CDIO简介

CDIO简介 CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。 CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate） ,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ,让学生以主动的、 实践的、 课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、 个人能力、 人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。 CDIO 的理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。瑞典国家高教署(Swedish National Agency for Higher Education) 2005年采用这12条标准对本国100个工程学位计划进行评估，结果表明，新标准比原标准适应面更宽，更利于提高质量，尤为重要的是新标准为工程教育的系统化发展提供了基础。迄今为止，已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织，其机械系和航空航天系全面采用CDIO工程教育理念和教学大纲，取得了良好效果，按CDIO模式培养的学生深受社会与企业欢迎。 CDIO 12条标准 标准1 以CDIO 为基本环境 学校使命和专业目标在什么程度上反映了CDIO的理念 ,即把产品、 过程或系统的构思、 设计、 实施和运行作为工程教育的环境? 技术知识和能力的教学实践在多大程度上以产品、 过程或系统的生产周期作为工程教育的框架或环境? 标准2 学习目标 从具体学习成果看 ,基本个人能力、 人际能力和对产品、 过程和系统的构建能力在多大程度上满足专业目标并经过专业利益相关者的检验? 专业利益相关者是怎样参与学生必需达到的各种能力和水平标准的制定的? 标准3 一体化教学计划 个人能力、 人际能力和对产品、 过程和系统的构建能力是如何反映在培养计划中的? 培养计划的设计在什么程度上做到了各学科之间相互支撑 ,并明确地将基本个人能力、 人际能力和对产品、 过程和系统构建能力的培养融于其中? 标准4 工程导论 个人能力、 人际能力和对产品、 过程和系统的构建能力是如何反映在培养计划中的? 工程导论在多大的程度上激发了学生在相应核心工程领域的应用方面的兴趣和动力? 标准5 设计-实现经验 培养计划是否包含至少两个设计 - 实现经历(其中一个为基本水平 ,一个为高级水平)? 在课内外活动中学生有多少机会参与产品、过程和系统的构思、 设计、 实施和运行? 标准6 工程实践场所 实践场所和其他学习环境怎样支持学生动手和直接经验的学习? 学生有多大机会在现代工程软件和实验室内发展其从事产品、 过程和系统建构的知识、 能力和态度? 实践场所是否以学生为中心、 方便、 易进入并易于交流? 标准7 综合性学习经验 综合性的学习经验能否帮助学生取得学科知识以及基本个人能力、 人际能力和产品、 过程和系统构建能力? 综合性学习经验如何将学科学习和工程职业训练融合在一起? 标准8 主动学习 主动学习和经验学习方法怎样在 CDIO环境下促进专业目标的达成? 教和学的方法中在多大程度上基于学生自己的思考和解决问题的活动? 标准9 教师能力的提升 用于提升教师基本个人能力和人际能力以及产品、 过程和系统构建能力的举措能得到怎样的支持和鼓励? 标准10 教师教学能力的提高 有哪些措施用来提高教师在一体化学习经验、 运用主动和经验学习方法以及学生考核等方面的能力? 标准11 学生考核 学生的基本个人能力和人际能力 ,产品、 过程和系统构建能力以及学科知识如何融入专业考核之中? 这些考核如何度量和记录? 学生在何种程度上达到专业目标? 标准12 专业评估 有无针对CDIO12条标准的系统化评估过程? 评估结果在多大程度上反馈给学生、 教师以及其他利益相关者 ,以促进持续改进? 专业教育有哪些效果和影响? CDIO 能力大纲 1 技术知识和推理能力 1.1 基础科学知识 1.2 核心工程基础知识 1.3 高级工程基础知识 2 个人职业技能和职业道德 2.1 工程推理和解决问题 2.1.1认识和系统表述问题 2.1.2 建立模型 2.1.3 判断和定性分析 2.1.4 带不确定性因素分析 2.1.5 解决方法和建议 2.2 实验中探寻知识 2.2.1 建立假设 2.2.2 查询相关书刊或者电子文献 2.2.3 实验探索 2.2.4 假设检验和论证 2.3 系统思维 2.3.1 整体思维 2.3.2 系统内的紧急性和互交性 2.3.3 确定优先级和焦点 2.3.4 决议时权衡、判断和平衡 2.4 个人技能和态度 2.4.1 主动和愿意冒险 2.4.2 执着与变通 2.4.3 创造性思维 2.4.4 批评性思维 2.4.5 自省个人的知识、技能、态度 2.4.6 求知欲和终生学习 2.4.7 时间和资源的管理 2.5 职业技能和道德 2.5.1 职业道德、正直、责任感和负责任 2.5.2 职业行为 2.5.3 主动规划个人职业 2.5.4 与世界工程界保持同步 3 人际交往技能：团队协作和交流 3.1 团队精神 3.1.1 组建高效团队 3.1.2 团队工作运行 3.1.3 团队成长和演变 3.1.4 领导能力 3.1.5 技术协作 3.2 交流 3.2.1 交流战略 3.2.2 交流结构 3.2.3 写作交流 3.2.4 电子和多媒体交流 3.2.5 图表交流 3.2.6 口头表达和人际交流 3.3 外语交流 3.3.1 英语 3.3.2 其他欧洲语言 3.3.3 其他外语 4 企业和社会的构思，设计，实施和运行(CDIO)系统 4.1 外部和社会环境 4.1.1 工程师的角色和责任 4.1.2 工程界对社会的影响 4.1.3 社会对工程界的规范 4.1.4 历史和文化环境 4.1.5 现时的焦点和价值观 4.1.6 发展全球观 4.2 企业及商业环境 4.2.1 认识不同的企业文化 4.2.2 企业策略，目标和计划 4.2.3 技术创业 4.2.4 成功地在一个团队中工作 4.3 构思与工程系统（ conceiving and engineering system) 4.3.1 设立系统目标和要求 4.3.2 定义功能，概念和体系结构 4.3.3 系统建模并确保目标可能达成 4.3.4 项目发展的管理 4.4 设计 4.4.1 设计过程 4.4.2 设计过程分期与方法 4.4.3 设计中对知识的利用 4.4.4学科专业设计 4.4.5 跨学科专业设计 4.4.6 多体综合设计 4.5 实施 4.5.1 设计实施的过程 4.5.2 硬件制造过程 4.5.3 软件实现过程 4.5.4 硬件，软件的结合 4.5.5 测试，验证，认证以及取得证书 4.5.6 实施过程管理 4.6 运行 4.6.1 设计和优化操作 4.6.2 培训及操作 4.6.3 支持系统的生命周期 4.6.4 系统改进和演变 4.6.5 弃置处理与产品报废问题 4.6.6 运行管理 CDIO 在中国 我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师。然而我国工科的教育实践中还存在不少问题，如重理论轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新的培养等问题。Mc.Kinsey Global Institute 在 2005 年 10 月发表的一份报告称，2005 年我国毕业的约60万工程技术人才中适合在国际化公司工作的不到 10%，其中的原因，他认为“中国教育系统偏于理论，中国学生几乎没有受到 project 和团队工作的实际训练，相比之下欧洲和北美学生以团队方式解决实际问题”。国内外的经验都表明CDIO的理念和方法是先进可行的，适合工科教育教学过程各个环节的改革。 从2005 年起，汕头大学工学院在常务副校长顾佩华教授的指导下，开始学习研讨CDIO 工程教育模式并加以实施，现在已经取得明显的效果。汕头大学工学院的部分改革经验与成果，已整理成若干篇论文发表在国内外工程教育权威杂志《高等工程教育》、《中国高等教育》、《World Transaction on Engineering and Technology Education》等杂志上。2006 年，汕头大学成为首个中国高校CDIO成员。汕头大学的改革目标是通过注重培养学生系统工程技术能力，尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力，以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力，吸收世界先进的工程教育理念，建立符合国际工程教育共识的课程体系。 鉴于我国在职业化和职业道德方面教育的欠缺，汕头大学决定在CDIO改革的同时要强调职业道德的重要性，因此，其工学院提出了全新的 EIP-CDIO 培养模式，EIP(Ethics，Integrity，Professionalism)是指讲道德、讲诚信和职业化，EIP-CDIO 就是注重职业道德与诚信、与构思－设计－实现－运作进行有机结合、以培养高级工程专业人才为目标的高等工程教育新模式。强调做人与做事相结合，做人通过做事体现，做事通过做人保证，并在培养过程中注重人文精神的熏陶，从而使培养出的工程师具备优秀的职业道德、正直、富有责任感。培养目标是使学生具有：较强的项目开发、设计和建造的能力；较强的创新能力；较强的团队精神和领导能力；较强的沟通能力；较强的英语语言表达能力。汕头大学计划经过5年左右的改革实践，到 2011 年取得华盛顿协议的认证，让他们的毕业生同国际知名大学的毕业生站在同一起跑线上。 为了实现这一目标，顾佩华认为首先要明确培养目标和毕业生应具备的工程师的工程技术知识、能力和素质，要认真认识和研讨两个CDIO的重要文件：CDIO大纲和CDIO的12条标准，CDIO大纲定义培养学生的具体指标，CDIO标准实质上是一个实施CDIO培养模式的指引。作为中国第一个全面应用CDIO的学校，汕头大学5个工科专业都按照CDIO大纲和标准进行了教育改革，提出并实施了以设计为导向的EIP-CDIO就是要突出两个主要方面：工程创新能力和人文素质和职业道德标准的新型工程技术人才。此外，清华大学工业工程系顾学雍副教授曾在美国担任过 10 多年软件工程师，他在“数据结构”和“数据库技术”两门课中采用 CDIO 方法教学，取得突出成果。通过基于项目的学习，学生普遍称赞学到了真本事，增强了自学和解决问题以及研发、团队工作和沟通的能力。以往在清华这两门课经常被学生评为最差，改革后首次被评为最优。 为进一步在中国推广这种模式，使CDIO服务于更多的国内高校，汕头大学及国内外兄弟院校在教育部高教司理工处的领导和支持下，围绕着CDIO开展了各种形式的研讨、推广和培训活动： ●2007 年 11 月教育部组织召开了2007中国高等工程教育改革论坛和 CDIO 国际合作组织会议两个大型会议，香港大学、清华大学、Royal Institute of Technology（Sweden）、University of Liverpool(UK)、Massachusetts Institute of Technology（USA）、Calgary University（Canada）等 40 多所国内外高校的专家学者，对当前高等工程教育存在的热点问题进行了热烈的讨论，反应强烈，普遍认识到工程教育改革的紧迫性与必要性。 ●2008年４月，教育部高等教育司发文成立“CDIO工程教育模式研究与实践课题组”，课题组的任务是研究国际工程教育改革情况和CDIO工程教育模式的理念及做法；对我国工程教育改革情况进行调研并指导有关院校开展CDIO工程教育模式试点工作；组织开展CDIO工程教育模式的研讨与交流活动。汕头大学常务副校长顾佩华教授担任组长，汕大工学院沈民奋院长、庄哲民副院长担任秘书，秘书处办公室设在汕头大学。课题组迄今已经分别在汕头大学和北京交通大学召开了两次工作会议。 ●2008年17-19日，由教育部高教司理工处和汕头大学联合主办的“2008年中国CDIO工程教育模式研讨会”在汕头大学隆重举行。 此次会议旨在交流和研讨在全球化背景下的中国工程教育改革和CDIO工程教育模式，希望通过此次会议共同来探讨高等工程教育改革存在的问题，就高等工程教育改革的发展、方法、理念与模式进行研究、交流，为我国的工程教育事业的发展献计献策。 ●2008年12月14日-15日，教育部高教司理工处和汕头大学联合主办了CDIO工程教育模式试点工作会议。会议确定了第一批CDIO试点高校名单共计18所高校，并成立了CDIO模式再创新试点工作组，决定由汕头大学任试点工作组组长单位并作为秘书处常设地点，成都信息工程学院任副组长单位，燕山大学、成都信息工程学院、合肥工业大学、广州大学分别作为机械类、电气类、化工类和土木类的专业类小组召集单位。此次会议标志着CDIO工程教育模式从研讨走向实践，由推广走向落实。 ●2009年3月28日，由教育部CDIO工程教育模式研究与实践课题组试点工作组主办，由汕头大学和成都信息工程学院联合承办的“2009年全国第一次CDIO工程教育模式试点工作会议”在北京隆重举行。此次会议旨在落实教育部启动的“高等学校本科教学质量与教学改革工程”计划，加强全国第一批CDIO工程教育模式试点高校之间的联系与合作，讨论2009年的工作任务与计划，共同做好CDIO工程教育模式在我国高等工程教育领域的实践与发展。 ●2008年5月至今，在教育部高教司理工处的带领导下，CDIO教育模式交流高级研修班、CDIO工程教育模式与实践培训班、CDIO工程教育模式试点高校骨干教师培训班相继召开，国内超过100所的高等院校的教育教学负责人全面地接受EIP-CDIO人才培养模式的培训。 大连东软信息学院提出的TOPCARES-CDIO教育教学理念 大连东软信息学院基于“教育创造学生价值”的理念，在继承CDIO的基础上，创造性地将 CDIO 中国化和本校化，在充分考虑学生、教师、产业和社会等利益相关者的需求基础上，结合中国高等教育的实际和 IT 行业的人才需求标准，针对学院IT 专业的设置情况，对 CDIO 能力培养大纲做了继承基础上的创新，构建了具有东软特色的 TOPCARES-CDIO “八大能力”指标体系。 “TOPCARES”作为大连东软信息学院人才能力培养的最高关注，其每一个字母代表一种能力，分别是：Technical knowledge and reasoning（技术知识与推理能力）、Open minded and innovation（开放式思维与创新）、Personal and professional skills（个人职业能力）、Communication and teamwork（沟通能力与团队工作）、Attitude and manner（态度与习惯）、Responsibility（责任感）、Ethical values（价值观）、Social contribution by application practice（应用创造社会价值）。实施“面向职业岗位的课程体系设计的反向推导流程”，即根据市场对IT人才的能力结构需求确立培养计划及目标，制定模块化的课程体系。 TOPCARES-CDIO的核心是一体化教育，是对传统教育理念和模式的一次突破。比如在课程设置方面，传统的培养思路是，要培养什么能力，就增加哪门课程。而CDIO强调的是一体化，是把学生要培养的这些能力和要提升的素质贯穿于四年学习的各个方面。大学人才培养的瓶颈往往在与社会脱节，缺乏对学生实践能力的培养。在大连东软信息学院的教学改革中，学校要求所有课程都要以具体的实践项目贯穿教学，让学生在项目实践中循序渐进系统掌握八大核心能力。 机械类、电气类教育部CDIO工程教育模式研究与实践课题组试点工作组高校成员名单 （2010年3月） 序号 高校名称 进行试点的专业类别 备注 1 北京科技大学 电气类 第二批试点单位 2 北京石油化工学院 化工类 第一批试点单位 3 北京邮电大学 电气类 第二批试点单位 4 长春工程学院 机械类、土木类 第二批试点单位 5 长春工业大学 化工类 第二批试点单位 6 成都信息工程学院 电气类 第一批试点单位 7 大连东软信息学院 电气类 第二批试点单位 8 大庆石油学院 机械类 第二批试点单位 9 佛山科学技术学院 机械类、电气类、土木类 第一批试点单位 10 福建工程学院 机械类、电气类、土木类 第一批试点单位 11 福建师范大学协和学院 电气类 第二批试点单位 12 广州大学 机械类、电气类、化工类、土木类 第一批试点单位 13 哈尔滨理工大学 化工类 第二批试点单位 14 海南大学信息科学技术学院 电气类 第一批试点单位 15 合肥工业大学 机械类、化工类 第一批试点单位 16 河北工程大学 机械类、电气类、土木类 第一批试点单位 17 黑龙江工程学院 机械类、电气类 第二批试点单位 18 湖北工业大学 机械类 第二批试点单位 19 华南农业大学 电气类 第一批试点单位 20 江南大学 化工类 第二批试点单位 21 昆明理工大学 电气类 第二批试点单位 22 茂名学院 机械类、电气类、化工类 第二批试点单位 23 南京工程学院 机械类、电气类、化工类 第一批试点单位 24 南京理工大学 机械类、电气类 第二批试点单位 25 南京理工大学泰州科技学院 机械类、电气类、化工类、土木类 第二批试点单位 26 宁波工程学院 机械类、化工类、土木类 第一批试点单位 27 山东理工大学 机械类 第二批试点单位 28 汕头大学 机械类、电气类、土木类 第一批试点单位 29 上海第二工业大学 机械类、电气类 第二批试点单位 30 上海电机学院 机械类、电气类 第一批试点单位 31 上海应用技术学院 电气类 第二批试点单位 32 深圳大学 机械类、电气类、土木类 第一批试点单位 33 五邑大学 机械类、电气类 第一批试点单位 34 武汉理工大学 机械类 第二批试点单位 35 燕山大学 机械类、电气类 第一批试点单位 36 浙江大学城市学院 机械类、土木类 第一批试点单位 37 浙江工业大学 机械类 第一批试点单位 38 浙江万里学院 电气类 第二批试点单位 39 中国民航大学 电气类 第二批试点单位