CDIO工程教育模式與“卓越計劃”實施路徑比較研究

賈茜 汪木蘭 劉樹青

摘 要：CDIO工程教育模式和“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是近年來高等工程教育領(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、校企合作方式、考核與評價等方面的實施路徑。

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

中圖分類號：G640 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-4107（2016）10-0082-02

當(dāng)前我國進入經(jīng)濟發(fā)展新常態(tài)，經(jīng)濟增長速度由高速向中高速換擋，經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化升級，發(fā)展動能從要素驅(qū)動、投資驅(qū)動向創(chuàng)新驅(qū)動轉(zhuǎn)向[1]。人才是創(chuàng)新的根本，創(chuàng)新驅(qū)動實質(zhì)上是人才驅(qū)動。新時期，要繼續(xù)堅持有中國特色的工業(yè)化道路，培養(yǎng)造就一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)經(jīng)濟社會發(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)量問題已成為制約我國工業(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)計劃”是近年來工程教育領(lǐng)域的重大改革與創(chuàng)新。南京工程學(xué)院作為全國首批CDIO工程教育試點學(xué)校和“卓越計劃”首批試點院校，在應(yīng)用型工程人才的培養(yǎng)方面進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)的實踐，從培養(yǎng)方案制定、課程體系設(shè)計、校企合作方式、考核與評價等多個方面，對兩種人才培養(yǎng)模式進行了分析和比較。最后，通過借鑒CDIO工程教育模式，探索適應(yīng)我國發(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，美國麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)組成跨國研究組織，在Knut and Alice Wallenberg基金會的資助下，經(jīng)過四年的研究創(chuàng)立了CDIO工程教育理念并成立了CDIO國際合作組織[2]。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品或工程項目從研發(fā)到運行的全生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。

如果說CDIO模式是國際工程人才教育改革的成果，那么“卓越計劃”就是我國高等工程教育改革的探索與嘗試。2010年，為了面向社會需求培養(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，教育部啟動了“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”。“卓越計劃”遵循“行業(yè)指導(dǎo)、校企合作、分類實施、形式多樣”的原則，支持高校和企業(yè)通過校企合作途徑聯(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“卓越計劃”實施路徑比較

無論是CDIO工程教育模式還是“卓越計劃”，要適應(yīng)我國工程教育的發(fā)展就需要進行不斷的探索和實踐。下面以南京工程學(xué)院自動化（系統(tǒng)集成）專業(yè)和機械設(shè)計制造及其自動化（數(shù)控加工與維修）專業(yè)人才培養(yǎng)為例，研究兩種模式在培養(yǎng)方案制定、課程體系設(shè)計、校企合作方式、考核與評價等方面的實施情況。其中，自動化專業(yè)采用CDIO工程教育模式進行人才培養(yǎng)，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)（以下簡稱機械專業(yè)）開展卓越工程師培養(yǎng)的試點。

（一）培養(yǎng)方案制定

培養(yǎng)方案是對人才培養(yǎng)提出的系統(tǒng)、完整的具體要求和措施，是人才培養(yǎng)實施過程的主要依據(jù)[4]。自動化專業(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。

機械專業(yè)旨在培養(yǎng)機械制造及其自動化領(lǐng)域的現(xiàn)場應(yīng)用型高級機械制造工程師。由于該專業(yè)是“卓越計劃”試點專業(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。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)容及計劃、指導(dǎo)人員、畢業(yè)設(shè)計的安排等內(nèi)容。

（二）課程體系設(shè)計

自動化專業(yè)的理論課程體系由公共課、專業(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，專業(yè)課分為專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)核心課和專業(yè)選修課。該專業(yè)注重學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，實踐教學(xué)占總學(xué)分的比例達到46%。此外，依托校企共建實驗中心的優(yōu)勢，在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中充分體現(xiàn)CDIO教學(xué)理念，構(gòu)建以項目教學(xué)為主要特征的核心實踐教學(xué)體系，即“421項目教學(xué)”體系。通過4個三級項目，2個二級項目，1個一級項目，培養(yǎng)學(xué)生的工程意識和實踐能力。三級項目以單門課程為基礎(chǔ)，旨在加深學(xué)生對課程內(nèi)容的理解和應(yīng)用。二級項目是基于課程群的綜合性設(shè)計項目，能夠有效地將相關(guān)聯(lián)的知識點有機地結(jié)合起來。一級項目是對專業(yè)核心課程知識的總結(jié)與提煉。項目進行中，學(xué)生經(jīng)歷完整的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運行的全過程。通過“421項目教學(xué)”訓(xùn)練，學(xué)生能夠在認(rèn)識、操作、應(yīng)用、綜合創(chuàng)新設(shè)計方面得到訓(xùn)練，形成逐層深入的實踐教學(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)，機械專業(yè)課程體系分為：公共基礎(chǔ)模塊、機電系統(tǒng)控制基礎(chǔ)模塊、順序控制系統(tǒng)模塊、機械設(shè)計制造基礎(chǔ)模塊、CAD/CAM模塊、數(shù)控機床綜合運用模塊、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)九個模塊。九個模塊涵蓋了“卓越計劃”對本專業(yè)學(xué)生基礎(chǔ)知識、專業(yè)能力和綜合素質(zhì)等方面的培養(yǎng)要求。此外，結(jié)合機械行業(yè)和合作企業(yè)發(fā)展需求，增加Solidworks工程制圖、機械制造工藝、三坐標(biāo)測量技術(shù)等內(nèi)容的講授和實踐。為了保障企業(yè)培養(yǎng)階段的順利進行，增設(shè)了“企業(yè)實習(xí)預(yù)備專業(yè)知識概論”課程，幫助學(xué)生了解企業(yè)生產(chǎn)情況和文化背景，補充相關(guān)專業(yè)知識。

（三）校企合作方式

高等工程教育要適應(yīng)科技和社會的發(fā)展，滿足行業(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)。本文中的兩個專業(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)過程。

自動化專業(yè)在對用人單位和畢業(yè)生調(diào)研的基礎(chǔ)上，聘請行業(yè)和企業(yè)專家聯(lián)合制定人才培養(yǎng)方案，設(shè)計課程體系和教學(xué)環(huán)節(jié)。該專業(yè)還與三菱電機、通用電氣、西門子、博士力士樂等公司合作，建成了23個形式多樣的工程實訓(xùn)中心，并與企業(yè)工程師共同編寫適合工程教育的新教材。借助這些校企合作平臺，自動化專業(yè)開展了項目教學(xué)訓(xùn)練和CDIO人才培養(yǎng)模式的探索。

機械專業(yè)根據(jù)卓越工程師培養(yǎng)的特點，結(jié)合合作企業(yè)的生產(chǎn)實際制定人才培養(yǎng)方案，增加企業(yè)亟須的專業(yè)知識和技能培訓(xùn)，聘請企業(yè)專家給學(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)實習(xí)所需的預(yù)備知識。合作企業(yè)通過對卓越班設(shè)立獎學(xué)金等方式，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)和成長，同時增加學(xué)生對企業(yè)的歸屬感。此外，企業(yè)和學(xué)校聯(lián)合制定了針對每位學(xué)生的個性化企業(yè)學(xué)習(xí)計劃表，開展學(xué)生畢業(yè)設(shè)計選題、指導(dǎo)和答辯工作。

（四）考核與評價體系

CDIO教育模式和“卓越計劃”的實施過程是帶反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)的動態(tài)調(diào)節(jié)過程[6]，其反饋通過考核與評價體系實現(xiàn)。理論課程的考核一般由出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、考試成績等構(gòu)成，實踐課程的考核則著重實際動手能力和解決問題能力的考察。

自動化專業(yè)一級項目的考核由五部分構(gòu)成，分別是構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運行四個環(huán)節(jié)的成績以及答辯成績。前四個成績由各階段指導(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。答辯成績由企業(yè)專家、學(xué)校專家、院系領(lǐng)導(dǎo)組成的答辯組負(fù)責(zé)，對項目的完成情況和教師指導(dǎo)情況進行總結(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)，因此考核過程也由雙方共同完成。畢業(yè)設(shè)計答辯過程由企業(yè)專家和學(xué)校專家組成答辯小組，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)計的完成情況。

三、結(jié)論

本文以自動化專業(yè)和機械專業(yè)人才培養(yǎng)為例比較了CDIO工程教育模式和“卓越計劃”在人才培養(yǎng)方案、課程體系、校企合作、考核與評價四個方面的實施情況。通過比較和分析可以看出，CDIO工程教育模式的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)特色鮮明且卓有成效，工程教育環(huán)境對于學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識、掌握多學(xué)科之間的聯(lián)系、培養(yǎng)工程意識和工程實踐能力有明顯作用。而“卓越計劃”實施過程中，行業(yè)企業(yè)參與程度相對更高，學(xué)生對行業(yè)和企業(yè)了解更深入，所掌握知識和技能更貼近工業(yè)現(xiàn)場，所培養(yǎng)的人才更具有針對性。

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)的實踐教學(xué)體系。結(jié)合CDIO“做中學(xué)”與“基于項目教學(xué)”的理念，可以將“卓越計劃”學(xué)校學(xué)習(xí)階段的實踐環(huán)節(jié)設(shè)計成若干二級和三級項目，強化知識點之間的聯(lián)系。在企業(yè)學(xué)習(xí)階段的第一學(xué)期中增設(shè)1個一級項目，培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐能力和創(chuàng)新能力。卓越工程師培養(yǎng)中引入CDIO理念，能夠使學(xué)生直接面對工業(yè)現(xiàn)場，在真實的工程環(huán)境中進行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，又避免了企業(yè)學(xué)習(xí)中知識系統(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，取長補短，不斷地進行探索和實踐。

參考文獻：

[1]吳帥.經(jīng)濟新常態(tài)下的人才工作新思路[N].中國組織人

事報，2015-06-01.

[2]顧佩華，包能勝，康全禮等.CDIO在中國：上[J].高等工

程教育，2012，（3）.

[3]林健.“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”專業(yè)培養(yǎng)方案研究

[J].清華大學(xué)教育研究，2011，（2）.

[4]林健.高校“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”實施進展評價

（2010—2012）：上[J].高等工程教育研究，2013，（4）.

[5]郁漢琪，解乃軍，吳京秋等.項目教學(xué)訓(xùn)練體系構(gòu)建下的

工程教育培養(yǎng)模式探索與實踐[J].南京工程學(xué)院學(xué)報：

社會科學(xué)版，2015，（3）.

[6]劉建東，戴波，紀(jì)文剛.“卓越計劃”的宏觀模型及評價體

系構(gòu)建[J].高等工程教育研究，2012，（5）.