融入CDIO人文情懷的機械工程專業創新人才培養模式研究

侯勁汝 趙利軍 劉曉婷 劉軍 王雪蓮

[摘 要] 文章以新工科建設與實踐為研究基礎，立足于卓越工程師培養計劃2.0的升級改革探索與實施，融入CDIO人文精神熏陶，探索建立符合長安大學機械工程專業發展的、以培養德才兼備高級工程專業人才為目標的高等工程教育新模式。通過探索新工科自主發展自我激勵機制、打造工程教育開放融合新生態，增強長安大學機械工程專業工程教育國際競爭力。

[關鍵詞] 新工科;CDIO;工程教育

[基金項目] 2019年度陜西省高等教育教學改革研究項目（重點項目）“基于信息技術與思維導圖理論的混合式教學模式構建研究與實踐”（19JZ001）;2019年度長安大學高等教育教學改革研究項目“融入CDIO人文情懷的機械工程專業創新人才培養模式改革與實踐”（3001103302505）

[作者簡介] 侯勁汝（1982—），女，新疆石河子人，博士，副主任，講師（通信作者），研究方向為工程機械作業質量控制;趙利軍（1976—），男，河北宣化人，博士，副教授，研究方向為攪拌理論及設備;劉曉婷（1962—），女，陜西西安人，博士，教授，研究方向為管理信息系統。

[中圖分類號] G642.3 ? ?[文獻標識碼] A ? ?[文章編號] 1674-9324（2020）39-0331-03 ? ?[收稿日期] 2019-12-19

一、引言

長安大學工程機械學院機械工程專業自2011年起啟動了“卓越工程師教育培養計劃”，8年來卓越計劃已培養造就了一大批具有一定創新能力、適合經濟社會發展需要的優秀工科畢業生;培養了一批具有工程實踐能力的專業教師。構建工科專業新結構、更新工程人才知識體系、創新工程教育方式與手段、探索新工科自主發展自我激勵機制、打造工程教育開放融合新生態，增強了我院工程教育國際競爭力。

二、融入CDIO人文情懷的創新人才培養模式

我國高等工科教育實踐中還存在不少問題，突出表現在重理論輕實踐、強調個人學術能力而忽視團隊協作精神、重視知識學習而輕視開拓創新的培養等問題。為此我學院在卓越工程師教育培養計劃2.0項目的實施中融入了近年來國際工程教育改革的最新成果CDIO工程教育模式。CDIO代表構思、設計、實現和運作，它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。它將工程師必須具備的工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和整個CDIO全過程能力以逐級細化的方式表達出來，更加突出了人在工程實踐中的重要地位，使工程教育改革具有更加明確的方向性和系統性，對學生和教師都具有重要指導意義。

1.創新人才培養模式。近年來，在對長安大學工程機械學院工程教育各利益相關者集團進行深入調研的基礎上，對現有人才培養模式進行改革，制定出機械工程專業集知識能力素質為一體的、詳細的、具體的、可操作的“面向產出”目標集合，即面向未來發展的創新人才培養模式。該培養模式包括4個方面的內容：①技術知識和推理;②個人能力、職業能力和態度（職業道德）;③人際交往能力：團工作和交流;④在企業和社會環境下構思、設計、實施、運行系統（CDIO）。這4個方面形成教學大綱的第一層內容。再將第一層內容進行細化和分解，例如：技術知識和推理就可以被細化和分解為基礎科學知識、核心工程基礎知識、專業工程基礎知識三部分，依此類推，繼續細化和分解，直至教師認為教學大綱中的知識、能力和素質能夠在具體的課程和教學中實現并能夠被測量和評估。最終制定出機械工程專業集知識、能力和素質為一體的創新型培養模式大綱。

2.課程體系構建。為了達到拔尖創新人才培養標準中對工科畢業生“面向產出”的期待，必須設計和編制適當的一體化課程體系去實現。我院機械工程專業結合自身學校和專業特色，擬提出以三級團隊設計項目為載體的一化課程體系如圖2示，一級項目為包含本專業主要核心課程和能力要求的項目;二級項目為包含一組相關核心課程、能力要求的項目;三級項目是為單門課程而設的項目，旨在增強理解和培養相關能力，三級項目的設立與否及采用何種形式由各門課程大綱根據需要確定。通過以團隊項目為骨架的設計，可以將學生的基礎知識學習和綜合能力訓練、扎實的課程學習和廣泛的探索興趣結合起來，將知識學習和個人能力培養、團隊合作精神以及大系統掌控能力等有機地結合起來。

三、工程教育范式的融合創新

工程教育范式發展的歷程是：技術范式→科學范式→工程范式。工程范式的概念于20世紀90年代提出，20多年過去了，在面向新工業革命的今天，工程教育范式是否應當改變？為了適應國家建設對人才需求的發展變化，長安大學機械工程專業提出將CDIO人文精神熏陶融入人才培養模式、教學內容及方式方法等方面的改革，建立以培養德才兼備高級工程專業人才為目標的高等工程教育新模式。

1.將技術知識、個人能力、職業能力和態度（職業道德）、人際交往能力、團隊協作和交流、在企業和社會環境下構思、設計、實施、運行系統等融入教學大綱，并逐層細化，直至教學大綱中的知識、能力和素質能夠在具體的課程和教學中實現并能夠被測量和評估。從課程設計、實踐環節、考核評價方式多方面進行改進，以實現新型工程人才培養的要求。

2.基于“互聯網+”教學互動、學用結合的教學方式方法研究，構建集“課堂教學、討論互動、動手實驗、項目研究、課程設計”五位于一體并且有機融合的課程教學體系，實現多方位培養學生的綜合能力和素質。在基于項目或問題的學習方面將進行有益的探索與實踐，強調以“工程的方法”培養學生。

3.基于ISO的教學過程管理質量保證體系，明確教學過程中的質量監控重點，設置合理的、可測量的長期及短期管理目標，堅持短期與長期結合，多維度評估專業目標和學習效果、課程計劃、學習環境、教學、教師發展和學習考核等方面，以促進專業的持續改進。

四、推廣價值

悄然來襲的新工業革命正在影響和改變工程項目的組織、管理與實施，“大數據、云計算、物聯網、人工智能”等更是對我們的生活和所處的社會產生千絲萬縷的影響和深刻的變革，新工業革命、以及“創新驅動發展”和“一帶一路”等國家戰略對我們培養的工程人才的知識體系、理論水平、多方面能力和綜合素質提出了新的更高的要求;“工業4.0”“工業互聯網”“中國制造2025”等三種新工業模型重新定義的工程對工程教育范式的變革提出了非常直接的需求，對更加多元的人才培養模式、多樣化的教學模式，以及新的專業評估和認證制度的需求比以往任何時候都更加的迫切。作為具有鮮明行業特色的高水平高校，我們學校學科相近且集中，與行業緊密聯系，發展水平較高，通過進一步地建設、整合，完全具有沖擊世界一流學科甚至于一流大學和的實力。

長安大學機械工程專業卓越計劃2.0教育改革的總體思路借鑒現代質量管理的基本思想：P-D-C-A，即設立目標—實施目標—反饋—持續改進。依據改革的基本思想，融入CDIO人文精神的特色，總體研究思路如圖3所示。

全面推進以明確專業培養目標、制定專業培養標準（知識、能力與素質大綱）、構建一體化課程計劃、實施教授與學習方法以及建立保障與持續反饋改進體系等工作為核心的一體化改革的全過程，并以一屆四年從入學到畢業為周期，持續改進與提高。“融入CDIO人文情懷的機械工程專業創新人才培養模式改革與實踐”項目具有較強的系統性、科學性、指導性和可操作性。在明確改革升級后的專業人才培養目標的前提下，探索新的卓越工程教育范式、升級工程教育知識體系、優化課程結構，引進先進豐富的教學模式，完善教學效果閉環控制系統，建立有利于德才兼備創新型人才成長的培養模式。對其它專業和高校進行培養模式改革與實踐、提升本科教學水平具有重大的參考價值。

五、總結

機械工程專業作為長安大學歷史悠久、特色鮮明、實力雄厚的優勢專業，必須堅持學科建設的一流標準，堅持立德樹人的根本任務，堅持頂天立地的學術品位，堅持精益求精的制度建設，集中資源、率先突破，通過三至四年左右時間轉型、改造和升級，使專業特色更加突出，優勢更加明顯。在人才培養模式、師資隊伍建設、實踐教育基地、科研發展路線研究等方面形成一套可供示范的體系，并取得實用經驗，有效地促進機械工程專業在應對世界范圍內新一輪的科技革命和產業變革以及席卷全球的新經濟的蓬勃發展對工程教育的改革要求。

參考文獻

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