工程教育发展战略做中学的CDIO模式

工程教育发展战略“做中学”的CDIO模式查建中联合国教科文组织产学合作教席主持人北京交通大学教授苏州工业园区职业技术学院苏州，2008年5月9日国际化产学合作符合国际标准的人才培养目标做中学•产学合作是办学机制的改革，国际化是办学战略目标的改革，体现开放式工程教育思想•做中学是教学方法论的改革，通过五种综合能力的培养，全面提高学生综合素质•三者互相支撑，互相融合，有机集成，缺一不可工程教育发展战略框架工科教育发展战略之一：做中学做中学：杜威提出的学习方法论（听中学）基于项目的学习-工程教育的教学的方法论CDIO-”基于项目的学习“的一种模式代表构思（conceive）、设计（design）、实施（implement）、运行（operate）基于产品、流程、系统生命周期工程项目的工程教育方法以工程项目生命周期全过程为载体培养学生的工程能力，个人的职业道德、学术知识和运用知识解决问题能力，终生学习能力、团队工作能力、交流能力和大系统掌控能力发起单位：MIT，瑞典皇家工学院等,现发展到30几个大学的航空工程专业和其他专业,取得极好成果,得到产业界的认可(2000年:KnutandAliceWallenberg基金-1600万美元；2007年：Gordon基金-2000万美元；CDIO毕业生工资提高15%）2004年创立CDIO工程教育理念，并成立CDIO国际合作组织2008年中国教育部组织课题组试点什么是CDIO？围绕项目的全过程（构思、设计、制作、运行）实施教学过程项目：一门课、一组课程、学习全过程评价：能力=理论+实践+效果工程教育的走势个人能力、团队能力、产品-流程-系统的建造能力学科知识1950s前:实践1960s:科学与实践1980s:科学2000:CDIO工程师同时需要这两维，工程教育必须能提供这两维CDIO的12项标准-最佳实践工作方法1.CDIO关联原则2.CDIO的教学目标结果3.集成课程设置4.工程概论5.设计-制作经验6.CDIO的工作环境7.集成化教学过程8.主动学习9.教师的CDIO能力10.教师的教学能力11.学生CDIO能力评价12.CDIO项目评价CDIO的12个标准标准1：CDIO的关联原则标准2：CDIO教学目标结果标准3：集成化课程设置标准5：设计-制作经验标准7：集成化学习经验标准9：教师CDIO能力标准11：学生CDIO能力评价标准1：CDIO的关联原则Context，NOTContent把工程项目的全生命周期CDIO作为工程教育中教学过程关联的载体，强调的是“关联”，而不是具体的“内容”“专业不对口”的教训：强调了“内容”，而不是“关联”培养做成事的能力获取知识的能力（自学）运用知识的能力（解决问题）共享知识能力（团队合作）发现知识的能力（创新）传播知识的能力（交流沟通）(SeeHandbook,p.4)标准2：CDIO的教学目标结果明确、具体化的教学结果（包括各种能力和学科知识）符合培养目标为教育利益各方所确认（产业、学生、教师）可用于课程设置和教学大纲制定作为学生学习结果评价的的依据(SeeHandbook,p.5)CDIO教学大纲1.0技术知识与推理基础科学知识核心工程基础知识高等工程基础知识2.0个人专业能力和素质工程推理和问题求解实验和知识创新系统化思维隔热能力与素质专业能力与素质3.0团队合作与沟通能力多学科团队合作交流沟通能力外语交流能力4.0在企业和社会的CDIO关联体系外部与社会的关联、企业与业务的关联、构思和工程系统、设计、制作、运行CDIO教学大纲•第三层教学大纲•还有一到两层的细节•合理性•完整性•评审•课程设计和学生评价的基础1TECHNICALKNOWLEDGEANDREASONING1.1.KNOWLEDGEOFUNDERLYINGSCIENCES1.2.COREENGINEERINGFUNDAMENTALKNOWLEDGE1.3.ADVANCEDENGINEERINGFUNDAMENTALKNOWLEDGE2PERSONALANDPROFESSIONALSKILLSANDATTRIBUTES2.1.ENGINEERINGREASONINGANDPROBLEMSOLVING2.1.1.ProblemIdentificationandFormulation2.1.2.Modeling2.1.3.EstimationandQualitativeAnalysis2.1.4.AnalysisWithUncertainty2.1.5.SolutionandRecommendation2.2.EXPERIMENTATIONANDKNOWLEDGEDISCOVERY2.2.1.HypothesisFormulation2.2.2.SurveyofPrintandElectronicLiterature2.2.3.ExperimentalInquiry2.2.4.HypothesisTest,andDefense2.3.SYSTEMTHINKING2.3.1.ThinkingHolistically2.3.2.EmergenceandInteractionsinSystems2.3.3.PrioritizationandFocus2.3.4.Tradeoffs,JudgmentandBalanceinResolution2.4.PERSONALSKILLSANDATTITUDES2.4.1.InitiativeandWillingnesstoTakeRisks2.4.2.PerseveranceandFlexibility2.4.3.CreativeThinking2.4.4.CriticalThinking2.4.5.AwarenessofOneÕsPersonalKnowledge,Skills,andAttitudes2.4.6.CuriosityandLifelongLearning2.4.7.TimeandResourceManagement2.5.PROFESSIONALSKILLSANDATTITUDES2.5.1.ProfessionalEthics,Integrity,ResponsibilityandAccountability2.5.2.ProfessionalBehavior2.5.3.ProactivelyPlanningforOneÕsCareer2.5.4.StayingCurrentonWorldofEngineer3INTERPERSONALSKILLS:TEAMWORKANDCOMMUNICATION3.1.TEAMWORK3.1.1.FormingEffectiveTeams3.1.2.TeamOperation3.1.3.TeamGrowthandEvolution3.1.4.Leadership3.1.5.TechnicalTeaming3.2.COMMUNICATION3.2.1.CommunicationStrategy3.2.2.CommunicationStructure3.2.3.WrittenCommunication3.2.4.Electronic/MultimediaCommunication3.2.5.GraphicalCommunication3.2.6.OralPresentationandInterpersonalCommunication3.3.COMMUNICATIONINFOREIGNLANGUAGES3.3.1.English3.3.2.LanguageswithintheEuropeanUnion3.3.3.LanguagesoutsidetheEuropeanUnion4CONCEIVING,DESIGNING,IMPLEMENTINGANDOPERATINGSYSTEMSINTHEENTERPRISEANDSOCIETALCONTEXT4.1.EXTERNALANDSOCIETALCONTEXT4.1.1.RolesandResponsibilityofEngineers4.1.2.TheImpactofEngineeringonSociety4.1.3.SocietyÕsRegulationofEngineering4.1.4.TheHistoricalandCulturalContext4.1.5.ContemporaryIssuesandValues4.1.6.DevelopingaGlobalPerspective4.2.ENTERPRISEANDBUSINESSCONTEXT4.2.1.AppreciatingDifferentEnterpriseCultures4.2.2.EnterpriseStrategy,GoalsandPlanning4.2.3.TechnicalEntrepreneurship4.2.4.WorkingSuccessfullyinOrganizations4.3.CONCEIVINGANDENGINEERINGSYSTEMS4.3.1.SettingSystemGoalsandRequirements4.3.2.DefiningFunction,ConceptandArchitecture4.3.3.ModelingofSystemandEnsuringGoalsCanBeMet4.3.4.DevelopmentProjectManagement4.4.DESIGNING4.4.1.TheDesignProcess4.4.2.TheDesignProcessPhasingandApproaches4.4.3.UtilizationofKnowledgeinDesign4.4.4.DisciplinaryDesign4.4.5.MultidisciplinaryDesign4.4.6.Multi-objectiveDesign4.5.IMPLEMENTING4.5.1.DesigningtheImplementationProcess4.5.2.HardwareManufacturingProcess4.5.3.SoftwareImplementingProcess4.5.4.HardwareSoftwareIntegration4.5.5.Test,Verification,ValidationandCertification4.5.6.ImplementationManagement4.6.OPERATING4.6.1.DesigningandOptimizingOperations4.6.2.TrainingandOperations4.6.3.SupportingtheSystemLifecycle4.6.4.SystemImprovementandEvolution4.6.5.DisposalandLife-EndIssues4.6.6.OperationsManagement(SeeHandbook,p.17)标准3：集成化课程设置课程设置要同时支持学科知识课程及模块并达到教学结果目标（相关性、知识内容、能力）集成的个人、团队能力及产品-流程-系统建造能力（落实在教学计划中）标准5：设计-制作实践课程设置包括“设计-制作”实践项目，基础层次和高级层次的项目从构思阶段的概念设计开始，经历产品设计和实现阶段培养应用工程科学知识设计产品的能力和产品及系统制作的能力要成为教学计划的一部分要涉及一门以上的课程，要求课程之间的关联与学生科技创新活动不同，CDIO模式要求每个学生都参加“设计-制作”活动，不以自愿为原则标准7：集成化学习经验集成化的学习经验将理论学习、教学和实践集成，双重利用学生的学习时间教师在讲授工程理论同时向学生示范工程师CDIO工作的榜样标准9：教师CDIO能力采取措施使教师加强个人自身能力、团队合作能力、建造产品和系统的CDIO能