計與定性分析；帶有不確定性的分析；解決方法和建議細化、可落實、可觀測的目標發現問題和表述問題：評估數據和問題表像；假設和偏差源；把握總體目標、分清事情的主次；制定解決方案（包括建模、求解析解和數字解、定性分析、實驗、不確定性分析）；課程設計與培養目標一致一體化教學設計的基本要求課程設計、教學方法、學習方法、考核方法與培養目標一致建立持續改進機制教學方

6、法Teaching & Learning Methods課程1課程2知識能力素質培養標準/課程學習結果（Learning Outcome）比較矩陣圖教學大綱課程學習結果培養目標學生特質培養教學大綱知識、能力、素質的具體要求學習結果知識、能力、素質具體課程課程體系課程群模塊主動學習和實踐的教學方法分解和細化課程計劃Curriculum 專業培養標準Syllabus目標Goals基于項目的學習基于問題的學習 探究式學習案例教學實習與實踐研究性教學一體化教學設計的基本要求課程培養目標對CDIO能力的貢獻一體化課程計劃案例瑞典皇家工學院車輛工程專業CDIO一體化課程計劃目錄引言專業目標工程能力（按CD

7、IO教學大綱展開到第二層各能力的熟練程度）專業培養計劃各課程間學科知識間關系專業設計矩陣工程能力發展順序專業中每一門課程專業結構第一年查爾摩斯工業大學工程導論學科課程學科課程通過項目整合課程項目再設計軟件工程項目課程機電一體化工程課程X工程項目課程碩士論文第二年第三年第四年第五年一體化專業培養實踐案例一體化教學設計實踐案例例：麻省理工學院航空航天專業的課程教學計劃對3.2 交流的實現 口頭交流 文字交流 管理能力 團隊合作整合能力一年級二年級三年級物理導論課程 數值方法力學I 熱力學力學II 固體力學 聲學與振動 數學 II 流體力學 數學 I 數學III 控制理論 信號與分析 統計學 電力工

8、程.例： 皇家工學院車輛工程專業能力實現示意產品開發一體化教學設計實踐案例Civil Engineering 2.12.22.32.42.53.13.23.34.14.24.34.44.54.6Calculus and algebra 11111Structural elements andTheir function (1)2211/211Urban Planning and Design 22211/211CAD, sketching and 3D-modelling11Theory and Practice of Architectural Engineering222211/21Mat

9、erial science21/211CDIO Project3221Calculus and algebra 2222CAD, Sketching and 3D-modelling22Theory and Practice of Architectural Engineering322322Structural elements andTheir function (2)33232212House Building and Building Design2/332222/3221121CDIO project32一體化課程體系設計實例Mechatronics1.11.21.32.12.22.

10、32.42.53.13.23.34.14.24.34.44.54.6mechatronicsUTTUTTUUUsimulationUTUITTTUTUUUUIITITcontrol systemsUUTUUTUUUTTUTUTUfluid dynamicsUTUTIIIsignal processingUTUITTTUTUUIIITITItheoryUUTTTUTUUUUITTIconcurrent projectUTUITUTTUUUITTIapplied mathematicsTUTUTUTUTUUITcontrol project courseUUTUTUUTUTUTUTUTUUIITU

11、TUTUIThermodynamicsITUTUTUUdynamics and roboticsUTTIUfluid dynamicsITUTTUdynamics and controlUUTTTUUdynamicsITUTUTsupervisionUUTTTUcontrolUITITTUITUUTUIITITI一體化課程體系設計實例對學生談及或簡單介紹這個知識/能力點針對這一知識/能力點，沒有明確的教學目標對與之相關的知識或能力要求關于本知識/能力點的授課、討論和實驗的時間都少于一個小時沒有同本知識/能力點直接相關的練習、項目和家庭作業要求這個知識/能力點可能不會在考試或者其他考核手段中進行

12、評定介紹（I）介紹、講授和運用對學生有學習新知識的要求學習目標認知水平至少要提高一級（如從不知到認知，從認知到理解，從理解到應用等）通常花至少一個小時以上的時間的講授、討論或實驗本知識/能力點要有與本知識/能力點相關的練習、項目或家庭作業可能在考試或其他考核方式中有所反映講授（T）介紹、講授和運用假定學生在這一知識/能力點上已經具備了一定的能力沒有關于這一知識/能力點的考核，但是學生需要應用它去完成其他的教學目標對于一個知識/能力點的學習沒有時間限制不直接采用課題/練習/項目/家庭作業等方式來教這一知識/能力點不直接使用測驗或其他考核方式來評估這一知識/能力點運用（P）介紹、講授和運用.工程能

13、力不是可有可無的“軟能力”交流和團隊工作需要技術知識的應用和表達，所以技術交流能力、團隊工作能力、解決問題的能力、職業道德等 都屬于工程能力創造能力成長的機會而不是增加內容必須給學生機會培養交流能力、團隊能力等，這些能力最好是通過實踐、重復、反饋的方式，而不是用講授心理和社會學原理的方式進行培養一體化學習，而不是附加能力課程在實踐中鍛煉個人，人際，產品、過程和系統構建能力是應用和表達技術知識的方法。工程能力是在這樣的技術環境中培養的實施要點第二年至第四年每年都有一個具體的設計和研究項目學生分成團隊4-6個人，每個團隊有一個項目，全部設計制造過程培養設計、創新、協調、溝通和領導能力使學生有機會把知識有機的聯系起來，應用知識，學會以探究方式獲取知識，整個過程體現CDIO 一級項目二級項目是基于課程群，每個課程群都有一個項目設計、制造、控制、檢測，這些項目相當于綜合性的課程設計把相關聯的課程知識有機的結合起來，使學生認識到有機和關聯的知識群而不是孤立的知識點課程群的建設與實踐結合起來避免重復內容二級項