CDIO工程教育模式與“卓越計(jì)劃”實(shí)施路徑比較研究

賈茜 汪木蘭 劉樹(shù)青

摘 要：CDIO工程教育模式和“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是近年來(lái)高等工程教育領(lǐng)域的重大改革與創(chuàng)新。文章以南京工程學(xué)院為例，比較分析了兩種模式在培養(yǎng)方案、課程體系設(shè)計(jì)、校企合作方式、考核與評(píng)價(jià)等方面的實(shí)施路徑。

關(guān)鍵詞：卓越計(jì)劃；CDIO工程教育；人才培養(yǎng)；校企合作

中圖分類(lèi)號(hào)：G640 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-4107（2016）10-0082-02

當(dāng)前我國(guó)進(jìn)入經(jīng)濟(jì)發(fā)展新常態(tài)，經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度由高速向中高速換擋，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級(jí)，發(fā)展動(dòng)能從要素驅(qū)動(dòng)、投資驅(qū)動(dòng)向創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向[1]。人才是創(chuàng)新的根本，創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)實(shí)質(zhì)上是人才驅(qū)動(dòng)。新時(shí)期，要繼續(xù)堅(jiān)持有中國(guó)特色的工業(yè)化道路，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強(qiáng)、適應(yīng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的高質(zhì)量工程技術(shù)人才成為必然選擇。然而，工程人才短缺和工程教育質(zhì)量問(wèn)題已成為制約我國(guó)工業(yè)發(fā)展的瓶頸之一。CDIO工程教育模式和“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”是近年來(lái)工程教育領(lǐng)域的重大改革與創(chuàng)新。南京工程學(xué)院作為全國(guó)首批CDIO工程教育試點(diǎn)學(xué)校和“卓越計(jì)劃”首批試點(diǎn)院校，在應(yīng)用型工程人才的培養(yǎng)方面進(jìn)行了不斷的探索和嘗試。

本文介紹了CDIO工程教育模式和“卓越計(jì)劃”的

教育理念與教育目標(biāo)。結(jié)合南京工程學(xué)院人才培養(yǎng)的實(shí)踐，從培養(yǎng)方案制定、課程體系設(shè)計(jì)、校企合作方式、考核與評(píng)價(jià)等多個(gè)方面，對(duì)兩種人才培養(yǎng)模式進(jìn)行了分析和比較。最后，通過(guò)借鑒CDIO工程教育模式，探索適應(yīng)我國(guó)發(fā)展需要的卓越工程師培養(yǎng)的途徑。

一、CDIO工程教育理念

從2000年起，美國(guó)麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)組成跨國(guó)研究組織，在Knut and Alice Wallenberg基金會(huì)的資助下，經(jīng)過(guò)四年的研究創(chuàng)立了CDIO工程教育理念并成立了CDIO國(guó)際合作組織[2]。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品或工程項(xiàng)目從研發(fā)到運(yùn)行的全生命周期為載體，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。

如果說(shuō)CDIO模式是國(guó)際工程人才教育改革的成果，那么“卓越計(jì)劃”就是我國(guó)高等工程教育改革的探索與嘗試。2010年，為了面向社會(huì)需求培養(yǎng)人才，調(diào)整人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量，教育部啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”。“卓越計(jì)劃”遵循“行業(yè)指導(dǎo)、校企合作、分類(lèi)實(shí)施、形式多樣”的原則，支持高校和企業(yè)通過(guò)校企合作途徑聯(lián)合培養(yǎng)人才，采取多種方式培養(yǎng)工程師后備人才[3]。

二、CDIO模式與“卓越計(jì)劃”實(shí)施路徑比較

無(wú)論是CDIO工程教育模式還是“卓越計(jì)劃”，要適應(yīng)我國(guó)工程教育的發(fā)展就需要進(jìn)行不斷的探索和實(shí)踐。下面以南京工程學(xué)院自動(dòng)化（系統(tǒng)集成）專(zhuān)業(yè)和機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（數(shù)控加工與維修）專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)為例，研究?jī)煞N模式在培養(yǎng)方案制定、課程體系設(shè)計(jì)、校企合作方式、考核與評(píng)價(jià)等方面的實(shí)施情況。其中，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)采用CDIO工程教育模式進(jìn)行人才培養(yǎng)，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)機(jī)械專(zhuān)業(yè)）開(kāi)展卓越工程師培養(yǎng)的試點(diǎn)。

（一）培養(yǎng)方案制定

培養(yǎng)方案是對(duì)人才培養(yǎng)提出的系統(tǒng)、完整的具體要求和措施，是人才培養(yǎng)實(shí)施過(guò)程的主要依據(jù)[4]。自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)主要面向工業(yè)生產(chǎn)一線，培養(yǎng)具有科學(xué)思維方法和工程實(shí)踐能力的控制工程領(lǐng)域系統(tǒng)集成技術(shù)應(yīng)用工程師。

機(jī)械專(zhuān)業(yè)旨在培養(yǎng)機(jī)械制造及其自動(dòng)化領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用型高級(jí)機(jī)械制造工程師。由于該專(zhuān)業(yè)是“卓越計(jì)劃”試點(diǎn)專(zhuān)業(yè)，因此采用3+1教育培養(yǎng)模式，即前三年在校內(nèi)培養(yǎng)，第四年在企業(yè)學(xué)習(xí)，并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。為確保充分發(fā)揮企業(yè)學(xué)習(xí)階段的作用，企業(yè)和學(xué)校聯(lián)合制定了具有企業(yè)特色且詳盡的企業(yè)培養(yǎng)方案，規(guī)范了該階段培養(yǎng)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容及計(jì)劃、指導(dǎo)人員、畢業(yè)設(shè)計(jì)的安排等內(nèi)容。

（二）課程體系設(shè)計(jì)

自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的理論課程體系由公共課、專(zhuān)業(yè)課、素

質(zhì)教育課三部分構(gòu)成，其中公共課又分為公共基礎(chǔ)課和工程技術(shù)基礎(chǔ)課，專(zhuān)業(yè)課分為專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)核心課和專(zhuān)業(yè)選修課。該專(zhuān)業(yè)注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，實(shí)踐教學(xué)占總學(xué)分的比例達(dá)到46%。此外，依托校企共建實(shí)驗(yàn)中心的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中充分體現(xiàn)CDIO教學(xué)理念，構(gòu)建以項(xiàng)目教學(xué)為主要特征的核心實(shí)踐教學(xué)體系，即“421項(xiàng)目教學(xué)”體系。通過(guò)4個(gè)三級(jí)項(xiàng)目，2個(gè)二級(jí)項(xiàng)目，1個(gè)一級(jí)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)和實(shí)踐能力。三級(jí)項(xiàng)目以單門(mén)課程為基礎(chǔ)，旨在加深學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解和應(yīng)用。二級(jí)項(xiàng)目是基于課程群的綜合性設(shè)計(jì)項(xiàng)目，能夠有效地將相關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。一級(jí)項(xiàng)目是對(duì)專(zhuān)業(yè)核心課程知識(shí)的總結(jié)與提煉。項(xiàng)目進(jìn)行中，學(xué)生經(jīng)歷完整的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行的全過(guò)程。通過(guò)“421項(xiàng)目教學(xué)”訓(xùn)練，學(xué)生能夠在認(rèn)識(shí)、操作、應(yīng)用、綜合創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面得到訓(xùn)練，形成逐層深入的實(shí)踐教學(xué)特色，學(xué)生得到了綜合工程能力的培養(yǎng)[5]。

根據(jù)卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)械專(zhuān)業(yè)課程體系分為：公共基礎(chǔ)模塊、機(jī)電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)模塊、順序控制系統(tǒng)模塊、機(jī)械設(shè)計(jì)制造基礎(chǔ)模塊、CAD/CAM模塊、數(shù)控機(jī)床綜合運(yùn)用模塊、綜合素質(zhì)拓展模塊、校企聯(lián)合培養(yǎng)模塊、綜合能力課外培養(yǎng)九個(gè)模塊。九個(gè)模塊涵蓋了“卓越計(jì)劃”對(duì)本專(zhuān)業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)能力和綜合素質(zhì)等方面的培養(yǎng)要求。此外，結(jié)合機(jī)械行業(yè)和合作企業(yè)發(fā)展需求，增加Solidworks工程制圖、機(jī)械制造工藝、三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)等內(nèi)容的講授和實(shí)踐。為了保障企業(yè)培養(yǎng)階段的順利進(jìn)行，增設(shè)了“企業(yè)實(shí)習(xí)預(yù)備專(zhuān)業(yè)知識(shí)概論”課程，幫助學(xué)生了解企業(yè)生產(chǎn)情況和文化背景，補(bǔ)充相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)。

（三）校企合作方式

高等工程教育要適應(yīng)科技和社會(huì)的發(fā)展，滿(mǎn)足行業(yè)和企業(yè)的人才要求，就需要積極引導(dǎo)企業(yè)參與高校的人才培養(yǎng)。本文中的兩個(gè)專(zhuān)業(yè)采用不同形式的校企合作方式，將企業(yè)引入學(xué)生的教育和培養(yǎng)過(guò)程。

自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)在對(duì)用人單位和畢業(yè)生調(diào)研的基礎(chǔ)上，聘請(qǐng)行業(yè)和企業(yè)專(zhuān)家聯(lián)合制定人才培養(yǎng)方案，設(shè)計(jì)課程體系和教學(xué)環(huán)節(jié)。該專(zhuān)業(yè)還與三菱電機(jī)、通用電氣、西門(mén)子、博士力士樂(lè)等公司合作，建成了23個(gè)形式多樣的工程實(shí)訓(xùn)中心，并與企業(yè)工程師共同編寫(xiě)適合工程教育的新教材。借助這些校企合作平臺(tái)，自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)開(kāi)展了項(xiàng)目教學(xué)訓(xùn)練和CDIO人才培養(yǎng)模式的探索。

機(jī)械專(zhuān)業(yè)根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)的特點(diǎn)，結(jié)合合作企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)際制定人才培養(yǎng)方案，增加企業(yè)亟須的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能培訓(xùn)，聘請(qǐng)企業(yè)專(zhuān)家給學(xué)生講課，幫助學(xué)生了解現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)情況，掌握企業(yè)實(shí)習(xí)所需的預(yù)備知識(shí)。合作企業(yè)通過(guò)對(duì)卓越班設(shè)立獎(jiǎng)學(xué)金等方式，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)，同時(shí)增加學(xué)生對(duì)企業(yè)的歸屬感。此外，企業(yè)和學(xué)校聯(lián)合制定了針對(duì)每位學(xué)生的個(gè)性化企業(yè)學(xué)習(xí)計(jì)劃表，開(kāi)展學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)選題、指導(dǎo)和答辯工作。

（四）考核與評(píng)價(jià)體系

CDIO教育模式和“卓越計(jì)劃”的實(shí)施過(guò)程是帶反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)過(guò)程[6]，其反饋通過(guò)考核與評(píng)價(jià)體系實(shí)現(xiàn)。理論課程的考核一般由出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、考試成績(jī)等構(gòu)成，實(shí)踐課程的考核則著重實(shí)際動(dòng)手能力和解決問(wèn)題能力的考察。

自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)一級(jí)項(xiàng)目的考核由五部分構(gòu)成，分別是構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行四個(gè)環(huán)節(jié)的成績(jī)以及答辯成績(jī)。前四個(gè)成績(jī)由各階段指導(dǎo)教師負(fù)責(zé)，考察和監(jiān)督學(xué)生在各環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況。答辯成績(jī)由企業(yè)專(zhuān)家、學(xué)校專(zhuān)家、院系領(lǐng)導(dǎo)組成的答辯組負(fù)責(zé)，對(duì)項(xiàng)目的完成情況和教師指導(dǎo)情況進(jìn)行總結(jié)和反饋。

卓越工程師企業(yè)培養(yǎng)階段采用雙導(dǎo)師制，由企業(yè)工程師和學(xué)校教師共同指導(dǎo)，因此考核過(guò)程也由雙方共同完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯過(guò)程由企業(yè)專(zhuān)家和學(xué)校專(zhuān)家組成答辯小組，結(jié)合學(xué)校標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)要求考查學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的完成情況。

三、結(jié)論

本文以自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)和機(jī)械專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)為例比較了CDIO工程教育模式和“卓越計(jì)劃”在人才培養(yǎng)方案、課程體系、校企合作、考核與評(píng)價(jià)四個(gè)方面的實(shí)施情況。通過(guò)比較和分析可以看出，CDIO工程教育模式的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)特色鮮明且卓有成效，工程教育環(huán)境對(duì)于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識(shí)、掌握多學(xué)科之間的聯(lián)系、培養(yǎng)工程意識(shí)和工程實(shí)踐能力有明顯作用。而“卓越計(jì)劃”實(shí)施過(guò)程中，行業(yè)企業(yè)參與程度相對(duì)更高，學(xué)生對(duì)行業(yè)和企業(yè)了解更深入，所掌握知識(shí)和技能更貼近工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，所培養(yǎng)的人才更具有針對(duì)性。

綜上所述，CDIO工程教育模式作為一種工程教育改革的工具，可以借鑒并應(yīng)用于卓越工程師人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)體系。結(jié)合CDIO“做中學(xué)”與“基于項(xiàng)目教學(xué)”的理念，可以將“卓越計(jì)劃”學(xué)校學(xué)習(xí)階段的實(shí)踐環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)成若干二級(jí)和三級(jí)項(xiàng)目，強(qiáng)化知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系。在企業(yè)學(xué)習(xí)階段的第一學(xué)期中增設(shè)1個(gè)一級(jí)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。卓越工程師培養(yǎng)中引入CDIO理念，能夠使學(xué)生直接面對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，在真實(shí)的工程環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，又避免了企業(yè)學(xué)習(xí)中知識(shí)系統(tǒng)性和完整性的缺失。總之，高等工程教育的發(fā)展和改革需要兼容并包，取長(zhǎng)補(bǔ)短，不斷地進(jìn)行探索和實(shí)踐。

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