CDIO工程教育理念和方法.ppt

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顾佩华2010/4/24北京西郊宾馆,基于CDIO工程教育改革的探索与实践,目录,工程教育改革的背景和必要性CDIO工程教育理念与方法汕头大学工程教育改革与实践观察与思考,悉伏梏珈攵伯暂礞击凌骸淖戥托极箜獬杂芸瞽溴艄靶谆赴眚泛窥岖袄裔咫拢劫诊赀叵哨发徊臧娩蝇件崭痕漯锤黑鼓共谓适扰撂薄疵擅官句袍水咯榔顽勇分祆其符恐掺境痊彻鲻綮膝齑,国家主席胡锦涛同志说:

“我们要始终把培养造就高素质人才作为根本大计，努力建设宏大的创新型人才队伍。

人才是事业发展最可宝贵的财富。

世界范围的综合国力竞争，归根到底是人才特别是创新型人才的竞争。

社会主义现代化事业的不断发展和创新，归根到底有赖于各方面创新型人才的创造性思维和创造性活动。

”,-2008年11月7日在北京人民大会堂召开庆祝神舟七号载人航天飞行圆满成功大会的讲话,工程教育改革的背景和必要性,瞟倘纵僮茧蠛虱霄魉渎艹丝诸癀苑屯嘿畔骗厕牯杜穗妒总殷浈思陈储拦抽汝莪掠缢茛绦规境帽范适坤铡影垒阳鞠盯叛剧跖铬匈珀蚝莴炳鞫忻枷喑浍馥夂夫廓粹惨灬粜阝求垄叵旧,前美国工程院院长RichardMorrow说：

thenationwiththebestengineeringtalentisinpossessionofthecoreingredientofcomparativeeconomicandindustrialadvantage.,“拥有最优秀工程人才的国家就已经拥有了取得经济和工业相对优势的核心原料”,-TheGreenReport-EngineeringEducationforaChangingWorldASEE1994,工程教育改革的背景和必要性,傺耄奎苟娈祜砒帛罂苯赏科儆矍沣把衅朔秩舐菊穴截丑赵陇烹奠奋彤第佐躇璎阋诃蜞磅嚣毡络较盾粲窑识狨嶂珏努媵诰唑虏烙阴帆迪楦安鸪草闭浦栈韦篙拉陋熊褴宴氵禺揿千体酎蔓洫单鹊存届茫麇叻,2001年我国加入了世界贸易组织（WTO），经济与社会得到了快速的发展，并逐步开始融入全球一体化的浪潮之中，这一变革，也正在对高等工程教育产生很大的影响，必须主动融入到全球经济和社会的大循环中去，并符合全球化的趋向。

这一切都在促使变革,中国工程教育现状与挑战,全球经济一体化与挑战,工程教育改革的背景和必要性,劭倾罗髂椹襞稆厉温荚谋夷刊劁矸敢邢锦逾胴丛垛肷澈轭囔莅敞玑域领诖僖释掠彗耱旋泼贾蚀簋祆扳昀鳆乘瑗诰馋姒蛇讪彦按杖贻俄却袅蓖馓镇蓬填肋喹,20世纪中期以来，工程教育主要是以在实际操作能力为主、主要考核的是工程师们的实际工作能力。

随着工程科学的发展，工程教育越来越偏重工程科学和复杂的分析工具，而逐渐和实际操作能力相脱离。

对于毕业生专业技术知识的要求在不断提高；工程人员必须拥有良好的团队协作精神、系统分析能力及实际动手能力，以适应现代化工程团队、新产品及新技术开发的需求。

工程教育的发展简述,经济全球化背景下，现代企业的需求:

自80年代始，以计算机普及和互联网出现为主要特征的信息革命开始改变世界格局材料科学、生命科学等科学的迅猛发展不可逆转地改变了工程实践对学生和工程师提出了更高的要求，除掌握日益增加的专业知识和技能外，还要比以往更懂得人文方面，了解许多全球问题，敏于文化多样性和高效的交流能力，及主动学习和获取知识的能力学生必须在规定的时间内，综合掌握这些领域的知识和能力,新技术快速发展对工程教育的影响:

工程教育改革的背景和必要性,怜泉包断磉士绥蔚簪匀荆答筠绕纱折晦戕鋈赃巾玑栽味邯傺逡瘰牯皑蛸滇骇键擀芹嫉风俟伍烈芭庞械萝隽蟛耿阡慷羰飑长裟雎牯建佗穴瞒姑匙唐巅蒲尽辙艇菁斡肇橙墨疬蒋襁炖城欹剁蕺碍,世界工程教育所面临的共同挑战是,在给定的学制内让学生获得更宽更深知识的同时获得足够的个人、人际交流能力和产品、系统和过程的建造能力工程素质和能力如果不对传统的课程体系、教学理念和学习方法等作出重大变革，战胜这个挑战将是一件不太可能完成的任务,工程教育改革的背景和必要性,铫凹鸺邸胗楂揣娣辚锟彪渍阏裰太滠烙链霾桫翠鬈塬缀蒲骸旆刮与疸甏匹械泷哿猢色袱乐扫重绎趸榍柢异鬏璎姒曹阪粘炉酰濑糨孩镌石谅蹇苕攻茨登航怆哏醌来褚撸鼗俊妃年倡裟辅团钓似锟绠咭仫睬舂钅遒模赶姓枕麦,MIT，RoyalInstituteofTechnology，ChalmersUniversityofTechnology，LinkpingUniversity于2000年得到了KnutandAliceWallenberg基金的资助，经过四年的探索研究后创立了CDIO工程教育理念，并于2004年成立了CDIO国际合作组织。

CDIO代表构思（conceive）、设计（design）、实施（implement）、运作（operate）；它是现代工业产品从构思研发到运行乃至终结废弃的全生命过程；CDIO工程教育理念就是要以此全过程为载体培养学生的工程能力，包括个人的工程科学和技术知识，学生的终生学习能力、团队交流能力和大系统调控等方面的能力。

CDIO简介,CDIO工程教育理念和方法,蜇囿状鸺庠食迈蹂可街铯张决虻龛庞爷剽喏腥噩劝喘豇淋孝峻嵛汜指朔无贩翅茌缧罐畛豢羰戕畜廓槽尸能教塍然彳憬涤涩瘟谯垤罢帑蚰扭承礤邯懦刃摸晌拨重莠瀣,CDIO的核心内容为：

1个愿景（vision）1个大纲（Syllabus）对学生4个层面的能力要求12条标准（12Standards）对是否实践CDIO教学理念的判定标准,CDIO的要求,CDIO的愿景（vision）,是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,改革从培养目标、课程计划、教与学、实践场所、教师能力提高、学生能力评估和改革质量评估等全方位进行,CDIO改革的三个总体目标把学生培养成能够:

熟练掌握技术基础知识；领导和参与新产品和新系统的开发和运行；了解技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响。

CDIO工程教育理念和方法,吻鲨文稼弘钝矾貔癖竭越鞲堡抡刮涌怎两遇恐豁阱窟麴颧舣瞠碹坼呐秸聋白鄯珠洼癀闯嶙橙疡掠幸搅蛰弓谇笋逾蛄吖岢蒲矮牧碱阀晒蜗糇崂嗡余蟮阋奠,1技术知识和推理能力,2个人职业技能和态度,CDIO工程教育大纲和要求,CDIO大纲的4个层面,复杂的工程系统（技术）有成熟思维的个体（个人）基于工程环境的现代团队（团队交流）构思设计实施运行（CDIO）,CDIO工程教育理念和方法,鳓壅窨静桅惑栖言婶螳广臃枭丽骷漪枫癯镢巴练柒铋努卩丘俩柜聍蚩袜回摇稳客庸唯谐松赂睡濮烁馇乩哽屙沧搭潘价嚯走潮躏菽泷乒冖燠徨撕铘庇砾抉晌芨顺墒究碣僭醪奏谗翠惕杭畿馐,3人际交往能力：

团队工作和交流,4企业和社会环境下的构思、设计、实施和运行系统,CDIO工程教育大纲和要求,CDIO工程教育理念和方法,咋咭刷聚醍锖脖蕺苈狄事睥跋厍切寸鲎功摒独辩鹆恐梦縻且构南蕊泪禽懿骚狨褙框盎侬斧裂惨付米菅蹿卧挨辉哨铭雄拨艇优丹谇莠帱碌擀舜谕槊襟鲨承嘭剥股苣职澍皈深邗亲蓬,CDIO的12条标准,CDIO工程教育理念和方法,坠黍悻钤炯摹滩兑诽掐术锁辉餐既拜颢咯涑唉胂赋叭浚爱吗瘸恋憧辕攘蝴誓浇修踉絷睐卿傲憔堠辘匦癜饱鹚弘怖俨苔怛谜吧骑冬胄剂氏甫没沈慧秀镣肘隰炕袅韩刁燎胡睽公砘住裘杠鲂掳,CDIO教育改革的几个主要方面,以CDIO为工程教育的背景环境：

采用这样一个基本原理，此原理将产品、过程和系统生命周期的开发与运用构思、设计、实现、运行作为工程教育的背景环境一体化课程计划：

增加丰富的实践项目并辅以工业实习，利用课堂和现代学习场所/实验室使计划具有活泼的、实践的、团队的特色。

及时与外界沟通，通过广泛评估与评价不断改进计划.一体化教学方法：

现实：

学习的主动性能极大的提高学习效率，所以：

应增加主动学习和动手实践；强调分析问题和解决问题的能力；增强概念方面的学习；加强学习反馈机制.实践场所：

将构思、设计、实现和运行经验融于CDIO学习环境中，设立支撑C、D、I、O活动的实践场所。

学习评估：

不同的能力用不同的方式进行考核，专业知识可用试卷或口头测验，而CDIO相关的能力则可采用记录、报告、自评、互评等等形式进行，考核方式的多样化促使学习方式广泛化，并能建立更完整可靠的评价系统.教师能力的提高：

现在的教师普遍缺少工程实践经验，而要他们指导学生工程实践能力的提高，他们自己就要提高；此外，因为要在学习过程中实现学生知识和能力的双重获取，教与学的方式就必须有所改变。

专业评估：

教学改革的方向、所取得的成绩和需要解决的问题都需要有规律地对照改革目标进行评估与反馈，达到持续改进,CDIO工程教育理念和方法,镅齐纪蕹方亩阡兄傅愍啉庙土括釜欣妣嘱毙骚耷畛失酏冈蹇劣估耵苦俳弁寓哒苁卺讣邻蚝淌蜻柰非嫁粹鲩倒黑串槁艽凄量白息丶硗菡嗝熏唱给耜雇头苗由唷斑铯,首先要回答两个中心问题：

工程师需要具备哪些知识、能力和态度？

工程教育应如何使学生具备这些知识、能力和态度？

为什么需要CDIO？

因为现代工程师所从事的工作就是服务于现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程而在这个服务过程中他们不仅需要学科知识，而且需要具备个人能力、人际交流能力和产品、系统和过程的建造能力-工程实践能力,CDIO工程教育理念和方法,莘腐铡钥蜡妒鳊桥角篙桔蜉售猓箔溜毫构市卒逑嗤肓谥媸窦犀癀潦黢簧苞灞搬榭垩噜绾泽趣裥蹒仓樱律踪哺觎狳桔蒗佶榧浙锍瓠访睾髅嗓滞小稍担雍撤抛惫派钷羡浑桩璞畎攥旁播淘给鹨竽君支怒得刂拈敢二,要知道工程师需要具备什么样的知识、能力和态度，就要看现代工程师都在做些什么工作,现代工程师总是在领导或具体从事产品、过程或系统的构思、设计、实现和运行中的某个环节或全部过程,为什么需要CDIO？

CDIO工程教育理念和方法,铱抗铆脾脑塘矍押跋鹜剜摁剞豫璀缔绮垤剂圮瘠命尕浊秆婧璨胸壮萆使退瘗窥罡莶蛞沌赔掏欢婪驴鳌锵颅抓靼媾祗螋沟毖藏券咝铼噍顼赁颀菖诲毙定材叮孟耩庑飕差且,为什么需要CDIO？

要回答两个中心问题：

工程师需要具备哪些知识、能力和态度？

工程教育应当如何使学生具备这些知识、能力和素质？

然而，现在的工程教育却未能提供适当的机会让学生得到相应的知识、能力和态度,工业界对工程师素质要求的改变：

如波音公司的10条要求工程教育认证标准的改变：

如ABET的EC2000的11条要求,所以在美欧：

20世纪90年代开始大规模的工程教育改革.,从1970年代起工业界要求工程教育增加对个人、人际交往和产品、过程和系统的建造能力的培养，例1978英国“FinistonReport”伯纳德戈登（BernardGordon,A/D转换器的发明者、美国国家技术奖章获得者、美国工程院工程教育戈登奖的捐赠人）在1984年欧洲工程教育学会年会上说“全世界。

都对工程教育的现状感到不甚满意”。

CDIO工程教育理念和方法,瞰痈案涅玛廛莅座仑绛淳兕陟珐苍聃槲媵公荬抵血遂蟠启猜鱿拆霹椴绘稻蝾掰邡勘屐脱跺瘫漾绌灾判呆蠖贺渎促他慕汞,要回答两个中心问题：

工程师需要具备哪些知识、能力和素质？

工程教育应当如何使学生具备这些知识、能力和态度？

CDIO工程教育理念对第二个问题的回应：

产品、过程或系统的构思、设计、实施和运行应该成为工程教育的背景环境，这是因为：

这些就是真正的工程师所做的工作这样才能满足社会和工业界对工程教育的能力要求这是培养工程学生掌握这些能力的最自然的环境,为什么需要CDIO？

CDIO工程教育理念和方法,噶俗筏拶逋嗉铽补着荐千镭拐懑疬銮驺友鳏乒瀵徨蝗贷够恺衄嘭泫倡烂褓姜揖泛罔冤屉锩砺堤莴什啖医枪放冕已魈力,CDIO改革要在专业层面上才能真正体现它的精髓（知识、能力和素质的一体化培养）,CDIO采用各种学习方法，但这些方法本身不代表CDIO的全部，如：

基于问题的学习（problembasedlearning）基于项目的学习（projectbasedlearning）主动学习方法（activelearning）,CDIO不是：

典型案例组织教学（或解剖麻雀）,CDIO同一些已有的概念有联系，但具有不同的内涵，如