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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。

截止2017年4月,共有104所高校自愿加入“CDIO工程教育联盟”。

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 Educa 2tion) 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。截至2013年,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包括了三个核心文件:1个愿景、1个大纲和12条标准。它的愿景为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行(CDIO)过程的背景环境基础上的工程教育。它的大纲首次将工程师必须具备的工程基础知识、个人能力、人际团队能力和整个CDIO全过程能力以逐级细化的方式表达出来(3级、70条、400多款),使工程教育改革具有更加明确的方向性、系统性。它的12条标准对整个模式的实施和检验进行了系统的、全面的指引,使得工程教育改革具体化、可操作、可测量,并对学生和教师都具有重要指导意义。CDIO体现了系统性、科学性和先进性的统一,代表了当代工程教育的发展趋势。

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

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?

能力大纲一览表

启思蒙政府理工学院

悉尼大学

昆士兰理工大学

根特大学

T组-鲁汶国际大学

蒙特利尔综合理工大学

皇后大学

卡尔加里大学

马尼托巴大学

雪尔顿学院

智利天主教大学

智利大学

圣地亚哥大学

北京交通大学

成都信息工程大学

清华大学

汕头大学

燕山大学

安徽建筑大学

哥伦比亚国立大学

泽维尔主教大学

ICESI大学

奥尔堡大学

奥胡斯大学

丹麦科技大学

赫尔辛基大都会应用科学大学

凯米-托尔尼奥应用科学大学

拉赫蒂应用科学大学

北萨沃理工学院

塞纳霍奇应用科学大学

图尔库应用科学大学

布列塔尼国立高等电信学校

维斯马应用技术大学

亚琛工业大学

中美洲技术大学

雷克雅未克大学

亚非卡特拉维夫学术工程学院

夏穆恩工程学院

米兰理工大学

金泽工业大学

金泽技术学院

泰莱大学

代尔夫特理工大学

奥克兰大学

格但斯克工业大学

波尔图高级工程研究学院

阿斯特拉罕国立大学

莫斯科国立鲍曼技术大学

切列波韦茨国立大学

顿国立技术大学

喀山联邦大学

莫斯科航空学院

莫斯科物理和技术学院

国立核研究大学

圣彼得堡国立理工大学

圣彼得堡国立航天大学

西伯利亚联邦大学

斯科尔科沃科技学院

托木斯克理工大学

托木斯克国立控制系统和无线电电子大学

乌拉尔联邦大学

南洋理工大学

新加坡理工大学

比勒陀利亚大学

加泰罗尼亚理工大学

查尔姆斯理工大学

延世平工程学校

林雪平大学

瑞典皇家理工学院

于默奥理工学院

阿斯顿大学

兰卡斯特大学

布里斯托大学

利兹大学

利物浦大学

斯特拉斯克莱德大学

贝尔法斯特女王大学

亚利桑那州立大学

加利福尼亚州立大学北岭分校

丹尼尔韦伯斯特学院

杜克大学

安柏瑞德航空大学

麻省理工学院

美国海军研究生院

宾夕法尼亚州立大学

斯坦福大学

美国海军学院

科罗拉多大学

密歇根大学

圣母大学

中佛罗里达大学

胡志明市国家大学

延坦大学

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。”
  CDIO工程教育模式是国际工程教育改革的最新成果,其创始人Edward Crawley由于该模式荣获美国工程院2010年“戈登奖”,该奖项被誉为“工程界的诺贝尔奖”。
  从2005 年起,汕头大学工学院在执行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,并取得明显的效果。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,汕头大学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。
  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。
  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开展了各种形式的交流、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。汕头大学执行校长顾佩华教授担任组长,秘书处办公室设在汕头大学。课题组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18所CDIO试点高校名单,并成立了CDIO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,成都信息工程大学任副组长单位,燕山大学、成都信息工程大学、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。2010年4月,第二批21所CDIO试点高校产生,全国共计有39所高校在开展CDIO试点工作,这种规模还在继续扩大。

自2009年起,试点工作组每年举行两次全国性的CDIO试点工作会议,对CDIO试点工作进行交流、研讨和总结,并举办相关的CDIO培训班,为全国高校实施CDIO培养骨干人才。
  自2011年起,试点工作组以年会和培训班的形式对CDIO研究与实践工作进行交流、研讨和总结。2011年年会参会代表达到360人。

2016年1月8日-9日, “全国CDIO工程教育联盟”成立大会在广东汕头开幕,会议由汕头大学主办,在“教育部CDIO工程教育改革试点工作组”的基础上成立“全国CDIO工程教育联盟”。来自包括“985”、“211”等130多所高校的500余名专家学者和教师代表参加了会议。华中科技大学李培根院士、教育部高教司理工处副处长侯永峰、汕头大学执行校长以及重庆大学、浙江大学等有关领导专家分别在会上作专题报告,探讨新形势下如何开展CDIO,推进创业创新教育、工程认证和卓越计划实施等。之后会议分两个分会场研讨CDIO与工程认证和卓越计划、基于OBE-CDIO的一体化教学体系构建与实施培训。

2017年4月27日至28日,2017CDIO工程教育联盟会议在浙江大学城市学院召开。本次会议由CDIO工程教育联盟、中国高等教育学会工程教育专业委员会、全国地方高校卓越工程教育校企联盟主办,浙江大学城市学院承办。来自全国“985”、“211”等100余所高校和单位的600余名专家学者和代表参加会议。

本次大会围绕“建设新工科背景下的CDIO工程教育改革与发展”主题,深入探讨新形势下如何创新发展CDIO工程教育,推进创业创新教育、工程认证和新工科实施。会议汇聚各方力量、经验与智慧,必将进一步明确当前工程教育改革的思路和重点,凝聚优势资源、加快合作互补,创新人才培养模式,提高工程教育质量,为满足国家战略发展需要提供强大的新兴工程科技人才支撑。

组 长:
  
顾佩华 汕头大学
  副组长:
  
王 乘 华中科技大学
  查建中 北京交通大学(联合国教科文组织产学合作教席主持人)
  王沛民 浙江大学
  成 员:
  王永生 北京交通大学
  卢 苇 北京交通大学(教育部示范性软件学院建设工作办公室)
  顾学雍 清华大学
  余建新 天津大学
  孔祥东 燕山大学
  郑家茂 东南大学
  陈小虎 南京工程学院
  印 杰 上海交通大学
  涂善东 华南理工大学
  陈启元 中南大学
  邱学青 华南理工大学
  朱 宏 电子科技大学
  单 强 苏州工业园区职业技术学院
  史中健 青岛职业技术学院
  姜嘉乐 高等工程教育研究编辑部
  许 芳 TCL集团股份有限公司
  王 宁 北京福田康明斯发动机有限公司
  包益平 英特尔中国软件中心
  黎化民 IBM全球服务(中国)有限公司
  秘 书:
  沈民奋 汕头大学
  庄哲民 汕头大学
  何永汕 联合国教科文组织产学合作教席主持人助理

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


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