篇1
1.2整体设置教学内容，加强教师之间的协作
课程之间内容重复影响学生学习的效率和积极性，CDIO工程教育注重整个专业的系统改革。CDIO的标准3:集成化课程设置，强调突出课程之间的关联性，围绕专业目标进行系统设计，从而避免不必要的重复，使关联的课程共同支持专业目标，使学生掌握各门课程知识之间的联系，并用于解决综合的问题。不同性质高校制药工程专业课程设置侧重点不同，培养从事药品制造，新工艺、新设备、新品种的开发、放大和设计人才为目标时相同的。所以制药工程原理不能独立，需要教师之间的协作，在制定培养方案时整体考虑设置本专业课程及课程内容、课时。对于制药工程不同专业方向(化学制药、生物制药、中药制药)的侧重点不同，但基本包括制药反应工程、制药分离工程和制剂工程技术，在理论教学中采取宽口径的方式，通过项目实践来体现侧重点的不同。制药工程原理与设备包括制药反应(发酵、提取工程)、制药分离、制剂三部分，制药分离包含制药过程涉及的典型单元操作，贯穿其中的流体流动、传质、传热是固体制剂单元操作如粉碎、混合、制粒、压片等的理论基础。负责不同课程的教师应相互协作，探讨，整体考虑各部分的内容，明晰知识之间的衔接与延伸，避免内容重复，在缺乏合适的教材情况下宜结合教材《化工原理》、《制药分离工程》、《制药化工原理》和《药物制剂及设备》等合理安排内容及课时。
2知识与能力的关联
CDIO工程教育标准1强调理论与实践、知识与能力的结合。CDIO工程教育要求获得专业知识的同时培养个人自身的能力、团队协作能力。知识必须与工程项目挂钩，制药工程原理的基本理论必须和实际制药过程结合起来。知识与能力的关联要求项目具有实践性，考核方式多样性。
2.1项目的选择
传统的化工原理课程设计主要是针对精馏和换热器的设计，毕业设计题目相似程度高，缺乏创新性。制药工程原理作为二级项目，项目的选择要以教学内容与企业实际为依据，适合制药工程专业特点。项目来源可以是企业合作项目，教师科研项目，学生参加的创新、竞赛项目，如制药工程设计大赛，创新创业等。学生主动提出或参与的项目更能激发学生的积极性和创造性。有助于实现让学生以主动的、实践的的方式学习工程。项目采取嵌套法，大项目包含小项目，二级项目和三级项目具有延续性。有助于实现让学生以课程之间有机联系的方式学习工程。大小项目体现不同要求，包括关键设备的设计，其他设备的选型。
2.2以提高能力为目标的评价
CDIO强调的不是内容而是能力，CDIO能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程，如何确保能力评价过程的合理性和有效性?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。这四个层面的能力不是相互独立的。工程基础知识重在应用，体现在构思、设计、实现和运作每个过程，工程系统能力作为一种工程素养贯穿于构思、设计、实现和运作整个过程，个人能力和人际团队能力体现在个人和团队的表达和表现，包括完成项目的材料(包括设计说明书、图纸和产品等)呈现和口头、肢体表达。合理而有效的评价方式应是综合的、多样性的、有针对性的。评价应该贯穿项目的全过程，而不是最终的答辩。具体考核中包含的环节有阶段性的汇报，小组间互评，改进后专家审核，申请答辩。答辩环节包含团队展示，整体展示和负责项目中不同内容部分的个人展示，指导老师提问，旁观的学生提问，项目组学生向答辩专家提出自己在完成项目过程中的问题。一个宽松的环境有利于学生表达自己的思想和意见，实现提高能力的目标，而不是任务式的完成项目。
3师生关联，环境关联，加强教师的CDIO能力
改变项目组织形式，重视团队建设，一般的课程设计按学号分组，或学生自由组合，一个好的团队要使团队中每个成员发挥个性特长，使团队最优化。改变原来课程设计一成不变教师出题的套路，有利于教学相长，增强教师CDIO能力。高校青年教师普遍存在工程经验缺乏的问题，因此参与企业项目，邀请企业工程师参与指导有利于提高师生的工程素养。宣传CDIO工程教育模式，使作为主体的学生了解CDIO教育理念，通过明确学生学习目标营造学习环境。同时提供教学实践环境，即方便实施项目的教师和学生们查阅资料，讨论，制作等的场所和方便使用设备的的机制。
篇2
从大纲的整个脉络可以看出，大纲的要求是逐级提升的，从知识基础到实践操作，从单纯知识构架到综合运用各项技能。到目前为止，已有几十所世界著名大学加入CDIO团体，他们采用CDIO教育理念，遵循教学大纲改革教学模式，取得了良好的效果，用这种模式培养出来的工程毕业生也普遍受到了企业的欢迎。
CDIO教育理念及其本土化模式
CDIO工程教育理念对于我国高等工科教育有非常重要的借鉴意义。中国工程教育模式更偏重于理论，这与西方教育理念中强调团队合作、通过实训解决问题的教育模式差别较大。2005年，汕头大学率先将CDIO理念引入其工学院教学中。2007年，中国高等工程教育改革论坛和CDIO国际合作组织会议召开。2008年5月，“中国CDIO工程教育模式研讨会”在汕头大学召开。中国各高校也在努力结合自身特点将CDIO本土化，其中取得较为突出成果的是汕头大学提出的EIP-CDIO教育理念以及大连东软信息学院提出的TOPCARES-CDIO教育理念。
（1）EIP-CDIO。2005年，汕头大学引进了CDIO工程教育理念，在结合中国工程教育现状后提出了具有本土化特色的EIP-CDIO培养模式。EIP指Ethics（职业道德）、Integrity（诚信）、Professionalism（职业素质），强调要培养学生的人文素养、道德情操，将做事和做人结合起来，使培养出来的工程师具有良好的职业道德、个人品德和社会责任感。下图是EIP-CDIO的培养框架。EIP-CDIO将工程职业道德课程作为必修课，在专业培养上以实践性和探索性的项目设计为载体，以系统观念为指导，集成多种教学因素，以期培养工程类学生的个人能力、团队能力和系统调控能力。该教育模式的目标是使学生具有较强的项目开发能力、创新能力、团队和领导能力、沟通能力和语言表达能力。
（2）TOPCARES-CDIO。在将CDIO引入中国工程教育改革的过程中，另一个比较突出的本土化模式应当是大连东软信息学院提出的TOPCARES-CDIO工程教育理念。该校将CDIO能力培养大纲进行了中国化、校本化的创新，构建了东软特色的TOPCARES-CDIO“能力”指标体系，即T（TechnicalKnowledgeandReasoning）技术知识与推理能力、O（OpenMindedandInnovation）开放式思维与创新、P(PersonalandProfessionalSkills)个人职业能力、C（CommunicationandTeamwork）沟通表达与团队工作、A（AttitudeandManner）态度与习惯、R（Responsibility）责任感、E（EthicalValues）价值观、S（SocialValueCreatedbyApplicationPractice）应用创造社会价值。该教育理念在CDIO的基础上强调以市场人才需求为导向改革培养模式。这就要求改变以往需要培养什么能力就增加什么课程的模式，采取大学四年所有课程统一贯穿CDIO教学模式的方式，每门课程都以具体的实践项目为核心，让学生在项目实践的一体化教育模式中掌握TOPCARES的核心能力。
CDIO视域下的人文素质培养
CDIO是工程教育理念，但其中有很多与人文学科相结合的领域，这也是其教育理念的先进之处。现代社会的任何工程问题已经不再是某个纯粹独立的学科或领域的问题，需要多个学科和岗位的结合才能保障产品研究和开发成功。而培养工程人才也不再是简单的传授专业技术的过程，而是实践能力和人文素质的培养。这一点在从CDIO到EIP-CDIO再到TOPCARES-CDIO的过程中得到了很好的体现。
1.CDIO与人文素养培养
CDIO大纲处处体现了工程教育中人文素质培养的重要性。如大纲2.3部分强调思维的重要性，注重整体缜密的思维养成，注重批判性思维和创造性思维的养成，这些都离不开哲学思辨能力的培养。大纲2.4个人技能与态度部分中强调责任感，职业道德、个人品德都属于这一范畴。大纲第三部分人际能力中，包括团队协作、沟通和外语运用能力。根据CDIO大纲的描述，合格的工科毕业生应当具备组织和形成高效的团队，并保证团队合理运作、成长和进步的能力。这要求基础学科应向培养学生的领导能力倾斜，而不是让学生一味被动地接受知识。另外，这部分大纲要求培养学生的沟通能力，包括培养学生书面、电子、图形和口头沟通能力和运用外语进行沟通的能力，这要求文史类和外语类教师不再是单纯输入知识的角色，而是要结合工程实践将知识的运用放在第一位。大纲4.2中企业与商业环境部分强调企业文化，一个产品从设计到运行的整个过程应当处处蕴含企业的文化精神，而作为负责整个产品生命周期的工程师，对企业文化就更应当重视。
2.EIP-CDIO本土化过程中的人文素养观
EIP-CDIO教育理念在CDIO的基础上更加强调了职业道德的重要性，E代表道德，I代表诚信。从EIP-CDIO教育理念的培养框架中可看到，职业道德、精神和责任感是培养符合国际化标准的工程师的首要条件，其地位位于工程理论知识和个人能力之上。而包含道德、诚信、奉献、人格等方面的职业道德又位于整个框架的核心位置，工程技术知识和职业技能分布在两边。这说明只有将职业道德教育这根顶梁柱树起来，才谈得上树立起一个符合国际化标准的工程师形象。要实现这一点，院校可通过设置人文基础、选修和专业三个层次的课程，分梯度培养工程专业学生的人文素养。另外，对于社会和艺术类学科，可通过通识选修的方式扩大学生的视野，陶冶情操。EIP-CDIO强调只有将专业能力和职业道德培养有机结合，才能培养适应市场需求的、更有发展前景的高级工程专业人才。
3.TOPCARES-CDIO本土化过程中的人文素养观
在TOPCARES-CDIO教育理念中，人文素养的培养得到了更多强调。该教育理念强调培养工程科学生的能力，其中有六大能力是与人文素质教育密不可分的，包括开放式思维与创新、沟通表达与团队工作、态度与习惯、责任感、价值观和应用创造社会价值。这要求人文素养教育与专业技能教育紧密结合，并贯穿工程教育的全过程。而人文教育中也要凸显CDIO模式，实现在“做中学”，通过增加实践活动将知识内化，进而转化成一种优秀的习惯和态度。
篇3
通识教育即指general education的思想，这一思想已被人们普遍地讨论和研究，并与大学教育紧密结合起来。“通识”二字很好地体现了中国古代的教育思想。《论衡》中讲：“博览古今为通人”，“通人胸怀百家之言”。而在西方，纽曼倡导的博雅教育正是主张要博学多才并保持行为优雅。
对于工程类院校来说，所谓通识教育应当是在保证工程专业教育的基础上兼顾人文素养的教育。然而，现今高等教育工程类专业的学生在人文素养方面与通识教育的要求还有一定的差距。较早的文理分科致使大部分理科学生不重视人文知识，部分工科毕业生在走上工作岗位以后存在道德缺失、忠诚度低、创造能力弱、难以融入企业文化等问题。对此，国内部分高校率先引进了国际上较为先进的CDIO工程教育理念，强调学生要在“做中学”，并把人文学科的教育列为该教育理念中不可或缺的基础部分。随后，汕头大学、大连东软信息学院根据中国工科学生的特点，将这一理论本土化，提出了有中国特色的工程教育理念。
二、CDIO工程教育理念
CDIO即指Conceive（构思）、Design （设计）、Implement（实施）和Operate（运作）四个方面组成的工程教育理念。它是2000年由美国麻省理工学院、瑞典皇家学院等四所大学发起，全球23所大学参与，历时4年所创立的国际工程教育改革的最新成果。该工程教育理念强调要让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，并提出了CDIO培养大纲。
1.CDIO工程教育理念的核心
CDIO培养大纲的总体目标就是要将工程学基本原理与企业的需求结合起来，它在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力等四个方面对工程类毕业生提出了具体要求。在基础知识方面，要实现从基础科学到核心工程知识再到高级工程知识的过渡。个人能力方面，要求工程类毕业生具备工程推理与问题解决、实验与知识发现、系统思维、个人技能与态度、职业技能与态度等五个方面的能力。人际团队能力，包括团队协作、沟通、用外语进行沟通的能力。工程系统能力的要求最高也最为复杂，要求学生掌握外部与社会环境、企业与商业环境，能构思工程化系统，并掌控设计、实现和运作的整个过程。
从大纲的整个脉络可以看出，大纲的要求是逐级提升的，从知识基础到实践操作，从单纯知识构架到综合运用各项技能。到目前为止，已有几十所世界著名大学加入CDIO团体，他们采用CDIO教育理念，遵循教学大纲改革教学模式，取得了良好的效果，用这种模式培养出来的工程毕业生也普遍受到了企业的欢迎。
2.CDIO教育理念及其本土化模式
CDIO工程教育理念对于我国高等工科教育有非常重要的借鉴意义。中国工程教育模式更偏重于理论，这与西方教育理念中强调团队合作、通过实训解决问题的教育模式差别较大。2005年，汕头大学率先将CDIO理念引入其工学院教学中。2007年，中国高等工程教育改革论坛和CDIO国际合作组织会议召开。2008年5月，“中国CDIO工程教育模式研讨会”在汕头大学召开。中国各高校也在努力结合自身特点将CDIO本土化，其中取得较为突出成果的是汕头大学提出的EIP-CDIO教育理念以及大连东软信息学院提出的TOPCARES-CDIO教育理念。
（1）EIP-CDIO。2005年，汕头大学引进了CDIO工程教育理念，在结合中国工程教育现状后提出了具有本土化特色的EIP-CDIO培养模式。
EIP指Ethics（职业道德）、Integrity（诚信）、Professionalism（职业素质），强调要培养学生的人文素养、道德情操，将做事和做人结合起来，使培养出来的工程师具有良好的职业道德、个人品德和社会责任感。下图是EIP-CDIO的培养框架。
EIP-CDIO培养框架图
EIP-CDIO将工程职业道德课程作为必修课，在专业培养上以实践性和探索性的项目设计为载体，以系统观念为指导，集成多种教学因素，以期培养工程类学生的个人能力、团队能力和系统调控能力。该教育模式的目标是使学生具有较强的项目开发能力、创新能力、团队和领导能力、沟通能力和语言表达能力。
（2）TOPCARES-CDIO。在将CDIO引入中国工程教育改革的过程中，另一个比较突出的本土化模式应当是大连东软信息学院提出的TOPCARES-CDIO工程教育理念。该校将CDIO能力培养大纲进行了中国化、校本化的创新，构建了东软特色的TOPCARES-CDIO“能力”指标体系，即T（Technical Knowledge and Reasoning）技术知识与推理能力、O（Open Minded and Innovation）开放式思维与创新、P（Personal and Professional Skills）个人职业能力、C（Communication and Teamwork）沟通表达与团队工作、A（Attitude and Manner）态度与习惯、R（Responsibility）责任感、E（Ethical Values）价值观、S（Social Value Created by Application Practice）应用创造社会价值。该教育理念在CDIO的基础上强调以市场人才需求为导向改革培养模式。这就要求改变以往需要培养什么能力就增加什么课程的模式，采取大学四年所有课程统一贯穿CDIO教学模式的方式，每门课程都以具体的实践项目为核心，让学生在项目实践的一体化教育模式中掌握TOPCARES的核心能力。
三、CDIO视域下的人文素质培养
CDIO是工程教育理念，但其中有很多与人文学科相结合的领域，这也是其教育理念的先进之处。现代社会的任何工程问题已经不再是某个纯粹独立的学科或领域的问题，需要多个学科和岗位的结合才能保障产品研究和开发成功。而培养工程人才也不再是简单的传授专业技术的过程，而是实践能力和人文素质的培养。这一点在从CDIO到EIP-CDIO再到TOPCARES-CDIO的过程中得到了很好的体现。
1.CDIO与人文素养培养
CDIO大纲处处体现了工程教育中人文素质培养的重要性。如大纲2.3部分强调思维的重要性，注重整体缜密的思维养成，注重批判性思维和创造性思维的养成，这些都离不开哲学思辨能力的培养。大纲2.4个人技能与态度部分中强调责任感，职业道德、个人品德都属于这一范畴。大纲第三部分人际能力中，包括团队协作、沟通和外语运用能力。根据CDIO大纲的描述，合格的工科毕业生应当具备组织和形成高效的团队，并保证团队合理运作、成长和进步的能力。这要求基础学科应向培养学生的领导能力倾斜，而不是让学生一味被动地接受知识。另外，这部分大纲要求培养学生的沟通能力，包括培养学生书面、电子、图形和口头沟通能力和运用外语进行沟通的能力，这要求文史类和外语类教师不再是单纯输入知识的角色，而是要结合工程实践将知识的运用放在第一位。大纲4.2中企业与商业环境部分强调企业文化，一个产品从设计到运行的整个过程应当处处蕴含企业的文化精神，而作为负责整个产品生命周期的工程师，对企业文化就更应当重视。
2.EIP-CDIO本土化过程中的人文素养观
EIP-CDIO教育理念在CDIO的基础上更加强调了职业道德的重要性，E代表道德，I代表诚信。从EIP-CDIO教育理念的培养框架中可看到，职业道德、精神和责任感是培养符合国际化标准的工程师的首要条件，其地位位于工程理论知识和个人能力之上。而包含道德、诚信、奉献、人格等方面的职业道德又位于整个框架的核心位置，工程技术知识和职业技能分布在两边。这说明只有将职业道德教育这根顶梁柱树起来，才谈得上树立起一个符合国际化标准的工程师形象。要实现这一点，院校可通过设置人文基础、选修和专业三个层次的课程，分梯度培养工程专业学生的人文素养。另外，对于社会和艺术类学科，可通过通识选修的方式扩大学生的视野，陶冶情操。EIP-CDIO强调只有将专业能力和职业道德培养有机结合，才能培养适应市场需求的、更有发展前景的高级工程专业人才。
3.TOPCARES-CDIO本土化过程中的人文素养观
在TOPCARES-CDIO教育理念中，人文素养的培养得到了更多强调。该教育理念强调培养工程科学生的能力，其中有六大能力是与人文素质教育密不可分的，包括开放式思维与创新、沟通表达与团队工作、态度与习惯、责任感、价值观和应用创造社会价值。这要求人文素养教育与专业技能教育紧密结合，并贯穿工程教育的全过程。而人文教育中也要凸显CDIO模式，实现在“做中学”，通过增加实践活动将知识内化，进而转化成一种优秀的习惯和态度。
通识教育的终极目标是培养有独立人格和独立思考能力的人才，这正是一个卓越的工程师需要具备的品质。从CDIO到EIP-CDIO再到TOPCARES-CDIO的教育理念中对人文素养的要求正体现了通识教育的目标。教育不是一蹴而就的，而是一个长期的、潜移默化的过程，因此通识教育、人文素养教育应当贯穿于工科教育的始终。
四、小结
本文对目前国际上较为先进的CDIO工程教育理念及其在中国本土化的两种模式——EIP-CDIO和TOPCARES-CDIO进行了探讨，并剖析了这三种教育理念在人文素养方面的整体要求，阐述了大学通识教育的重要性，从CDIO的视域下论证了工科院系开设人文素养课程的必要性。在目前工程院校改革的大势中，本文仅提供了一个新颖的看待问题的视角，期待有更多、更深入的研究关注工科院校的通识教育和人文素质培养。
参考文献：
[1]顾佩华，沈民奋等. 从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J]. 高等工程教育研究， 2008 （1）.
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[3]颜玲，肖小聪. 卓越工程师教育培养计划的人文素质教育研究[J]. 南昌工程学院学报. 2011（2）.
[4]杨叔子. 谈谈我对“CDIO——工程文化教育”的认识[J]. 中国大学教学. 2008 （9）.
篇4
1引言
CDIO是国外高等工科教育的一种创新模式,它代表构思(Conceive),设计(Design),实现(Implement)和运行(Operate)。它以产品的从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间存在有机联系的方式学习工程。CDIO是由美国麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等四所世界前沿工程大学从2000年起组成的跨国研究组织,在1600 多万美元巨额的资助下,经过四年探索研究的成果,他们创立了CDIO 工程教育理念并成立了CDIO 国际合作组织。CDIO因其与社会需要一致性、具有国际先进性、实践可操作性、全面系统性和普遍适应性等特点而被国际上几十所院校所采纳,其育人成效显著。2006年,汕头大学成为首所加入CDIO国际组织的中国大学,从此,CDIO之风吹进了中国大地,其先进的教育理念引起了中国高等工程教育界的高度关注。
经过10年的扩大招生,普通本科院校招进了中国95%的大学生,与早期的大学生相比,他们有着:思维灵活、兴趣广泛,但不能专一;热情高昂、积极参与,但不能持久;做事遇难而退,虎头蛇尾,责任意识不强等特点,加上接受着单一的、知识型的高等工程教育模式培养,使毕业生在能力和素质上与当代经济发展需求不相适应,供需矛盾日益突出,因此,中国高等工程教育模式的改革迫在眉睫。作为工程教育的典型代表,计算机专业工程教育目标是培养IT行业工程师,即培养必须掌握基础技术中深厚的应用知识;善于构思、设计、实现、运作计算机产品或系统的技能;能完成较为复杂的系统工程;能适应现代化开发团队和开发环境的工科毕业生。CDIO不妨是实现这一目标的可探索之道。
从2004年起,浙江万里学院计算机专业致力于学生的工程技术能力和素质培养,率先在集中实践性课程中实施“项目化”训练,即在课程中引进具有实际意义的软件工程项目,通过对项目进行构思(需求分析)、设计、开发、运行和维护的全过程,训练学生的综合知识能力、自学能力、组织沟通和协调能力,这与CDIO的教学方法和教育宗旨是完全一致的。近年来,通过学习CDIO国际先进的教育理念,结合学生实际,提出了IPR-CDIO的工程教育思路,其中IPR是指兴趣(Interest)、毅力(Perseverance)和责任(Responsibility),IPR-CDIO就是将学生探索兴趣、解决问题毅力和社会责任感的培养,融入到项目研发的CDIO过程。通过不同级别的项目设计,激发学生学习兴趣,培养其获取知识(自主学习)、共享知识(团队合作)、运用知识(解决问题)、总结知识(技术创新)和传播知识(沟通交流)的能力与素质,同时训练其职业道德修养和社会责任意识。
本文重点讨论的是IPR-CDIO教育环境下的计算机专业课程体系设置,教学方式方法改革及实施效果分析。
2IPR-CDIO教育环境及课程体系设置
工程教育是为了培养具有熟练技术基础和广泛专业能力的工科学生,使其成为未来的行业工程师,工程师角色的核心是在一定的环境下设计和实施问题的解决方案,而环境是理解并学习知识和技能的一整套文化,因此,只有良好的文化氛围才能培育出合格优秀的工程师。以CDIO作为工程师的培养环境,通过多个项目生命周期的完整训练,能够帮助学生进行知识学习和技能培养,而且使其IPR素养得以锻炼。
以工程能力培养为核心的计算机专业课程体系设置应该充分体现IPR-CDIO环境教学,如图1所示是计算机专业课程体系鱼骨图,即以三级项目体系为育人环境。其中1级是能体现知识综合与专业能力要求的项目,从专业入门――产生学习兴趣――专业基本技能训练――专业核心能力培养,最终达到创新应用知识的能力和素质;2级为包含课程群和某一方面专业能力要求的项目,一般为某一阶段或某一方向上的综合知识和能力;3级为单一课程级和基本技能的项目。工程教育过程就是通过3级和2级的知识及能力支撑,最终实现1级能力目标的培养过程。该体系是经过了课外的素质拓展实践,课内的集中实习训练,专业课程的教学试点而最终形成的。与传统的课程体系相比,在总学分不变的情况下,每门课程的授课学时减少了30%～35%,用于学生在项目环境中自学与合作研讨,增加了团队设计项目,以提升学生的自主学习能力、团队协作能力及工程项目的驾驭能力。其特点体现在以下几个方面:
(1) 加强了基础学科和兴趣培养课程,奠定工程知识基础,有利于开展IPR教育体验。
(2) 强调以课程群为单位组织教学,有利于师资团队建设,也避免了知识重复,递进培养学生专业技能。
(3) 重视阶段性综合性训练和工程实践课程,逐步培养学生工程意识和实践能力。
(4) 全程实施CDIO环境教学,通过校企合作,引进师资、项目,使学生在创新意识、项目设计能力、团队合作精神、职业道德修养等方面得到有效训练。
基于以上课程体系,针对不同年级的学生,经过由产品概念设计到工程意识再到综合能力的提升式训练,最终实现学生的IPR素质及CDIO能力的培养目标。图2是IPR-CDIO环境下的分层项目训练体系。
3教学实施研究
3.1营造IPR-CDIO环境,设计课程教学体系
理论讲授学时大大压缩,讨论与研究的学时增添,到底讲什么?讨论什么?怎样讨论?这些现实问题,促进教师们认真学习领会CDIO教育思想,重新梳理课程的性质及作用、教学内容与结构、教学方式方法、考核评价形式等,创设IPR-CDIO教学环境,自然形成教学团队,并在整个教学过程中联系紧密,达到了CDIO的师师互动教育目标。
例如“计算机图形学”课程,学时分配由原来的每周理论和实验各为2个,调整为理论∶讨论∶实验=1∶1∶2的结构。整个课程教学体系随之而变,如图3所示。课程设置了3级项目体系,通过3级知识和合作学习专题及2级基本能力支撑着1级课程教学目标。课程创设的IPR-CDIO教学环境主要是通过两个1级讨论项目:一是以扩展领域知识、激发探索兴趣为目的的“图形技术在某领域的应用综述”;二是贯穿教学全过程,集软件工程、算法理论和编程技能融为一体作品设计,教学过程经历着项目的构思、设计、实现、运行及答辩过程,在IPR-CDIO环境下的训练过程和结果占成绩的70%。
结果表明,这种工程环境教学成效凸显,学生的项目设计、知识综合、编程技术、团队合作等能力的提高远远超过传统的教学方式。这种综述与作品设计答辩成为整个课程体系中的一级课题――毕业设计奠定了基础,大多小组的作品扩充为毕业设计题目、获得了各级参赛奖励、软件著作权登记、甚至推动了学生的高质量就业。到目前为止,这种营造IPR-CDIO环境的教学体系设计已在专业教学的20余门课程中推广应用。
3.2教学方法研究
作为国家改革创新实验区,浙江万里学院倡导“自主学习与合作性学习相结合”的教学方法,这与CDIO的“做中学”和“基于项目的教育和学习”的原则同出一辙,目的是调动学生学习的主动性、积极性和创新性。美国著名哲学家、教育学家和心理学家杜威指出:“从做中学是比从听中学更好的学习方法”,“学与做相结合的教育将会取代传授他人学问的被动的教育”。
IPR-CDIO环境教学无论在理论课程、实验课程或集中实践课程中,均是从学生的兴趣和能力出发,设计项目目标,将学生分成小组置于“做”的情景之中,为了完成任务,他们必须去做,去学习,去讨论。教师(或工程师)负责解决学生在项目周期的全过程中所出现的典型问题。
针对不同性质和级别的课程,IPR-CDIO环境设立的项目内涵可能不一样,小到课程中某一案例分析,大到某一实用系统的综合性设计,有模拟有真实,因此,教学方式方法也不尽相同,但目标是让学生亲自去做,并坚持完成整个项目生命周期,实现专业能力和IPR素养的锻炼与提高。
3.3评价标准探索
教学评价是教学改革的关键。IPR-CDIO环境教学强调以能力和素质作为对学生个体评价的内容,如表1所示。其多元性体现在:①评价主体多方。学生本身、学生组长、教师均参与评价,对于涉及第三方(如用户)的项目,还有第三方参与评价;②评价内容多样。学习态度、参与力度、责任意识,以及对知识理解与掌握、实验技术水平、合作交流能力等综合体现;③评价方式多种。知识测试、作品展示、汇报答辩、调查报告、综述论文等等。
实践表明,多元化评价增强了学生自信心,也促进其不断反思,修正不足,有利于学生在做人、做事上的健康成长。这种重能力和素质的评价取向,杜绝了在以知识为本位的评价方式中部分学生靠投机取巧取胜的心理现象,学生都会自觉地参与CDIO项目训练过程,并坚持完成小组合作任务,共同体验成功的快乐,促进了后进者不断进步,优秀者更上一层楼。教师在这个过程中,也会与时俱进,不断优化教学设计,改进教学手段与引导方法,提升CDIO的指导水平和能力。
4结论
IPR-CDIO环境教学在计算机专业经过了从课外到课内,从集中实践课程到专业选修课程、核心课程乃至所有课程中推广实施,项目选取由小到大、由单一到综合、由模拟到实际、由校内延伸到校外,学院实验中心单独设立了项目研发实验室、训练基地及CDIO研讨室,学院95%以上的教师积极参与IPR-CDIO环境教学实践,积累了丰富的训练经验,也收获了丰硕的成果:以学生为主研发了10余项实用工程项目,获取企业资助20余万元,有14个软件获得了国家版权局计算机软件著作权登记;学生自创公司8家;在校获取挑战杯科技作品竞赛国家级三等奖1项,省级奖6项;多媒体设计竞赛省级奖20余项。毕业生普遍自信了,就业质量明显提高。教师发表相关研究论文近20篇,出版教材2部,主持省级以上教育研究课题7项。推进了计算机专业进入学校的教学改革创新实验区,并作为子项目获批国家级人才培养创新实验区。题为“基于IPR-CDIO理念的计算机专业课程教学改革与实践”项目获得了浙江省2009年教学成果二等奖。
环境教学植根于建构学习理论和认识学习理论,IPR-CDIO环境教学在计算机专业的实践表明,这种方法能激发学生的学习热情,能开阔学生的创新思路,能锻炼学生解决问题的专业能力、合作能力和毅力,能培养自信心和责任感,同时,也促进了教师的教学研究和团队建设,推动了专业整体教学质量的大幅度提高。当然IPR-CDIO还面临着很多挑战,需要更深层次地研究与探索。
参考文献:
[1] 查建中.面向经济全球化的工程教育改革战略[J].高等工程教育研究,2008(1):21-27.
[2]Crawley E.F.,Malmqvist J.,Ostlund S.,etc. Rethinking Engineering Education:The CDIO Approach[M]. New York :Springer,2007.
篇5
文章编号：1005-913X（2013）02-0117-02
一、引言
目前信号处理相关课程在国内外诸多高校都是本科教育主要课程群之一，但该类课程存在理论性较强，数学公式和数学概念较多。学生在学习中不能理解其实质和用途，很难将其与实际问题相结合，并运用相关工具来解决实际的工程问题。集成电路设计与集成系统（以下简称集成）专业中信号处理类课程占有相当大的比重，如何提高学生解决实际工程问题的能力是本专业亟待解决的问题。目前多个高校开始实施针对信号与系统或数字信号处理的课程改革，所涉及到的课程改革都是在不改变现有课程体系结构上的教学改革，没有结合各自专业的特点，如集成专业的数字信号处理的侧重点应与其他专业的数字信号处理的侧重点不同。
CDIO 工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。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，培养学生的解决实际工程问题的能力。[1，2，4]信号处理是集成专业的一个重要研究方向，目前国内开设集成专业的高校还没有开展该专业的CDIO工程教育研究与实践。本文以CDIO工程教育理念为指导，以集成专业的教学计划为基础，对集成专业信号处理相关课程进行优化整合、构建集成专业信号处理课程群。所建课程群可作为本专业CDIO工程教育培养模式下的二级CDIO项目，为本专业实施CDIO工程教育奠定基础。另外该项目的成功实施对改善该专业的培养模式，提高该专业学生的实践能力具有重要意义。
二、信号处理课程群构建的指导原则及方法
实施基于CDIO教学理念的集成专业教学改革，[3]其中最重要的环节是建立该专业的CDIO项目。包括：一级项目、二级项目和三级项目。本文所涉及的内容主要是为了建立一个该专业的二级项目，该二级项目是以信号处理课程群为载体，让学生掌握关联性较强的课程之间缺乏知识的继承性和连贯性。将各个课程中涉及的知识点有机结合。笔者以CDIO工程教育理念为课程群构建的指导思想，采取理论结合实践的研究方法，构建出能突显本专业特色的信号处理课程群。
（一）以CDIO 理念为指导，构建本专业信号处理课程群
按照CDIO 教学改革理念，对照现行大纲，构建以信号与系统、数字信号处理、基于FPGA的系统设计与应用高级数字IC设计为主线的课程群。增加实践和工程应用环节，重新统筹理论教学内容，去除课程间知识的重复和冗余，构建出融传授知识、培养能力、提高素质为一体的课程群。
（二）理论结合实践，先试点试验再逐步推广
在构建课程群时采用探究式研究方法。以小班为试点进行实验，积累经验再逐步推广。对于整个课程群的构建也要先从个别课程开始，逐步扩建到整个课程群。
（三）建立有效反馈机制，及时修正课程群构建中的不足
在构建课程群的过程中，要动态调整教学内容。为此要建立一套有效的反馈机制。积极听取授课教师和听课学生的意见和建议，归纳总结及时进行调整，逐步实现课程群构建的最优化。
（四）考虑本专业的特点，突显本专业特色
所构建的信号处理课程群要与本专业的教学计划紧密结合，以构建本专业信号处理方向的二级CDIO项目为目的。充分体现CDIO的教学理念和本专业的特色。
三、主要研究内容及取得的成果
构建该专业信号处理课程群，建立该专业CDIO工程培养模式下的二级项目。需要解决以下主要关键性问题：一是在构建的课程群中如何充分体现CDIO理念；二是课程群知识点的优化整合；三是设计贯穿整个课程群的案例。为了解决以上问题，本了以下研究工作。
（一）以CDIO工程教育模式的项目构建为标准，构建课程群
本文拟构建出集成专业信号处理课程群，该课程群包括：信号与系统、数字信号处理、数字IC设计、基于FPGA的系统设计与应用和高级数字IC设计。信号与系统和数字信号处理是本专业的学科基础课；数字IC设计和基于FPGA的系统设计与应用是本专业的专业平台课；高级数字IC设计是本专业的专业方向课。课程群中课程之间的关系如图所示。所构建的课程群也可作为本专业CDIO教学改革的一个CDIO二级项目。
（二）课程群教学内容优化整合
课程群所涉及的各科课程内容既具有自身的完整性，又有一定的交叉，课程内容相互关联、相互渗透。如果每门课程都强调课程内容的系统性和完整性，必然造成内容多学时少的矛盾，单门课程的教学改革很难收到理想效果。本课程群所设计的课程中内容涉及集成电路设计的整个环节，从算法到架构好后到实现。其中信号与系统和数字信号处理属于算法领域，数字IC设计属于架构领域，基于FPGA的系统设计与应用和高级数字IC设计属于实现领域。对于一个数字系统的设计需要用到上述所有课程中涉及到的知识。但本身课程之间又有相互重叠的内容。构建该课程群时，笔者充分考虑了课程群内课程的关联性，重新统筹了理论教学内容，去除了课程间知识的重复和冗余，并增加实践和工程应用环节。
（三）以Matlab和FPGA为实现手段设计贯穿整个课程群的案例
该课程群中大量的理论和结论都是通过数学推导的方式得到，所以学生往往过于注重公式推导或证明，而不能理解其实质和用途。缺乏运用工具来解决实际的工程问题的能力。本文以Matlab作为信号处理算法的验证的工具，FPGA作为信号处理VLSI实现的验证工具。充分利用其各自的特点，以二者为该课程群的实现手段设计贯穿整个课程群的案例。所设计案例要涵盖课程群的全部重点知识点，并且可以遍历集成电路设计的设计流程：系统设计、算法设计、仿真验证、硬件描述语言建模及FPGA验证。
（四）以《数字信号处理》为载体，设计了该课程群下的CDIO三级项目
以该课程群作为本专业二级CDIO项目，则该课程群下可构建出若干三级CDIO项目。以《数字信号处理》作为构建CDIO三级项目的试点课程，设计了该课程群下的三级CDIO项目。设计的案例包括：基于Matlab的FFT IP设计和无限冲激响应数字滤波器设计等。
本文以提高学生解决工程问题能力为目构建了信号处理课程群，旨在解决原有信号处理相关课程重理论、轻实践的问题。以CDIO工程教育理念为指导思想，在现有集成专业信号处理课程群的基础上，构建了该专业信号处理课程群。所构建的课程群可作为本专业CDIO工程教育改革中的二级CDIO项目。所构建的信号处理课程群充分体现了集成专业的专业特点，注重信号处理算法分析设计的同时，注重其VLSI的验证与实现。
参考文献：
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0 引言
CDIO工程教学改革是当今国际工程教育改革的最新成果，已经在世界上50多所学校进行实施，并取得了很好的效果，为工程界培养了大量符合需求的技术人员。我国在吸收国际CDIO先进成果的同时，积极推进CDIO工程教育改革，广州大学作为我国CDIO第一批试点单位，也积极开展CDIO教学改革，并取得了良好的效果。
1 广州大学机械设计制造及其自动化专业 CDIO教学改革历程
广州大学机电工程系从2008年下半年开始接触CDIO，虽然接触的时间相对较晚，但在真正领会CDIO理念方面下了很大功夫，注意将CDIO与地方性高校自身特点相结合，与传统教育模式相结合，着重专业知识点的优化，去除知识冗余，强化基础知识与实践，逐渐形成有特色的CDIO教学模式[1]。
在CDIO改革初期，广州大学就承担了“地方高校机电类专业CDIO教育模式再创新”学校重点教学项目的研究，主要进行传统工程教育模式与CDIO教育模式的融合研究，并结合地方性高校特点。CDIO教育模式在教学组织、课程体系安排方面与我国传统工程教育模式有较大区别，如何将CDIO教育模式与我国传统教育模式融合，便于CDIO教育模式在我国地方高校实施，广州大学进行了一系列的调查和研究。
在成功获得以CDIO为特色的国家第二类特色专业建设立项后，广州大学曾经想全套直接照搬国际CDIO模式，但此举不适合广州大学的实际情况，也无法与常规的教学管理系统融合。通过“基于CDIO工程教育模式的一体化课程体系的创新研究与实践”学校教育研究项目的研究，广州大学在CDIO模式与传统教育模式之间找到切入点——进行专业知识点优化，消除课程间知识冗余，按工业产品生命周期过程组织教学，强化基础知识与实践，组织学生研究性学习，目前正在进行教学实践，学生学习积极性得到极大提高。
广州大学机电工程系围绕CDIO模式与研究性教学、创新教育的融合，还承担了广州市教学改革项目“机械工程创新型人才培养模式的研究与实践”、广州市教育科研项目“研究性学习与汽车服务类课程教学整合研究”、全国教育科学规划课题“基于TRIZ理论的地方性高校创新人才培养体系研究”等课题的研究，在课程整合、研究性教学、TRIZ创新思维教育等方面取得了一系列成果。广州大学还积极参与全国CDIO试点工作，是第一批CDIO试点高校，参加了第一、二次试点工作会议和骨干教师培训，主持了CDIO机械类专业华南区的调研工作、CDIO机械类专业大纲的编写工作等，取得了一些成绩，得到试点工作组和兄弟院校的肯定。
2 机械设计制造及其自动化专业的知识点 优化
2.1 专业知识点优化
CDIO三个目标之一是让学生掌握深厚的知识和技术基础[2]，要想成为一名优秀的工程师就必须掌握扎实的工程基础知识和技术推理。要实现这个目标需要向学生传授机械专业的基础知识，但传统机械专业课程体系中存在很多知识冗余，例如公差的概念，首先出现在工程制图课程中，而后在公差与互换性课程中详细讲述；材料的拉伸实验在金属工艺学、材料力学、工程材料三门课程中都有出现。虽然知识点多次出现能达到知识强化的目的，但浪费教育时间，而且学生没有实际应用，即使出现多次也无法掌握。基于传统教育模式的知识冗余，经过研究讨论，采用如图1所示的思路将专业知识点优化。
从图1中看到，首先制订CDIO机械创新人才培养目标，主要是依据CDIO三大目标，针对培养适应珠江三角洲企业需要的机械工程师目标制订面向不同基础的创新人才培养目标，如图2所示。根据培养目标确定机械专业知识点，当能力目标需要的知识点形成知识点数据库时，根据数据库的自身性质及数据冗余消除算法，使得知识点冗余消除或减少。知识点确定后要反馈给利益相关者进行确认，这样建立的知识点库才能更好地培养社会需要的人才。最后进行知识点的优化组合形成课程，在组织知识点时，知识的难易程度需要进一步参考学生的初期能力，以达到因材施教。
专业知识点要建立更新机制，根据当地经济发展状况、技术现状与发展趋势，对于有时效性的知识点进行淘汰或更新，及时补充当前新技术知识点，这样可以保证传授给学生的知识的现实价值，保证学生站在时代的制高点上。
知识点重新组合形成课程，在参考传统机械专业课程内容和美国麻省理工学院机械类课程的基础上，形成知识点快速学习、实践强化、课后探究一体化的综合知识与能力的CDIO课程形式，最大限度地激发学生的学习热情、提升教学效果。
2.2 专业课程体系探索
传统的专业课程体系比较注重理论，而轻视实践。目前，蓬勃兴起的工程教育改革又出现了另外一种极端现象：重视实践，而大幅减少理论。因此，在构建专业课程体系时，应将基础理论知识和实践精密结合在一起，形成培养“能文能武”的机械创新工程师的专业课程体系。在专业课程体系构建方面主要考虑课程前后顺序、理论和实践的协调、动态化三大方面，具体思路如图3所示。
对课程前后顺序问题，根据工业产品寿命周期顺序安排课程顺序，在课程间处理好内容交叉关系。例如，在机械设计课程前需要学生知道制造方面的知识，以便设计出能够制造的工业产品，而在制造课程前需要学生了解一下设计知识，如果按照产品流程，应该是先设计、再制造，但按知识使用顺序，先学习制造知识，再介绍设计知识比较合理。经过综合平衡，通过“工业产品CDIO分析”课程进行过渡，基础的制造知识在“构思与设计”课程前进行实践，“机械制造”主要课程内容在“构思与设计”的后面开设。通过课程先后顺序的优化，知识点衔接的比较好，知识体系也较完整，也比较符合学生的认知规律，并减少了知识的重复。
对于理论与实践协调的问题，采用边理论边实践的方式组织课程体系，理论课中有实践内容，实践课程中有理论传授，即构成一体化课程。整个课程体系能够做到有效地引导学生提出问题，进而自主鉴别需要学习的知识，自主学习、应用、总结一个研究性学习流程。
对于课程体系的动态化。课程体系作为教学组织的核心文件，一般在执行过程中不能随意改变。这里课程体系动态化也不是随意改变课程，而是紧密关注当地经济发展趋势、技术现状与发展趋势，适时对专业人才需求的态势进行预测，并根据预测结果适时修正课程体系。
3 机械设计制造及其自动化专业CDIO教 学改革实践
在知识点优化、专业课程体系重构的同时，积极进行CDIO教学改革实践，首先在工程制图中进行CDIO元素的实践教学，而后在广州大学机电工程系2008级、2009级、2010级同时开展了CDIO教学，在实践中，通过教学模式、教学管理的改革，保持CDIO教学的可持续实施。
3.1 教学模式改革
在专业知识优化形成适合CDIO教学的课程体系后，在教学模式方面进行一系列改革以促进CDIO能力目标实现。在实践中，主要采取一体化教学、研究性教学，并针对这些教学方式进行了教学管理改革，主要是对学生和教师的评估。
1）一体化教学。设计了一体化教室，教学中有效地融合理论与实践。教学过程中，采用上面所说的一体化教学内容，将理论教学与实践教学融为一体，边进行理论教学、边进行实践教学，实现了理论课与实践课在时间和空间上的结合，这样大幅激发了学生的学习兴趣，使学生不觉得单调乏味，提高了教学效果。
2）研究性教学。研究性教学是学生在教师的指导下，从工程实践中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的教学活动[3]。在实施研究性教学时，首先向学生征询专题，如果学生没有专题提出，就从教师的科研课题中抽取专题，然后要求学生自主组建团队，围绕这一专题进行相关研究和学习，通过讨论与探究，最后采取答辩方式给出评分。
一体化教学与研究性教学需要解决教学内容多与教学课时有限的矛盾，在课程开始就介绍课程大概内容，将项目实践及学习任务布置给学生，并给出时间节点，进行节点评价。这样督促学生充分利用业余时间进行学习和项目实践，解决了教学内容多与教学课时有限的矛盾。
3.2 教学管理改革
正是由于CDIO教学基于一体化教学和研究性教学，现有的管理模式已经不适应了，为此改革了教学管理模式，采取学生自主管理、一体化教室开放管理、师生CDIO能力的CMM（Capability Maturity Model，能力成熟度模型，简称CMM）评估与提升[4，5]等方式保证CDIO教学顺利进行。
1）学生自主管理。广州大学城走教模式不利于CDIO教学，考虑到教师远离学校居住的实际情况，广州大学充分利用学生自身的力量，聘请优秀且愿意负责的高年级同学组成学生管理委员会，负责学生日常监督（业余时间学生学习与实践情况记录与考察）、一体化教室的夜间开放管理等。学生管理员负责学习监督、教室开放管理、设备协助管理，并成为了教师与学生之间沟通的桥梁。
2）一体化教室的长时间开放管理。在CDIO教学实践中发现，学生非常投入地进行项目制作，因而需要一体化教室及workshop长时间开放，便于学生随时进行项目制造，保持学习与实践热情。
3）师生CDIO能力的CMM评估与提升。CMM是美国卡耐基梅隆大学软件工程研究所推出的评估软件能力与成熟度的一套体系，提供了一个过程能力阶梯式进化的框架，阶梯分为五个不断进化的级别。中南大学的胡志刚、陈启元等人将CMM模型引入到CDIO教学的学生与教师的能力评估与提升中。参考他们的成果，结合广州大学机电工程系实际情况，建立了适合广州大学机电工程系师生的CDIO能力评估与提升体系，见参考文献[6]。在师生CDIO能力评估与提升体系中将学生CDIO能力成熟度由低到高划分为4个等级：新手级、基础级、专业级和创新应用级。各能力成熟度等级反映了学生在CDIO工程教育中不同发展阶段的不同特征和学习内容需求。将教师的CDIO能力成熟度由低到高划分为4个等级：初级、中级、高级和成熟级。各能力成熟度等级反映了不同教师的CDIO能力和所要达到的目标，每个成熟度级别都包含实现该级别目标的若干关键过程。
通过师生CDIO-CMM模型对学生和教师CDIO能力进行评估，并根据评估结果对PDCA循环进行改进，达到CDIO能力提升的目标，既保证了CDIO培养人才的需要，又保证了师资水平与CDIO教学的匹配与提高。
4 结束语
作为我国CDIO工程教育改革试点的第一批高校，广州大学机电工程系引入CDIO教育理念，并有效地结合传统工程教育的优势，在知识点优化、课程体系优化、教学组织与管理等方面进行了有益的尝试，并取得了一些成果，但由于广州大学机电工程系CDIO工程教育改革正处于实践过程中，难免有些设计不是很成熟，今后将继续深入研究CDIO模式及教学实践。
参考文献
[1]江帆，张春良，王一军，等.机械专业CDIO培养模式探索[J]. 装备制造技术，2010，（6）：192-194.
[2]顾佩华，沈民奋，陆小华，译.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009，（4）：71-89.
[3]江帆，孙骅，梁忠伟，等.基于研究性教学的机械原理实践教学[J].中国现代教育装备，2010，（11）：62-64.
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1.1 CDIO工程的教育理念
CDIO工程教育理论是近年来由西方发达国家的具有权威的学者经过多年的研究和交流沟通而制定出的新的教学理念，是将学生的构思、设计、实现、运作等结合到一起，注重在教学过程中对学生以上能力的培养。高职学校为了提高教育水平，培养高素质的专业人才，要学习CDIO工程教育理论，促进CDIO理论在高职教育中的应用。根据CDIO理论的具体内容，对机加工的实践教学的改革和更新要全面的进行，从细节上入手，从课程安排上开始，制定全面的人才培养计划，并且遵从培养计划的指示，重视机加工的实践教学，提高学生在课堂学习上的参与程度，促进学生积极思考，遇到困难和难题，主要靠学生自己解决，只在必要的时候加以指点，使得学生能够提高独立解决问题的能力，使得学生的思考、创新能力增强，从而在工作岗位上，能够充分发挥自己的创新能力进行新产品的设计。
1.2 CDIO教育理念的理论指导作用
CDIO工程教育理念虽然是近几年刚出现的教育理念，其具体内涵还在起步阶段，需要通过实践不断的更新和完善，但是已经受到众多学校的关注和重视，并且应用到实践教学中，而在采用CDIO教育理念后，学校的教育水平获得提高，学生的综合素质获得提高。CDIO工程教育理念不同于我国传统的教育思想，不仅仅重视学生的学习成绩和学校中的表现，对学生在德、智、体、美、劳等方面的全面发展，更加重视对学生如何做人的培养，帮助学生树立正确的人生观、价值观，保证学生能够将学习到的知识和自己的能力运用到对社会有价值的方面。CDIO工程教育理论在高职机加工实践教学中，有效的提高了学生的学习兴趣，养成学生独立思考的习惯，从而能够提高学生解决问题的能力，使得学生在面对难题时，能够勇敢地迎难而上，运用学习的专业知识积极思考解决方法，提高学生对理论知识的理解程度。CDIO教育理念同样重视对学生的人文精神熏陶，引领学生学习和接触正能量，树立学生正确的世界观，使得学生能够将自己的能力运用到对社会有价值的方面。
1.3 “构思-设计-实现-运作”这一核心理念在高职机加工实训改革中的应用
对CDIO教育理论进行正确的理解，并且将其改进成适合我国教育环境的教育模式，促进CDIO能够更好地符合我国的社会环境，促进CDIO工程理论在高职机加工实训改革中发挥的作用。CDIO工程教育理念在机加工实践教学中的应用，可以通过培养学生独立解决问题的能力、创新意识的方式，在实践课上促进学生对成品的加工工艺、结构等充分的了解，使得学生能够获得灵感，完成自己的构思；将产品要实现的功能和结构，运用自己的创新能力进行相应的设计，做好产品的校核和改进工作；进行设计的实现步骤，收集相应的资料，确定制作工艺和流程，使得产品的制作过程能够顺利的进行；进行最终的改进和修改过程，经过老师的指导进行完善，实现CDIO理论中的运作程序。
2 基于CDIO工程教育模式下的机加工实训教学方案
2.1 构建具有CDIO理念的特色课程体系
CDIO工程教育理念不仅重视学生的学习能力和实践能力的培养，还重视学生在日常生活中的表现，确定学生树立正?_的人生观和价值观。在进行实践课程的规划和制定时，结合广西机械创新大赛的比赛要求，以CDIO工程教学理念为主线，重视对学生学习兴趣的培养，采用多样的教学方式，例如，可以通过学生实际操作机床完成比赛作品等方式，提高学生在实践课堂上的参与程度。要求学生掌握基本的机械操作安全知识，保证在进行实际的操作时，能够重视自身安全，树立严谨、严肃的学习态度，在实践中实现对理论知识的进一步的掌握。
2.2 编制符合CDIO理念和企业需求的教学大纲
教学大纲是指导机加工实践课程实施的重要因素，教学大纲的制定是否科学决定着CDIO理念在机加工实践教学中的应用水平，同时也决定着高职机加工的教学水平。为了制定符合CDIO理念和企业需求的教学大纲，要深入了解学生在实际学习中遇到的问题，与学生进行深入的沟通，了解学生存在的困惑，针对学生薄弱的地方有针对性的进行教学，从而能够制定出符合CDIO理念的教学大纲，提高了学生的专业素质和学习能力，能够为企业的发展贡献出自己的能力。
2.3 合理运用多种考核方式，建立符合CDIO理念的课程考核体系
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2000年，美国麻省理工学院（MIT）等4所大学组成了跨国研究组织，经过4年的探索研究，创立了CDIO工程教育模式，即：构思（C）、设计（D）、实现（I）、运行（O）。该模式强调以主动的、实践的及课程之间有机联系的方式学习工程，反映了系统论中整体性、结构性、层次性的特征。然而，每个专业、学科、大学乃至国家都有自身独特的教育环境和需求。在进行工程教育改革中，各组织、要素间复杂的相互作用既可以产生协同效应，发挥“1＋1＞2”的育人功能；也可能产生消极效应，制约工程教育的发展。
立足我国工程教育现状，具代表性误区可归为两类。其一，把教育体系视作一个封闭的系统，对于尚处试点阶段的CDIO模式既缺乏本土化的探索，又与产业界互动甚微，教育资源无法与改革步伐协同。其二，把CDIO工程教育实践教学项目机械地叠加在基于学科的专业知识教育之上，学生的学习负担不断加重，理论教学与能力培养之间的“紧张关系”仍然无法消除。
为了增加CDIO教育模式在各地的普适性，研究者已开发了许多资源，力求将其整合并系统化，使其成为一种开放资源[1]。尤其值得注意的是，在开放的、多样的、复杂的工程教育系统中，CDIO模式并不是一种规定的模式，它还有开放性、协同性的特征。为此，我们必须拓展视野，用一种新的科学理论指导操作实务和理论研究。
协同理论即协同学（Synergetics）就是这样一种理论。它由德国著名物理学家赫尔曼?哈肯于1969年创立。作为一门新兴的跨学科理论，它的研究与应用非常广泛，范围横跨自然科学和社会科学。协同学以非平衡开放系统的“协同性”为研究对象，其目标是在千差万别的各科学领域中确定系统自组织赖以进行的自然规律[2]。作为现代科学基础理论的协同理论，为工程教育提供了更为有效的研究视野和探索路径。
工程教育系统是一个复杂而庞大的系统，它符合协同理论下自组织形成所具备的要件。其一，它是一个开放的系统，其发展变化与教育界、产业界、政府、非营利性社会机构等多个利益相关者息息相关。其二，工程教育系统存在非平衡性：一方面系统内部的专业设置、课程设置、教学方式等构成错综复杂的相互联系，具有非线性的特点；另一方面工程教育的发展要求系统远离平衡态，系统涨落发生与否，取决经济、社会、自然环境的发展状况。其三，工程教育系统具备协同性，在非平衡条件下，子系统之间的协同效应使系统中的某些运动趋势联合起来并占据优势地位，从而支配系统整体的演化。
从全球范围看，工程教育系统出现明显的涨落，各国都在困境中寻求最佳的工程教育模式。CDIO教育模式诞生于工程教育系统运动过程中，从构思、设计、实现、运行4个环节培养的工科人才，逐渐成为工程教育改革的风向标和支配力量。我们认为，在协同理论（Synergetics）视角下的CDIO工程教育模式（简称S-CDIO），必然与协同思想在其他自然系统、社会经济系统等复杂系统中的应用呈现出不同的特征。
1．在合作和竞争的基础上建立的协同关系。协同理论认为，系统要从无序状态向有序状态演进与发展，必须不断打破平衡状态，扩大对外开放，与外界进行物质、信息和能量的交换。因此，S-CDIO模式的提出在于构建一个开放的、既与国际接轨又与本国经济社会发展相适应的工程教育系统，这就是要解决CDIO模式的本土化的问题。要实现S-CDIO模式，需要在学校与利益相关者之间建立一个利于资源共享和交流的战略联盟或平台，通过合作达到共赢。同时，S-CDIO模式的形成必然涉及两个及以上的部门或组织，每个参与成员都是具有自治权利的独立单位，除了联合与合作外，必然也存在着自主与竞争。
2．以资源集成与共享为核心的协同。S-CDIO工程教育模式的运作应当能够保证教育部门能及时获得其发展所需的资源。时至今日，CDIO成员已经开发了诸多教育资源以供各国高校学习交流共享。此外，S-CDIO模式的运作要实现协同效应，应积极取得产业界和政府的支持，营造适合从人力、物力、财力上保障工程教育创新所需要的各种资源。
3．面向利益相关者需求的协同。有需求才会有供给，正是因为有了政府、企业界、非营利性社会机构等众多利益相关者的各种需求，才会导致工程教育系统的变革和S-CDIO模式的出现。由于中西文化的差异，区域经济特征差异，地区产业发展阶段不同，CDIO模式是否完全适合我国国情？我国企业对工程人才知识、能力、素质的要求是否和麻省理工学院的CDIO大纲完全一致？进而工程教育系统能否在区域经济环境中注入变革力量？这些问题的解决，有待我们以协同视角审视CDIO成员组织及其利益相关。
二、S-CDIO工程教育模式的运行
1．S-CDIO工程教育模式框架
基于对S-CDIO模式特征的阐述和我校机械工程及自动化专业实际情况，S-CDIO模式框架分为宏观、中观和微观三个层次展开。
宏观尺度上的协同是指学校与政府、产业界、非营利性机构等组织的协同发展，关注S-CDIO组织与宏观环境的关系问题。
中观层面上，为了形成新模式下的运行机制和组织文化，有必要在学校成立专门的机械工程人才培养协作委员会。委员会成员由政府、企业专家、学校高层管理者或学科带头人组成，旨在统筹与协调人才培养过程中各部门间教育资源的集成与共享。委员会还应与推行S-CDIO模式的院系、学校教学主管部门共议重大决策和阶段性政策制度，引导学校形成合理的人才培养目标、课程体系和评价体系，保障改革试点工作的顺利开展，实现S-CDIO模式的动态平衡。
本文关注的重点是微观层次上的协同，即S-CDIO模式在演化过程中产生的协同关系和现象。
首先，要关注培养目标与课程体系的协同关系。培养目标直接反映利益相关者对人才知识、能力、素质的需求。现在众多高校试图通过要求理工科学生选修一些属于人文科学的课程来解决“专门化”的倾向问题。然而，正如一般系统论的创始人贝塔朗菲所指出的，增加或者“并列”各种不同方面的课程，既培养不出“素养”，也带不来“通才”教育[3]。因此，我们借鉴当前许多CDIO成员学校的做法，一方面夯实工科通识基础，为学生提供与工程专业关联的人文社科类课程，把工程活动所涉及的知识融会贯通地传授给学生；另一方面将项目式教学方法应用于传统的课堂教学中，共享产学合作课题，创新课程内容，调整课程结构，以集成方式综合培养学生的工程能力。S-CDIO课程体系应从原来的学科、专业导向，转变为能力、素质导向。
其次，实现评价体系与课程体系的协同。在S-CDIO评价体系中，评价指标不仅是对人才培养质量和教师能力的一种体现，而且是对课程体系所涉及的课程结构、课程内容、教学方法的一种检验。如果将评价指标看做S-CDIO模式的一种序参量，那么它既是微观层面教学系统合作效应的表征和度量，又是工程教育系统整体运动状态的度量[4]。因此，评价体系一方面告知各课程体系该如何调整，另一方面又反映了S-CDIO模式的整体运作效果。
最后，要实现评价体系与培养目标的协同。评价目的不仅在于规范教学活动，而且要促进学生独特的学习方法与思维方式的形成，促进学生工程能力的协同提升；评价指标的设置要紧密结合S-CDIO的培养目标，实现个性化和多元化；评价内容要指向人才质量、教师能力以及其他的教学成果。评价体系支撑着工程能力的培养，同时为培养大纲的修订和完善提供了参考依据。评价体系的确立应充分考虑产业界的意见，真正创造面向地区产业特色和引领产业技术创新的校内工程实践环境。
2．面向地区产业的S-CDIO模式教学大纲
在我国经济社会发展过程中，各地区产业特征差异显著，人才和科技成果对于地区产业的发展至关重要。我校所在省份以轻纺和机械两大行业为主，企业规模一般较小，知识创新和技术研发能力薄弱[5]。作为输送人力资源和科技成果的高校，与地区产业之间存在高度的协同性。地方制造业对于知识和技术创新的追求，对于产品质量和生产流程的管理的改进，有赖于高校工程科技人才培养模式的全面调整。
培养目标是工程教育改革的逻辑起点，因此改革的首要工作是构建适应地区产业的S-CDIO教学大纲，形成包括知识、能力、素质在内的框架体系，如表1所示。在原有CDIO大纲的基础上增加“工科通识与人文素养”，旨在使工科学生立足地方产业，思考与地区产业发展相适应的工程问题，实现构思、设计、实现和运作能力的全面提升。此外，通过与地方企业构建产学联盟，为机械工程及自动化专业学生提供了解区域产业的典型产品、科研成果、技术应用成果的认知教学平台和主题研究项目支持平台。
3．S-CDIO模式的课程体系
S-CDIO工程教育模式更加注重的不是学生掌握知识和取得高分，而是使他们得以终身受益的内在素质和外在能力。因此，课程体系创新改革的关键落脚点是适应多样化与专业性要求的能力培养[6]。方法是依据S-CDIO大纲中的要求整合原有的课程资源，形成一个一体化的课程计划。根据机械工程及自动化专业S-CDIO培养大纲，结合浙江工业大学的发展战略目标、学科优势、师资力量等办学条件与特色，机械工程及自动化专业建立相应的“培养目标实现矩阵”，形成了包含导论课程、学科课程和专业课程及总结性课程（实践）的课程体系。表2给出了实现其中四项标准的课程组合，将知识、能力、素质目标融入各具体的教学环节如表2所示，S-CDIO课程体系打破原有的学科化倾向和线性格局，课程之间的关系不再局限于知识点的衔接，而是以能力素质为导向，整合成为一个矩阵式结构。全新的课程体系在“纵向”上依照大纲二级标准整合关联课程，并据此安排教学进程；“横向”上仍然保留课程之间的学科属性和内在逻辑顺序。值得注意的是，矩阵中的课程，除了原有的工科基础课程和专业课程外，增加总结性课程。总结性采用项目式教学方法，或称项目课程。
其中，项目课程旨在强化学生的“构思、设计、实现、运行”经历。我们采取项目式教学手段，结合浙江省制造业特色和产学合作课题为每个阶段的项目确立主题。项目式课程的安排分为四个阶段：工程与人文主题项目实践，主题设计与制造项目I，主题设计与制造项目II，毕业设计。
不同复杂度的工程问题需要具备相应的知识能力水平，采取相应的方法解决。S-CDIO课程体系根据工程人才的认知水平和能力发展规律，按学年整合各类理论课程和项目课程，如表3所示。在第一学年，通过基础课程和导论性质的课程向学生介绍学科概念和基础知识，工程与人文主题实践课程面向地区产业进行市场调研和产品构思（C）。第二学年重点在简单的设计（D），专业课程根据主题设计与制造项目I的任务要求设置分解项目，结合机械设计、机械制造工程原理等理论知识的学习，集成若干个分解项目，实现产品部分功能，完成主题设计与制造项目I。第三学年重点在设计－实现环节（D－I），适当增加跨学科知识的学习，应用集成多学科知识的项目课程，实现CDIO后三个环节（从设计到运行）的训练，最后完成综合性的项目，即主题设计与制造项目II，培养学生解决复杂工程问题的能力，初步实现产品的制造。毕业设计环节则在前面三个阶段团队项目实践的基础上由每位学生独立完成。
4．S-CDIO模式的评价体系
S-CDIO工程教育模式评价体系，要结合我国高等教育评价的特征和高校办学特色，实现以下几方面的转变：（1）在评价功能上，突出评价的激励与调控功能，从强调知识传承和知识教育的单一功能，向重视工程人才的全面发展转变。（2）在评价方法上，从过度强调定量评价向定性评价与定量评价相结合转变，从结果性评价为主向过程性评价与结果性评价相结合转变。（3）在评价内容上要构建多维度评价指标体系，教学效果上更加重视对学生的综合评价，关注能力培养；教师评价上则从重视科研向重视教学水平、教学方法等方面倾斜。（4）实现评价对象（客体）的多元化，学生、教师、培养目标、课程体系、校企联合工程教育的软件硬件都可被列为考查对象，作为评价的要素。（5）实现评价主体的多元化，高校的教师、学生、专业研究人员、管理者，企业专家，社会团体等均可承担评价和监控的职责。
在教学实施过程中，我们依照上述理念，逐步实现对CDIO教师的资质和教学效果做出合理的价值判断。在学生评价方面，制订了《基于CDIO工程教育大纲的学生多维评价考核表》，“多维”既是评价内容的多维度，又是评价主体的多维度。考核表的评价内容与能力素质框架相一致，设置了5个一级指标，分值比例分别是：工科通识与人文素养15％，技术知识与推理20％，个人职业能力与素养20％，人际能力20％，在企业与社会环境下的CDIO能力25％。
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篇9
[课题项目]本文系2012年吉林省教育厅高等教育教学研究课题“电子电气基础课程群建设的研究与实践”和2011年吉林化工学院高等教育教学研究重点课题“构建电工电子分层次开放式实验教学平台，培养‘三实二创’现代工程师” （课题编号：JY2011A14）的阶段性成果之一。
[中图分类号]G642.3 [文献标识码]A [文章编号]1004-3985（2014）08-0129-02
卓越工程师教育培养计划的主要目标是面向工业、面向世界、面向未来，旨在培养造就一大批创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量各类型工程技术人才。近年来，课程组对模拟电子技术课程采用CDIO工程教育模式，在教学内容、课程体系、教学方法、实施过程等方面进行了一系列改革与实践，取得了初步成效和一些有益的成果，对其他课程起到了示范的作用。
一、模拟电子技术课程的特点
模拟电子技术是高等学校工科电气、电子信息类专业本科生的一门重要技术基础课程，具有自身的体系和很强的工程性与实践性。课程通过对常用电子器件、模拟电子电路及其系统的分析和设计的学习，使学生获得模拟电子技术方面的基本知识、基本理论和基本技能，为深入学习电子技术及其在专业中的应用打下良好的基础。模拟电子技术课程涉及的内容多，理论性强，具有基础性、应用性和先进性。学生在学习时感到困难，出现理论教学与实践教学相分离，重视理论教学忽视实践教学，学生学完课程后，知识不知如何应用，造成学习效果差、学习积极性低等现象。课程教学亟待深化改革，探索实践。
二、CDIO工程教育模式
CDIO工程教育模式是国际工程教育改革的最新成果，自2005年引入中国以来，短短几年对中国工程教育产生了深远的影响。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）、运行（Operate），以产品项目研发到产品项目运行的生命周期为载体，建立一体化的相互支撑和有机结合的课程体系，让学生以主动的、实践的方式学习工程项目的理论、技术与经验，其目的是培养学生综合运用知识和技能解决实际问题的能力、创新能力、团队合作精神和可持续发展能力。《CDIO教学大纲》和《CDIO标准》是实施CDIO工程教育模式两个最重要的指导性文件。《CDIO教学大纲》在“培养什么人”的问题上提出了工程教育人才培养的总目标：一是深入强调工程教育以技术知识与学科基础为根基；二是培养学生具备能够引领新产品、新流程和新系统的开发与运行的能力；三是培养学生能够理解科学与技术发展对社会的重要性、战略性以及对社会的影响。《CDIO标准》在“如何培养人”方面采用建构主义教育理论，通过CDIO的12条标准指引工程教育改革的实施方法，主要包含的内容有：工程背景（标准1）、课程发展（标准2、3、4）、设计实现经验和工作平台（标准5、6）、教学和学习方法（标准7、8）、高水平导师队伍建设（标准9、10）、评估（标准11、12）。CDIO工程教育模式与很多工程教育改革相比，是一个国际性较全面的、系统的工程教育改革模式。模拟电子技术是电气、电子信息类专业主要的基础课程，是学生必修的主干课程，是学生后续课程的基础，在培养学生基础知识、基本技能和创新能力方面起着重要的作用。因此针对课程的特点及目前教学中存在的问题，探讨CDIO工程教育模式下的模拟电子技术课程教学改革与实践，对培养学生的专业技能和工程实践能力具有十分重要的意义。
三、CDIO模式的教学内容
随着电子技术新器件、新技术、新方法的发展和实验设备的更新、换代，现有的模拟电子技术教学内容已不能满足学生和社会的需求，主要表现在：第一，注重理论分析，忽略工程性和实践性；第二，传统的教学内容陈旧，滞后于新器件、新技术的发展。此外，模拟电子技术课程的特点是学时少，内容覆盖面广，基本概念抽象，电路形式多样且难懂等。学生在学完后，普遍反映入门难，知识得不到应用，造成学习效果差、学习积极性不高等现象。为此，对模拟电子技术课程教学内容进行了改革，确定了以模拟电子技术的CDIO工程项目为教学内容，具体见130页表。
CDIO工程项目重在强调器件外部特性，淡化器件内部工作原理，注重教学内容的实用性和工程性，从传统的以教师为中心教给学生向以学生为中心学会学习转变，在讲授知识点时实施以工程项目为内容的教学模式。在实践环节中实施多层次、立体化教学模式；理论教学和实践教学有机结合，实现“教、学、做”一体化教学模式。CDIO工程项目使学生在基础知识的理解、工程思维、工程实践和解决问题的能力、团队协作意识等方面有了显著提高。
四、CDIO模式的课程体系
CDIO工程教育模式坚持以学生为中心，以工程能力培养和素质教育为主线，夯实基础，拓宽专业，重视实践，培养能力，鼓励创新，理论教学与实践教学相结合，课内讲授与课外辅导相结合，共性教育与个性教育相结合，以相应配套政策制度为保障，努力培养具有实践能力和创新能力的卓越工程师人才，构建了多层次、多样化的课程体系，见下图。CDIO模式课程体系的优点是：采用分层次、多样化授课方式，针对不同的学生采取不同的方式，逐步引导学生以自学为主；注重理论教学与实践教学、课内讲授与课外辅导的有机结合；解决了共性教育和个性教育之间的矛盾；注重专业学习与素质教育、学习能力与创新思维培养的有机结合；培养学生逐步形成科学的思维方式、实事求是的科学作风、认真严谨的科学态度。
五、CDIO模式的教学方法
模拟电子技术授课在CDIO工程教育模式框架内进行，需将CDIO工程教育理念灵活地贯穿于整个教学活动中，要树立以学生为中心的教育理念，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性。授课教师首先提出工程项目引导学生思考、研讨，倡导“做中学”的教学方法，增加工程实践动手机会，培养分析问题和解决问题的能力。在实施素质教育、推进教育现代化的过程中，模拟电子技术教育要跟上时展的步伐。为了使CDIO工程教育授课形式统一，教学行为规范，课程组教师课前要进行研讨，总结经验，找出重点和难点。在教学过程中，融入CDIO工程教育模式，以学生动手为主、教师辅导为辅的方式进行。
六、CDIO模式的教学手段
1.利用多媒体技术，使传统板书与现代教育技术相结合。模拟电子技术课程具有理论性强、数学推导多、电路图示多、实践性强、分析和设计手段新等特点。课程组教师自己动手制作电子教案，充分利用多媒体技术手段进行课程教学，课堂教学内容形象、直观、生动、活泼，激发了学生学习的积极性，提高了课堂效率。在课堂教学中传统板书和现代教育技术相结合，针对不同的教学内容采取不同的教学手段。
2.利用仿真技术，使理论教学与实践教学相结合。受实验设备、器材的限制，实践教学无法在课堂上正常进行，造成理论教学与实践教学相脱节。Multisim10是一个优秀的电子技术训练工具，是能够代替电子实验室中多种传统仪器的虚拟电子实验室。任课教师可以在课堂上一边讲解理论内容，一边通过Multisim10软件仿真向学生仿真电路功能，既加深学生对理论知识的理解，又解决了实验条件不足的困难。利用仿真软件构建虚拟实验环境，有利于学生掌握模拟电子技术电路设计和分析的方法技术，是培养学生工程意识和实践能力的重要手段。
3.利用网络技术，使课内教学与课外辅导相结合。在信息化、网络化社会的背景下，课程组教师采取研制开发和引进相结合的办法，建立基于校园网的模拟电子技术课程网络教学平台，内容包括课程信息、学习指导、电子教案、例题精解、练习思考、测试园地、教学讨论区、资料下载等丰富完整的教学资源。网络教学平台的建设为课程组教师组织网上教学和讨论、课外辅导和答疑提供了快速、便捷的手段，为开展教学研究、课程改革提供了平台。在CDIO工程教育模式框架内进行模拟电子技术课程教学，课程组教师要力图做到将网络教学平台与课堂教学有机结合，使课内教学与课外辅导有机结合，相互补充。
七、CDIO模式的实施过程
CDIO工程教育模式将理论教学与实践教学相结合，有效解决了理论教学与实践教学相脱节的问题，使学生在实践过程中发现问题、思考问题、分析问题、解决问题，体现了教学中学生的主体作用，有利于学生加深对理论知识的理解，提高综合实践能力和创新能力，能够充分调动学生学习的积极性、主动性，激发求知欲望，提高学习效率。教学过程为：项目要求―实物演示―分析任务―任务设计―任务实施―发现问题―完成项目/理论分析―评估总结。
实践证明，在模拟电子技术课程教学中采用的CDIO工程教育模式极大地激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率。CDIO工程教育模式有利于培养学生个人专业能力和素质、实践能力和创新能力、团队精神和沟通能力，为学生今后开展工作打下良好基础，将成为培养卓越工程师人才的有效途径。
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文章编号:1004-4914（2012）10-097-03
一、引言
软件工程专业培养方案中的软件项目管理课程主要是为了使软件项目能够按照预定的成本、进度、质量顺利完成而进行分析和管理的活动。该课程的传统教学环节更多的是教师为主，学生更多的充当“听众”的角色，跟着教师的思路去理解、记忆知识。它的问题在于忽视与实际项目的有效结合，且缺乏促进团队沟通与交互的机制，对学生系统化工程技术素质培养的重视程度不够，因此，学生感觉该课程所学知识离自己很远，不能有效地将所学的理论知识应用在软件项目管理的过程中。
二、CDIO与MPE-CDIO高等工程教育模式
CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，黑龙江科技学院在引进CDIO理念的基础上，又进行了创新，提出了MPE-CDIO工程教育模式。
（一）CDIO教育理念
CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育理念是由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等4所大学组成的工程教育改革研究团队提出建立的一整套工程教育理念和实施体系。该理念强调以能力培养为目标，并于2004年成立了CDIO国际合作组织。迄今已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织。通过国际合作的方式，多个国家、大学、专业可并行探索，大大加快了改革步伐，取得了很大成绩。在国内，我校全面启动了基于MPE-CDIO的实践环境建设，并于2010年由副校长张凤武教授带队与CDIO试点高校成都信息工程学院开展CDIO改革经验交流。
（二）MPE-CDIO培养模式
MPE-CDIO是我校提出基于大德育、大实践、大工程（Moral Pratice Engineering)教育理念下的构思-设计-实现-运行工程教育培养模式。所谓“大德育”，对学生而言，就是使其成人的教育，对学校而言，就是全员、全过程、全方位育人。这里的成人是指成为一个健全的人、一个和谐的人、一个有社会责任感的人，一个能适应社会需要的人，一个有益于人类文明进步的人。所谓“大工程”，是以工程应用型人才培养为目标，以工程为背景和主线，着力于学生的工程意识、工程素质和工程实践能力的培养，将工程教育、自然科学教育、人文社会科学教育相融合的现代工程教育观。所谓“大实践”，是以提高学生实践能力和创新能力为目标，将实践锻炼贯穿于人才培养的全过程，将知识和理论固化为学生的素质，转化为能力，满足社会需要的教育理念。
自我院加入英特尔软件学院计划以来，充分挖掘英特尔先进的技术资源，结合软件项目管理课程和CDIO工程教育模式的特点，在该课程的实践教学中实施MPE-CDIO工程教育模式，它使学生的专业工程素质得到明显增强，其教学效果较好。
三、软件项目管理课程的特点
软件项目管理是软件工程专业开设的专业课程，本课程的目的是让学生在短时间内掌握软件项目管理的基本知识和实践能力，并讲授作为一个项目管理者的主要工作和权利。在本课程的教学过程中，是以面授为主，讲授一些基本概念和管理的经典理论，同时结合大公司的软件项目管理案例有层次地拓展讲授；最后是实践阶段，学生采用项目管理工具编写项目管理计划，并跟踪项目的实施。但很多学生在实践环节出现问题，感到无从下手，甚至到了不喜欢学的程度。经过认真分析研究，我认为该课程具有以下特点。
1.软件项目管理实践性强。其本身的特点决定了它不是完全可以从书本和课堂上学会，理解和实践是非常重要的。老师要做到把软件企业中的一些实践经验与学生分享，不能仅限于照本宣科地抽象介绍一些基本原理。
2.合理制定学时。现有的软件项目管理理论学时较多，应当加大对实践环节学时的投入，必要的话可以参照“大学物理实验”模式，单独设置实验学时，让学生参与项目的开发，否则学生根本没有兴趣，更何谈锻炼。
3.学生独立性较强。面向对象程序设计、数据结构等基础课程主要是培养学生独立的逻辑思考和编程能力，但是，它忽视了沟通、交互与团队合作。以往的实践环节，也强调团队开发，但缺乏必要的监督和评价机制，流于形式。
综合上述分析，软件项目管理课程的教学不仅要注重学生专业理论知识的教育，更重要的是要重视学生的工程实践能力和职业道德素质的培养，即培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，自我创新、团队合作交流的能力以及职业道德感和责任心。而这些能力培养完全符合MPE-CDIO教育模式的能力培养目标，因此引入MPE-CDIO的能力培养模式对软件项目管理的教学改革具有很好的指导作用。
篇12
1 引 言
CDIO代表着构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），是麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学自2000年起，经过四年的探索研究创立的工程教育理念。从产品的构思研发到运行改良乃至终结废弃的全过程都是课程的内容，学生以这个生命周期为载体，能够主动地去实践课程，进而训练工程能力。CDIO 教育模式是对欧美20多年来工程教育理念的发展和改革，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，其包括以下方面：
以CDIO 为基本环境、学习目标、一体化教学计划、工程导论、设计-实现-经验、工程实践场所、综合性学习经验、主动学习、教师能力的提升、教师教学能力的提高、学生考核、专业评估。
迄今为止，已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织，CDIO模式培养的学生深受社会与企业欢迎，取得了良好效果，是我国高职教育中值得研究的热点课题。
2 CDIO在中国
我国现行的教育体系中仍然注重理论，看轻实践，强调个人的学术能力而忽视团队协作精神，没有真正的培养开拓创新能力，轻视工程训练，导致大学生普遍缺少职业技能素质，导致我们的学生不能满足当前市场的需要，也制约了学生的顺利就业，而这个问题在软件专业中尤为严重。
从全球的发展趋势来看，软件服务业国际转移是一个趋势，软件专业高职教育必须尽快培养与国际接轨的中国工程师。CDIO来自于欧美，显而易见是针对欧美社会的工程教育问题所提出的解决方案，其是否有效的标准也是根据欧美社会实践来判断的，如果生搬到中国就可能消化不良，得不到什么效果。所以说，我们应该学习外国经验，但务必要明了中西文化差异、中西体制差异以及教育体制差异，在差异中找到适合中国国情的高职教育之路。最终，能够教学相长、校企结合、共创 CDIO 在中国高职教育的大环境；要根据中国的具体情况，让CDIO在中国解决中国的教育问题。
3 软件专业基于CDIO的人才培养
3. 1 基于CDIO的软件专业课程大纲
参考CDIO工程教育能力大纲的内容，将构思、设计、实现和运作紧密结合起来，打破传统学科体系，改进培养方案，构建一体化的课程体系，大纲中包括明确的实验能力训练课程，如基础性实验、设计性实验、综合性实验和专业创新性实验。
课程大纲的主要任务是要明确学生在校园里经过学习后所能达到的目标，以此定制专业课程大纲，既有基础技术知识，又有职业技能、职业道德、团队交流能力、企业和社会的构思、设计、实施和运行（CDIO）系统的学习，培养应用型人才，旨在培养能力，包括：技术基础知识与理解能力、推断与创新能力、沟通与合作能力、个人职业素质能力、对工作的态度与责任感。促进理论向应用的转化，知识向技能的转化，单项技能向综合素质的转化，将课程大纲详细化，从理论到实践的全方位教学方案写入课程规划，应用CDIO构建全方位一体化的软件专业课程大纲。
3. 2 能力训练项目的教学设置
根据基于CDIO的软件专业课程大纲，将课程大纲模块化进行教学，其教学的改革中心是能力训练，学习内容以项目为载体，围绕项目具体内容，把知识和项目融合在一起，形成一个整体，在项目实践中进行能力训练。
邀请企业合作，由专业老师和企业工程师共同组成指导小组，分析软件技术岗位职业能力，确定软件技术学员的职业目标，共同培养能够从事软件及IT服务外包产业，软件产品开发、软件测试、软件产品管理、软件产品销售及售后服务等岗位的一线技术及服务人员。使项目的选择与设计都能够与企业相联系，结合市场需要，使项目更加具有实践性、针对性、实时性、合理性。
在教师的指导下，学生分成多组，培养团队精神，从设计开始一边学一边做，带着目标，根据策划实施项目，带着问题，让学生通过查阅相关资料、小组讨论和教师辅导的方式构思项目方案，同时对软件的专业知识和技能的进一步学习产生兴趣，小组全体成员的最终设计得到指导教师的认可后，将设计方案实施、运作。能力训练的项目可以多个，由基础的单一项目起步，再到复杂的综合性大项目。每个项目完成后，每个小组提交相关的实验报告与成果，并进行汇报和答辩，包括如何构思、设计、实施，到最终能够运作、总结遇到的困难和解决办法。通过项目全生命周期的实践，将理论分析与实际应用相结合，让学生学会将专业知识同实际工程应用紧密联系，通过项目的实施，学生对典型工业产品的结构、设计和制造过程有一个基本的、完整的体验和了解。
除了计算机网络技术、数据库系统、软件产品开发管理流程、软件开发各岗位关系与职责、软件测试技术、软件运维技术、软件行业的规范标准、软件从业人员的素质等课程内容。还要通过规定整个学习期间完成一定的选修学分，来要求学生完成选修的课程，可以根据自己的兴趣、爱好进行选修，但鼓励学生应该学习运筹学、经济学、管理学及相关课程，丰富和完善学生的知识结构，有助于学生工程能力的培养与形成。
3. 3 CDIO工程能力评价
CDIO工程能力评价是学生在实施课程体系后，学校对其达到的能力层次的评价，是完成能力训练之后技术能力、团队协作能力、策划设计能力的掌握程度的具体衡量。
采用的评价方法可以包括笔试、提交实验报告、学生的自评与互评、汇报与答辩、教师与企业工程师的评价等。CDIO注重能力的培养，不同课程的侧重点不同，不同的能力也要用不同的方法进行评价。在完成课程项目完成后，以项目小组为单位，组内同学进行自我评价，再进行同学之间互评，营造探讨与分享的氛围，找到相互的优、缺点，扬长避短，最后老师结合项目报告或汇报等方式作出评价及打分，还可以加入汇报与答辩，邀请企业工程师参加，对学生CDIO工程能力进行评价，多种评价方法相互结合。
CDIO工程能力评价规则需要在开展课程之前明确并且对学生声明。CDIO工程能力评价模式重视学生的过程评价，提倡多样化的评价方式，综合考核学生的学习能力、团队合作能力、实践能力及创新能力。首先，增强了评价数据的价值，是公平、科学的考核制度，从而提高学生学习的积极性和主动性；其次，使学生更加确定自己的学习效果，对学生的实践过程更有鼓励性，考试不仅仅是考试，使考试变得更灵活，不再倾向书本，也是获得知识的一个过程；既能检测教学水平、教学质量和教风，又能提高学习风气、规范学生行为。
4 结 论
在中国应用CDIO工程教育模式，实施适当的项目制教学改革，势在必行，特别是在软件专业的高职教育中，让学生自主地学习，引导团队精神、沟通能力，培养从策划到实施全方位的实用性人才，进行工程能力训练，激发学生的创造性，提高综合职业能力，更好地适应就业需求，利用中国化的CDIO 工程教育模式培养出高质量的IT人才。
篇13
一、CDIO的引入与发展
近年来，CDIO工程教育模式推动了世界各地工程教育的发展，是世界工程教育改革的卓越成果。从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所大学，经过4年探索研究，提出CDIO工程教育模式，其中，C（Conceive）代表构思，D（Design）代表设计，I（Implement）代表执行，O（Operate）代表运作。它以产品的研发到运行的生命周期为载体，通过系统的产品设计让学生以主动的、实践的、课程间有机联系的方式学习。我国的工程教育改革也紧跟时代步伐，根据自身的教育特点和基本国情，努力实现CDIO教育理念与本土教育的有机结合，促进我国工程教育的发展，改变多年来工程教育与实际生产相脱离的现实。其中汕头大学于2005年最先开始展开CDIO工程教育改革的实践活动，并取得了良好的教学效果。此后几年，国内许多高校也纷纷开始进行基于CDIO模式的工程教育改革。
二、工程图学教学现状
工程图学是实践性很强的课程，传统的工程图学授课注重投影理论、三视图的阅读与绘制、图样表达等基础知识和基本能力的传授与训练，而忽视了该课程的实训性。由于缺少真实生产环节的生产实践活动，学生对一些涉及工程实际的知识点（如金属工艺知识、零部件设计及加工理论知识等）掌握不好，导致学生不能理解所标注尺寸的合理性，不懂得技术要求的填写等。因此，绘制的图纸不规范，存在较多问题。由于传统的重理论轻实践的教学模式，影响了学生工程实践能力的培养，不利于学生全面发展。而CDIO工程教育模式的改革正好可以弥补目前工程图学教育存在的不足。
三、融入CDIO教育理念的工程图学教学体系，体现“做中学”的实践理念
CDIO模式注重系统的能力的培养和工程素质的提高，得到了产业界的充分肯定。2005年燕山大学机械工程学院带头进行CDIO教学改革。里仁学院也紧跟步伐，根据我院的教学特色，重新审视传统的教学过程，反思其重理论轻实践的教学效果，开展了基于CDIO的工程图学教学改革，进行了一系列的探索和实践。
1.重建CDIO特色的课程体系，结合社会需求确定教学内容。
图样是设计、制造等各环节的重要技术资料，是工程界进行技术交流的“语言”，是每个工程技术人员必须掌握的基本技能。学生经过长时间的大学教育，毕业后所具备的技术知识、专业能力和工程素质，要能直接拿来为企业服务，得到社会的认可。如果教学过程只是纸上谈兵的过程，学生便不能把学到的知识灵活地运用到工程实践中，不了解实践中工程技术上的设计思路、零件结构的合理性、实际操作的方便性、图样表达和尺寸标注的完整性等。“设计是为制造服务，制造是设计的后续。一个设计作品如果不能或难以制造出来，则只能是一个毫无意义的作品”。因此，我们应该从工程实际出发，减少投影基础理论、相贯线、标准件等知识，加强工程上最常用的构型能力、图样表达能力、绘制和阅读工程图样的能力、计算机绘图能力等教学内容，注重能力的培养，重建基于CDIO理念的、与生产实际相结合的课程体系。
2.从产品设计制造出发，引入特色三级项目，融入CDIO理念。
以本教学改革使用的传动器为例，在学期初便把传动器展现给学生，在学习表达方法时，让学生自主讨论设计各个零件的表达方法;在学习零件图的过程中，结合零件的实际应用，再优化各个零件的表达方案，并使标注的尺寸能够满足设计和加工工艺要求，标注出设计、制造、检验等方面的技术要求;在学习装配图的过程中，根据传动器的工作原理和装配关系，分析、研讨装配图的表达方案，并绘制出传动器的装配图。这一过程主要由学习小组自主完成，小组代表陈述，学生集体讨论，教师给以适当的引导并做出点评。最后，完成设计说明书，并制作PPT进行答辩，由各小组组长评定打分。
整个过程中，充分调动学生对工程实际的好奇心，引导学生在实践中自主学习，潜移默化地提高了自学能力。在此过程中培养学生的团队合作能力，以及学生的工程意识和对产品负责的观念，培养耐心细致严肃认真的工作作风。学生充分认识到了现在所学知识的重要性，更激发了对本学科学习的热情。
3.突出实践性，注重理论与实践的结合。
工程图学是一门与工程实践紧密结合的课程，根据工程实例、加工过程、工艺结构等，对学生进行基本理论的讲解，培养工程素质，促进理论与实践的结合。例如，在讲解内螺纹孔的规定画法时，结合内螺纹盲孔的加工过程的动画，会激发学生的兴趣，更好地理解这些规定画法。第一步：用钻头钻孔，形成直径为0.85D的光孔，因为钻头的因素，产生118°的锥角，为作图方便，可简化画成120°，如图1图2所示;第二步：攻丝，形成大径为D的内螺纹孔，因为丝锥不能攻到底，所以需要画出0.5D的攻丝余量。结合生产实践，使学生在学习这些规定画法时，不是枯燥乏味地死记硬背，而是能更透彻地理解规定画法，从而能更好地记住和运用这些规定画法。
4.丰富教学手段，优化基于CDIO理念的教学环境。
针对不同的教学内容和要求，使用黑板与多媒体相结合的教学手段。在徒手绘制典型例题的解题过程中，把教师的思维过程展示给大家，并根据学生的反馈调整教学方法与讲解进度，促进教师与学生的互动，营造活跃的学习气氛。多媒体课件的应用丰富了教学内容，并结合多媒体动画，把一些装配仿真过程等直观地展现在学生面前。充分应用模型室的实物模型，并应用计算机三维构型软件，建立虚拟模型。虚拟模型作为实物模型的补充，大大丰富了模型资源，克服了传统实物模型室时间和空间上的限制，改善了工程图学教学环境。另外，给学生观看典型零件的加工视频、焊接过程视频、铸造过程视频等，有助于学生开阔工程视野，优化工程图学的教学环境，保证CDIO教学理念在实际教学中的融合。
四、融入CDIO理念的工程图学教学改革效果
本文从CDIO工程能力形成出发，提出了构建CDIO工程图学课程体系的方法，实施了基于项目学习的教学体系的改革。实践证明，CDIO教学模型培养了大学生的工程素质，这种自主学习的能力和以项目学习为基础的工程技能的培养，为后续课程及毕业设计奠定了良好的基础，改善了企业发展对创新工程人才的需求。
参考文献：
