基于CDIO工程教育改革的探索与实践顾佩华学习教案

会计学1基于基于CDIO工程教育改革工程教育改革(gig)的探索与实的探索与实践顾佩华践顾佩华第一页，共40页。n工程教育改革的背景工程教育改革的背景(bijng)(bijng)和必要性和必要性nCDIOCDIO工程教育理念与方法工程教育理念与方法n汕头大学工程教育改革与实践汕头大学工程教育改革与实践n观察与思考观察与思考第1页/共39页第二页，共40页。n国家主席国家主席(zhx)(zhx)胡锦涛同志说胡锦涛同志说:“我们要始终把培养造就高素质人才作为我们要始终把培养造就高素质人才作为(zuwi)根本大计，努力建设宏大的创新型人才队伍。人才是事根本大计，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。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(dhu)堂召开庆祝神舟七号载人航天飞行圆满成功大会(dhu)的讲话第2页/共39页第三页，共40页。n前美国前美国(mi u)工程院院长工程院院长Richard Morrow说：说：the nation with the best engineering talent is in possession of the core ingredient of comparative economic and industrial advantage.“拥有拥有(yngyu)最优秀工程人才的国家就已经拥有最优秀工程人才的国家就已经拥有(yngyu)了取得经济和工业相对优势的核心原料了取得经济和工业相对优势的核心原料”-The Green Report-Engineering Education for a Changing World ASEE 1994第3页/共39页第四页，共40页。n20012001年我国加入了世界贸易组织（年我国加入了世界贸易组织（WTOWTO），经济与社会得到了快速的发展，并逐步开始），经济与社会得到了快速的发展，并逐步开始(kish)(kish)融入全球一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。循环中去，并符合全球化的趋向。这一切都在促使这一切都在促使(csh)变变革革中国工程中国工程(gngchng)教育现状与挑战教育现状与挑战中国工程教育取得的成绩：中国工程教育取得的成绩：l规模扩大：规模扩大：在校生数由在校生数由19981998年年的的780780万万上升到上升到20052005年年的的23002300万万l入学率提高：入学率提高：由由19981998年年的的9 9.8%.8%上升到上升到20052005年的年的2121%l投入增加：投入增加：（1996199620042004年）教育经费总值增加年）教育经费总值增加142142，占，占GDPGDP比重由比重由2.5%2.5%上升到上升到2.92.9l设施改善设施改善 l学科建设进展学科建设进展 l国际交流合作增加国际交流合作增加目前面临的问题：目前面临的问题：l科学教育导向、模式比较单科学教育导向、模式比较单一一l层次不够清晰层次不够清晰(模糊模糊)l实践能力有待加强实践能力有待加强l经费不够充足经费不够充足l收费提高，困难学生增加收费提高，困难学生增加l就业问题，供需矛盾就业问题，供需矛盾全球经济一体化与挑战全球经济一体化与挑战第4页/共39页第五页，共40页。2020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(fzhn)(fzhn)，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。，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对于毕业生专业技术知识的要求在不断提高(t go)(t go)；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。产品及新技术开发的需求。n工程工程(gngchng)(gngchng)教育的发展简述教育的发展简述n经济全球化背景下，现代企业的需求经济全球化背景下，现代企业的需求:自自8080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n新技术快速发展对工程教育的影响新技术快速发展对工程教育的影响:第5页/共39页第六页，共40页。n世界世界(shji)(shji)工程教育所面临的共同挑战是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(jioli)(jioli)能力和产品、系统和过程的建造能力能力和产品、系统和过程的建造能力 工程素质和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将是一件不太可能完成的任务第6页/共39页第七页，共40页。nMITMIT，Royal Institute of TechnologyRoyal Institute of Technology，Chalmers University of Technology Chalmers University of Technology，LinkLinkping University ping University 于于20002000年得到了年得到了Knut and Alice Wallenberg Knut and Alice Wallenberg 基金的资助，经过四年的探索研究后创立了基金的资助，经过四年的探索研究后创立了CDIOCDIO工程教育理念工程教育理念，并于，并于20042004年成立了年成立了CDIOCDIO国际国际(guj)(guj)合作组织。合作组织。nCDIOCDIO代表构思（代表构思（conceiveconceive）、设计（）、设计（designdesign）、实施（）、实施（implementimplement）、运作（）、运作（operateoperate）；）；n它是现代它是现代(xindi)(xindi)工业产品从构思研发到运行乃至终结废弃的全生命过程；工业产品从构思研发到运行乃至终结废弃的全生命过程；nCDIOCDIO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。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简介简介(jin ji)第7页/共39页第八页，共40页。nCDIOCDIO的核心内容为：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(yoqi)12条标准(12 Standards)对是否实践CDIO教学理念的判定标准CDIO的要求的要求(yoqi)CDIO的愿景（的愿景（vision）n是为学生是为学生(xu sheng)(xu sheng)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)(CDIO)过程的背景环境基础上的工程教育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、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改革的三个总体目标把学生培养成能够:n熟练掌握技术基础知识；熟练掌握技术基础知识；n领导和参与新产品和新系统的开发和运行；领导和参与新产品和新系统的开发和运行；n了解技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响。了解技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响。第8页/共39页第九页，共40页。1 1 技术知识和推理技术知识和推理(tul)(tul)能力能力2 2 个人个人(grn)(grn)职业技能和态度职业技能和态度2.1 2.1 工程推理和解决问题的能力工程推理和解决问题的能力2.1.1发现问题和表述问题2.1.2 建模2.1.3 估计与定性分析2.1.4 带有不确定性的分析2.1.5 解决方法和建议2.2 2.2 实验和发现知识实验和发现知识2.2.1 建立假设2.2.2 查询印刷资料和电子文献2.2.3 实验性的探索2.2.4 假设检验与答辩2.3 2.3 系统思维系统思维2.3.1 全方位思维2.3.2 系统的显现和交互作用2.3.3 确定主次与重点2.3.4 解决问题时的妥协、判断和平衡2.4 2.4 个人能力和态度个人能力和态度2.4.1 主动性与愿意承担风险2.4.2 执着与变通2.4.3 创造性思维2.4.4 批判性思维2.4.5 了解个人的知识、能力和态度2.4.6 求知欲和终身学习2.4.7 时间和资源的管理2.5 2.5 职业技能和态度2.5.1 职业道德、正直、责任感并勇于负责2.5.2 职业行为2.5.3 主动规划个人职业2.5.4 与世界工程发展保持同步1.1 1.1 相关科学学知识相关科学学知识1.2 1.2 核心工程基础知识核心工程基础知识1.3 1.3 高级高级工程基础知识工程基础知识CDIO工程教育工程教育(jioy)大纲和要求大纲和要求nCDIOCDIO大纲的大纲的4 4个层面个层面复杂的工程系统（技术）复杂的工程系统（技术）有成熟思维的个体（个人）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）基于工程环境的现代团队（团队交流）构思设计实施运行构思设计实施运行 （CDIOCDIO）第9页/共39页第十页，共40页。3 3 人际交往能力：人际交往能力：团队工作团队工作(gngzu)(gngzu)和交和交流流3.1 3.1 团队工作团队工作3.1.1 组建有效的团队3.1.2 团队工作运行3.1.3 团队成长和演变3.1.4 领导能力3.1.5 形成技术团队3.2 3.2 交流交流3.2.1 交流的策略3.2.2 交流的结构3.2.3 书面的交流3.2.4 电子和多媒体交流3.2.5 图表交流3.2.6 口头表达和人际交流3.3 3.3 使用外语的交流使用外语的交流3.3.1 英语3.3.2 其他区域工业国的语言3.3.3 其他语言4.1 4.1 外部和社会背景环境外部和社会背景环境4.1.1 工程师的角色和责任4.1.2 工程对社会的影响4.1.3 社会对工程的规范4.1.4 历史和文化背景环境4.1.5 当代课题和价值观4.1.6 发展全球观4.2 4.2 企业与商业环境企业与商业环境4.2.1 重识不同的企业文化4.2.2 企业战略，目标和规划4.2.3 技术创业4.2.4 成功地在一个组织中工作4.34.3系统的构思与工程化系统的构思与工程化4.3.1 设立系统目标和要求4.3.2 定义功能、概念和结构4.3.3 系统建模和确保目标实现4.3.4 开发项目的管理4.4 4.4 设计设计4.4.1 设计过程4.4.2 设计过程的分段与方法4.4.3 知识在设计中的利用4.4.4 单学科设计4.4.5 多学科设计4.4.6 多目标设计（DFX）4.5 4.5 实施实施4.5.1 设计实施过程4.5.2 硬件制造过程4.5.3 软件实现过程4.5.4 硬，软件集成4.5.5 测试，证实、验证和认证4.5.6 实施过程的管理4.6 4.6 运行运行4.6.1 运行的设计和优化4.6.2 培训与操作4.6.3 支持系统的生命周期4.6.4 系统改进和演变4.6.5 弃置与（产品或系统）生命终结问题4.6.6 运行管理4 4 企业和社会环境下的构思、设计企业和社会环境下的构思、设计(shj)(shj)、实施和运行系统、实施和运行系统 CDIO工程教育工程教育(jioy)大纲和大纲和要求要求第10页/共39页第十一页，共40页。CDIO的的12条标准条标准(biozhn)n背景环境背景环境 以CDIO为工程教育的背景n学习效果学习效果 经利益相关者认定的CDIO教学大纲n一体化课程计划一体化课程计划 相互支撑的学科体系、知识和能力培养一体化n工程导论工程导论 引导学生对工程的兴趣，并为工程能力培养打下基础n设计设计-实现的经验实现的经验 理解CDIO的结构与顺序、适应工程实践、理论知识和职业兴趣联系起来。n工程实践场所工程实践场所 一体化CDIO学习的基本资源，学生为中心、社会学习n一体化学习经验一体化学习经验 同时学习技术基础知识和工程能力的经验n主动学习主动学习-操作、运用、分析和判断概念，如合作和小组讨论、演示、辩论、概念提问、学习反馈，模仿工程实践进行如设计实现项目、仿真、个案研究等经验学习n提高教师的工程实践能力提高教师的工程实践能力 现有教师大多缺少工程实践背景，他们需要提高工程能力n提高教师的教学能力提高教师的教学能力 CDIO要求达到工程知识和CDIO能力双重效果，教与学的方法都需要改变n学习考核学习考核 考核机制对学习有直接的导向作用，多元（知识+能力）考核项目达到多元的培养目标n专业评估专业评估 对改革计划实施自身的评估，确定实施的效果和达至预期目标的效率，促进持续改进第11页/共39页第十二页，共40页。CDIO教育改革教育改革(gig)的几个主的几个主要方面要方面n以以CDIOCDIO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、设计构思、设计、实现、运行作为工程教育的背景环境、实现、运行作为工程教育的背景环境n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.n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；加强学习反馈机制题的能力；增强概念方面的学习；加强学习反馈机制.n实践场所：将构思、设计、实现和运行经验融于实践场所：将构思、设计、实现和运行经验融于CDIOCDIO学习环境中，设立支撑学习环境中，设立支撑C C、D D、I I、O O活动的实践场所。活动的实践场所。n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CDIOCDIO相关的能力则可采用记录、报告、自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.n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，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因为要在学习过程中实现学生知识和能力的双重(shungchng)(shungchng)获取，教与学的方式就必须有所改变。获取，教与学的方式就必须有所改变。n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，达到持续改进第12页/共39页第十三页，共40页。首先要回答首先要回答(hud)两个中心问题：两个中心问题：n工程工程(gngchng)(gngchng)师需要具备哪些知识、能力和态度？师需要具备哪些知识、能力和态度？n工程工程(gngchng)(gngchng)教育应如何使学生具备这些知识、能力和态度？教育应如何使学生具备这些知识、能力和态度？为什么需要为什么需要(xyo)CDIO？n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改良乃至终结废弃的生命全过程n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、人际交流能力和产品、系统和过程的建造能力-工程实践能力工程实践能力第13页/共39页第十四页，共40页。n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(xindi)工程师都在做些什么工作n现代(xindi)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构思构思 设计设计实现实现运行运行目标目标概念设计概念设计初步设计初步设计施工设计施工设计元件制造元件制造系统整合、测试系统整合、测试全生命支持全生命支持演化演化-商业战略商业战略-技术战略技术战略-客户需求客户需求-目标目标-竞争竞争-项目计划项目计划-商业计划商业计划-需求需求-功能功能-概念概念-技术技术-构建构建-平台计划平台计划 -市场定位市场定位-法规法规-供应商供应商-承诺承诺 -需求定位需求定位-模型开发模型开发-系统分析系统分析-系统解构系统解构-界面要求界面要求-元件设计元件设计-需求确认需求确认-失效和预案分失效和预案分析析-确认设计确认设计 -硬件制造硬件制造-软件编程软件编程-资源资源-元件测试元件测试-元件改进元件改进-系统整合系统整合-系统测试系统测试-改进改进-取得认证取得认证-投产投产-交货交货-销售和铺货销售和铺货-运行运行-物流物流-客户服务客户服务-维护与维修维护与维修-回收回收-升级升级 -系统改进系统改进-产品家族扩张产品家族扩张-退休退休 为什么需要为什么需要(xyo)CDIO？第14页/共39页第十五页，共40页。为什么需要为什么需要(xyo)CDIO？要回答两个中心问题(wnt)：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(zh shi)、能力和态度n工业界对工程师素质要求的改变：如波音公司的10条要求n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：所以在美欧：n20世纪90年代开始大规模的工程教育改革.n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“Finiston Report”n伯纳德戈登（Bernard Gordon,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”。第15页/共39页第十六页，共40页。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(rh)使学生具备这些知识、能力和态度？CDIO工程(gngchng)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(gngchng)教育的背景环境，这是因为：n这些就是真正的工程师所做的工作n这样(zhyng)才能满足社会和工业界对工程教育的能力要求n这是培养工程学生掌握这些能力的最自然的环境 为什么需要为什么需要CDIO？第16页/共39页第十七页，共40页。nCDIOCDIO改革要在专业层面上才能真正体现改革要在专业层面上才能真正体现(txin)(txin)它的精髓（知识、能力和素它的精髓（知识、能力和素质的一体化培养）质的一体化培养）nCDIOCDIO采用各种采用各种(zhn)(zhn)学习方法，但这些方法本身不代表学习方法，但这些方法本身不代表CDIOCDIO的全部，如：的全部，如：基于问题的学习（基于问题的学习（problem based learning）基于项目基于项目(xingm)的学习（的学习（project based learning）主动学习方法（主动学习方法（active learning）nCDIOCDIO不是：不是：典型案例组织教学（或解剖麻雀）典型案例组织教学（或解剖麻雀）nCDIOCDIO同一些已有的概念有联系，但具有不同的内涵，如：同一些已有的概念有联系，但具有不同的内涵，如：产学合作或产学研合作产学合作或产学研合作“做中学做中学”第17页/共39页第十八页，共40页。第18页/共39页第十九页，共40页。传统的工程教育模式主要以学科知识为核心，对历史、传统的工程教育模式主要以学科知识为核心，对历史、社会和环境的认知与责任方面的教育，工程的职业道德与诚社会和环境的认知与责任方面的教育，工程的职业道德与诚信，以及团队意识培养有待加强，使得现代企业对高校培养信，以及团队意识培养有待加强，使得现代企业对高校培养的毕业生的认同感不太高。的毕业生的认同感不太高。为更好的实现工程教育改革目标，在为更好的实现工程教育改革目标，在CDIOCDIO的基础上，汕的基础上，汕头大学提出建立一设计为导向的头大学提出建立一设计为导向的EIP-CDIO EIP-CDIO 培养模式：即注培养模式：即注重职业道德重职业道德(ethics)(ethics)、诚信、诚信(integrity)(integrity)和职业素质和职业素质(professionalism)(professionalism)培养并与构思设计实施运行进行培养并与构思设计实施运行进行有机有机(yuj)(yuj)结合的工程教育新模式。将职业道德和诚信（结合的工程教育新模式。将职业道德和诚信（EIPEIP），与构思设计实现运作），与构思设计实现运作(CDIO)(CDIO)进行有机进行有机(yuj)(yuj)结合。结合。汕头大学汕头大学EIP-CDIOEIP-CDIO理念理念(l(l nin)nin)如何实施如何实施CDIOCDIO工程工程(gngchng)(gngchng)教育改革教育改革？第19页/共39页第二十页，共40页。EIP-CDIO教育教育(jioy)改革改革目标目标吸收世界先进的工程教育理念，建立符合国际工吸收世界先进的工程教育理念，建立符合国际工程师认证的课程体系，培养学生系统工程技术和程师认证的课程体系，培养学生系统工程技术和创新能力。创新能力。提出提出(t ch)(t ch)新的新的 EIP(Ethics,Integrity,EIP(Ethics,Integrity,Profession)-CDIOProfession)-CDIO培养模式，以职业道德和诚培养模式，以职业道德和诚信为基础、设计为导向的开展以构思设计实信为基础、设计为导向的开展以构思设计实施运行为指导思想的工程教育理念，形成工学施运行为指导思想的工程教育理念，形成工学院培养应用型人才的定位和本专业特色。院培养应用型人才的定位和本专业特色。培养具有高度社会责任感、人格健全、良好职业培养具有高度社会责任感、人格健全、良好职业素质素质(szh)(szh)、设计和创新能力，具备终生学习能力、设计和创新能力，具备终生学习能力的、符合国际化标准的工程技术人才。的、符合国际化标准的工程技术人才。人才培养目标人才培养目标汕头大学汕头大学EIP-CDIOEIP-CDIO理念理念第20页/共39页第二十一页，共40页。课程1课程2知识能力素质n人才培养和核心人才培养和核心(hxn)(hxn)课程体系改革课程体系改革大纲（大纲（Syllabi）/课程学习课程学习(xux)结果结果（Learning Outcome）比较矩）比较矩阵图阵图教学教学大纲大纲(jio xu d n)课课程程学习结果学习结果培养目标培养目标包括汕大学生特质培养包括汕大学生特质培养教学大纲教学大纲知识、能力、素质知识、能力、素质的具体要求的具体要求学习结果学习结果Learning outcome知识、能力、素知识、能力、素质质具体课程具体课程课程体系课程体系课程群模块课程群模块基于项目的学习基于项目的学习 ProjectBased Learning基于问题的学习基于问题的学习 ProblemBased Learning探究式的学习探究式的学习 InquiryBased Learning主动学习和实践的教学方主动学习和实践的教学方法法案例教学案例教学Case studying实习与实践实习与实践Internship&co-op.Edu分解和细化分解和细化教学方法教学方法Teaching&Learning Methods课程大纲课程大纲Curricula 教学大纲教学大纲Syllabi目标目标Goal科研教学融合学习科研教学融合学习Research&Teaching Integration第21页/共39页第二十二页，共40页。n 开设工程师职业道德课程，进行开设工程师职业道德课程，进行EIPEIP能力的全面、系统性培养。能力的全面、系统性培养。n聘请国内外大师、跨国企业领袖等，开设一系列讲座、论坛（如世界工聘请国内外大师、跨国企业领袖等，开设一系列讲座、论坛（如世界工程师论坛、主题沙龙等），强化程师论坛、主题沙龙等），强化EIPEIP教育与熏陶。教育与熏陶。n通过学生通过学生EIP-CDIOEIP-CDIO素质拓展训练营等各类活动，以生动活泼的形式将素质拓展训练营等各类活动，以生动活泼的形式将EIPEIP传递给每一个传递给每一个(y)(y)学生。贯穿于学生。贯穿于4 4年的大学学习过程。年的大学学习过程。n要求教师以身作则，教书育人，潜移默化，将优秀的职业风范传给学生要求教师以身作则，教书育人，潜移默化，将优秀的职业风范传给学生。n通过教学、实践环节，训练学生处处以通过教学、实践环节，训练学生处处以EIPEIP要求自己，使职业道德成为要求自己，使职业道德成为习惯。习惯。n 在培养方案的制定中，注重人文精神的熏陶，从而使培养出的工程师在培养方案的制定中，注重人文精神的熏陶，从而使培养出的工程师具备优秀的职业道德、正直、富有责任感。具备优秀的职业道德、正直、富有责任感。汕头大学汕头大学EIP-CDIOEIP-CDIO理念理念(l(l nin)nin)EIP 能力能力(nngl)培养培养杨叔子院士为我院学生做杨叔子院士为我院学生做EIPEIP报告报告学生在各类社团活动中体验学生在各类社团活动中体验EIPEIPEIP-CDIOEIP-CDIO素质拓展活动素质拓展活动邀请院士开讲首次世界工程师论坛邀请院士开讲首次世界工程师论坛第22页/共39页第二十三页，共40页。以设计为导向的以设计为导向的EIP-CDIO EIP-CDIO 培养培养(piyng)(piyng)模式模式 以一级项目设计为主线，完整的、有衔接的贯穿于整个本科教学阶段，使学生系统地得到构思、设计、实现、运作以一级项目设计为主线，完整的、有衔接的贯穿于整个本科教学阶段，使学生系统地得到构思、设计、实现、运作（CDIOCDIO）的整体训练。通过项目设计将整个课程体系有机的、系统的结合起来。其特点是：所有需要学习）的整体训练。通过项目设计将整个课程体系有机的、系统的结合起来。其特点是：所有需要学习(xux)(xux)和掌握的内容都围绕项目设计这个核心，并与这个核心融合在一起，形成一个整体。和掌握的内容都围绕项目设计这个核心，并与这个核心融合在一起，形成一个整体。第23页/共39页第二十四页，共40页。以设计为导向的以设计为导向的EIP-CDIO EIP-CDIO 培养培养(piyng)(piyng)模式模式 n每个专业必须有精心规划的构思、设计、实施、运行（每个专业必须有精心规划的构思、设计、实施、运行（CDIOCDIO）项目导引）项目导引(do yn)(do yn)学生对核心专业课程的学习学生对核心专业课程的学习兴趣和能力培养，并对本专业有形成较清醒的总体认识兴趣和能力培养，并对本专业有形成较清醒的总体认识n将将CDIOCDIO项目按规模和范围划分为三级，项目按规模和范围划分为三级，1 1级为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目；级为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目；2 2级为包含一组相级为包含一组相关核心课程、能力要求的项目；关核心课程、能力要求的项目；3 3级为单门课程内为增强该门课程能力与理解而设的项目。级为单门课程内为增强该门课程能力与理解而设的项目。3 3级项目的设立与级项目的设立与否及形式由各门课程大纲根据需要确定否及形式由各门课程大纲根据需要确定n每专业至少有二次每专业至少有二次1 1级项目。一般可以在一、二年级进行一次以介绍本专业核心内容及调动学生兴趣为目的的级项目。一般可以在一、二年级进行一次以介绍本专业核心内容及调动学生兴趣为目的的1 1级项目；而以毕业实习级项目；而以毕业实习+毕业设计为第二次毕业设计为第二次1 1级项目。每个级项目。每个1 1级项目作为一门课程单独计分级项目作为一门课程单独计分n以三至五个以三至五个2 2级项目为载体加强本专业核心课程的学习与应用级项目为载体加强本专业核心课程的学习与应用第24页/共39页第二十五页，共40页。机电专业机电专业(zhuny)(zhuny)培养计划和课程体系培养计划和课程体系（鱼骨图）（鱼骨图）第25页/共39页第二十六页，共40页。第二年至第四年每年都有一个具体的设计和研究项目（第二年至第四年每年都有一个具体的设计和研究项目（open-endedopen-ended）学生分成团队学生分成团队4-64-6个人，每个团队有一个项目，如楼梯爬行机器人，从设计要求、功能设计、概念设计和系统设计个人，每个团队有一个项目，如楼梯爬行机器人，从设计要求、功能设计、概念设计和系统设计、电气、传动、机械结构、控制系统到制造出来；、电气、传动、机械结构、控制系统到制造出来；培养设计、创新、协调、沟通和领导培养设计、创新、协调、沟通和领导(ln do)(ln do)能力（每个团队的组成轮流担任，每个学生都有当领导能力（每个团队的组成轮流担任，每个学生都有当领导(ln do)(ln do)的机会），增强学生的自信心；的机会），增强学生的自信心；这种开放型的项目，使学生有机会把知识有机的联系起来，应用知识，有可能用到没有学过的知识，因此学生要学这种开放型的项目，使学生有机会把知识有机的联系起来，应用知识，有可能用到没有学过的知识，因此学生要学会以探究方式获取知识，整个过程体现会以探究方式获取知识，整个过程体现CDIO CDIO n一级项目(xingm)（project）二级项目是基于课程群，每个课程群都有一个项目二级项目是基于课程群，每个课程群都有一个项目设计、制造、控制、检测设计、制造、控制、检测这些项目相当于综合性的课程设计这些项目相当于综合性的课程设计把相关联的课程知识把相关联的课程知识(zh shi)(zh shi)有机的结合起来有机的结合起来使学生认识到有机和关联的知识使学生认识到有机和关联的知识(zh shi)(zh shi)群而不是孤立的知识群而不是孤立的知识(zh shi)(zh shi)点点课程群的建设与实践结合起来课程群的建设与实践结合起来消除内容重复，可减少学时数消除内容重复，可减少学时数n二级项目（project）n三级项目（课程项目）每个教师都有知道自己的课程在整个专业培养体系中的作用，包括知识每个教师都有知道自己的课程在整个专业培养体系中的作用，包括知识能力培养中的贡献能力培养中的贡献在构建学生的知识体系中有什么作用在构建学生的知识体系中有什么作用每门课程涉及那些能力和知识每门课程涉及那些能力和知识每门课程中应有每门课程中应有20-30%20-30%时间用于互动、启发式、探究式的学习，引导学时间用于互动、启发式、探究式的学习，引导学生提出问题，找到解决问题的方法，提取概念和有规律性的方法；新生提出问题，找到解决问题的方法，提取概念和有规律性的方法；新的知识的知识应当注意到，这些项目的进行所需要的很多应当注意到，这些项目的进行所需要的很多重要，但非核心的知识能力无需专门开设专重要，但非核心的知识能力无需专门开设专门课程而只需要设计适当的考核要求和极少门课程而只需要设计适当的考核要求和极少的帮助即可。比如，组织管理、会议议程、的帮助即可。比如，组织管理、会议议程、会议记录、决策过程和方法、报表、文字和会议记录、决策过程和方法、报表、文字和图像处理、撰写报告、查询和阅读资料、口图像处理、撰写报告、查询和阅读资料、口头交流、口头报告、电脑和软件的使用、自头交流、口头报告、电脑和软件的使用、自信心提高等等，比较深一点的如行业发展、信心提高等等，比较深一点的如行业发展、科技前沿、市场分析等也可以通过指导收集科技前沿、市场分析等也可以通过指导收集资料、集体研讨进行交流、学习。切实理解资料、集体研讨进行交流、学习。切实理解从理论到实现的综合过程和决定成败的一些从理论到实现的综合过程和决定成败的一些细部要求和规范、标准的要求细部要求和规范、标准的要求所有的项目均为团队合作项目，学生在项目进行的过程中所有的项目均为团队合作项目，学生在项目进行的过程中学习探索、综合应用知识，锻炼团队精神、学习基本项目学习探索、综合应用知识，锻炼团队精神、学习基本项目组织、管理，培养组织、管理，培养CDIOCDIO能力。能力。EIP-CDIOEIP-CDIO第26页/共39页第二十七页，共40页。课程大纲(dgng)实例 以设计以设计(shj)(shj)为导向的为导向的CDIOCDIO培养模式就是以：培养模式就是以：n1 1级项目为主线，以级项目为主线，以2 2级项目为支撑，级项目为支撑，3 3级项目与核心课程为基础，将核心课程的教育同专业和系统的整体认识级项目与核心课程为基础，将核心课程的教育同专业和系统的整体认识统一起来，并结合学生的自我更新能力、人际和团体交流能力以及企业和社会环境下的产品的构思统一起来，并结合学生的自我更新能力、人际和团体交流能力以及企业和社会环境下的产品的构思-设计设计-实施实施-运行能力一起进行运行能力一起进行(jnxng)(jnxng)系统的培养，从而使得以各学科相互支撑的设计项目和课程安排达到一体化。系统的培养，从而使得以各学科相互支撑的设计项目和课程安排达到一体化。n课程中的实验与教学内容紧密结合，相互支持。课程中的实验与教学内容紧密结合，相互支持。n从而培养学生学习、应用知识的能力和工程实践能力。从而培养学生学习、应用知识的能力和工程实践能力。第27页/共39页第二十八页，共40页。每一个项目也都是一门课程，都有其教学大纲和学分要求，并针对每一个项目也都是一门课程，都有其教学大纲和学分要求，并针对CDIOCDIO教学大纲教学大纲的能力的能力(nngl)(nngl)要求制定明确的要求制定明确的“介绍介绍”、“讲授讲授”和和“应用应用”要求。大纲不仅要求。大纲不仅规定了学习、应用和考核的要求，而且明确承诺本项目对规定了学习、应用和考核的要求，而且明确承诺本项目对CDIOCDIO教学大纲所设定的教学大纲所设定的能力能力(nngl)(nngl)目标进行必要的目标进行必要的“介绍介绍”、“讲授讲授”或或“应用应用”。专业课程计划中。专业课程计划中的每一门课程也都应用同样的模版对的每一门课程也都应用同样的模版对CDIOCDIO能力能力(nngl)(nngl)培养负责。所有课程、所培养负责。所有课程、所有教学环节都围绕有教学环节都围绕CDIOCDIO教学大纲进行培养就在整体上实现对学生工程知识和工程教学大纲进行培养就在整体上实现对学生工程知识和工程实践能力实践能力(nngl)(nngl)的一体化培养。的一体化培养。第28页/共39页第二十九页，共40页。CDIO CDIO 大纲大纲 1 1 级目标级目标CDIO CDIO 大纲大纲 2 2 级目标级目标介绍讲授应用第第2 2级：个人能力、职业能力和素质级：个人能力、职业能力和素质 2.1 工程推理和解决问题CBD2.2 实验中探寻知识2.3 系统思维CCC2.4 个人能力和态度ABA2.5 职业技能和道德CCC第第3 3 级：人际交往技能：团队协作和级：人际交往技能：团队协作和交流交流 3.1 团队精神ABA3.2 交流AAA3.3 外语交流DD第第4 4 级：在企业和社会环境下构思、级：在企业和社会环境下构思、设计、实施、运行系设计、实施、运行系统统 4.1 外部和社会环境DCC4.2 企业及商业环境D4.3 构思与工程系统CBB4.4 设计CBB4.5 实施4.6 运行例：机电专业一级项目例：机电专业一级项目(xingm)(xingm)机电系统设计与制造机电系统设计与制造I I第29页/共39页第三十页，共40页。例：土木专业结构力学课程中的结构设计竞赛例：土木专业结构力学课程中的结构设计竞赛(jngsi)(jngsi)对对CDIOCDIO教学大纲的承诺教学大纲的承诺n考察考察CDIOCDIO教学大纲可知，工程能力不是简单的教学大纲可知，工程能力不是简单的“动手能力动手能力”或或“创新能力创新能力”n需要详尽的教学大纲和培养模式的指引需要详尽的教学大纲和培养模式的指引(zhyn)(zhyn)。例。例“结构设计竞赛结构设计竞赛”小组参赛（小组参赛（CDIOCDIO大纲大纲3.13.1团队工作，团队工作，3.23.2交流）；交流）；文献研究（文献研究（2.2.2 2.2.2 查询印刷资料和电子文献）；查询印刷资料和电子文献）；制定计划、会议讨论（制定计划、会议讨论（3.1.2 3.1.2 团队工作运行）；团队工作运行）；应用所学结构的知识建模并分析（应用所学结构的知识建模并分析（2.1.2 2.1.2 建模，建模，2.1.3 2.1.3 估计与定性分析，估计与定性分析，2.1.4 2.1.4 带有不带有不确定性的分析）；确定性的分析）；理解材料，材料性能测试（理解材料，材料性能测试（2.2.3 2.2.3 实验性的探索实验性的探索(tn su)(tn su)）；）；设计介绍（设计介绍（3.2.6 3.2.6 口头表达和人际交流）；口头表达和人际交流）；竞赛回顾分析（竞赛回顾分析（2.2.4 2.2.4 假设检验与答辩）；假设检验与答辩）；反思（反思（2.5.1 2.5.1 职业道德、正直、责任感和负责任），观察报告，自我评价（职业道德、正直、责任感和负责任），观察报告，自我评价（2.4.6 2.4.6 求知求知欲和终身学习），可能的改进（欲和终身学习），可能的改进（4.6.4 4.6.4 系统改进和演变）；系统改进和演变）；文字报告（文字报告（3.2.3 3.2.3 书面的交流）书面的交流）第30页/共39页第三十一页，共40页。采用探究采用探究(tnji)(tnji)式学习（式学习（Inquiry-based LearningInquiry-based Learning）与经）与经验学习（验学习（Experiential LearningExperiential Learning）的主动学习方式）的主动学习方式 n重点更新教学观念，从过去的重点更新教学观念，从过去的“以教师为中心，使学生知道以教师为中心，使学生知道(zh do)(zh do)什么什么”的传统教育观念，转变成的传统教育观念，转变成“以学生为中心，以学生为中心，学生学到和用得怎样学生学到和用得怎样”的新观念，引导学生的新观念，引导学生“主动学习主动学习”；n在教学过程中教师应提出问题引导学生思考研讨，增加主动在教学过程中教师应提出问题引导学生思考研讨，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，增强概念学习；念学习；n是将所有实验课全部并入相关的课程内，任课教师自然成为该课实验课教师之一，并主导实验是将所有实验课全部并入相关的课程内，任课教师自然成为该课实验课教师之一，并主导实验 内容内容(nirng)(nirng)、统筹安排课程内的实验，并、统筹安排课程内的实验，并针对现在的学生缺少实际动手能力，安排丰富的设计性和综合性实验，尽量让学生亲自动手和全身心投入进行；针对现在的学生缺少实际动手能力，安排丰富的设计性和综合性实验，尽量让学生亲自动手和全身心投入进行；n压缩授课学时，部分课程采用边讲边实验边讨论的灵活方式，让学生成为课堂上的压缩授课学时，部分课程采用边讲边实验边讨论的灵活方式，让学生成为课堂上的“主动者主动者”；n突出培养学生的创新精神、实践能力、自学能力、综合能力、交流沟通与表达能力、团队合作精神和对大系统的适应与调控能力；最后我们突出培养学生的创新精神、实践能力、自学能力、综合能力、交流沟通与表达能力、团队合作精神和对大系统的适应与调控能力；最后我们为整个培养计划设置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为整个培养计划设置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。实验室使计划具有活泼的、实践的、团队的特色。第31页/共39页第三十二页，共40页。基于学科交叉基于学科交叉(jioch)与能力培养与能力培养为中心的为中心的CDIO创新实践中心创新实践中心 n为有力调动学生的创新积极性，鼓励学科交叉，工学院设立以CDIO创新实践中心为核心、结合各专业创新实验中心的系统化的工程创新实践平台。n创新中心实行团队项目负责制，不同专业的学生组成研发团队，教师与学生共同管理，专业教师进行技术指导，积极探索应用性、开发性的学生科技(kj)创新实践模式，以全面提升学生的EIP-CDIO能力为目标。第32页/共39页第三十三页，共40页。n汕头大学工学院现有本科(bnk)教学实验室40个，结构合理，满足教学需要n实验室11000平方米，其中本科(bnk)教学实验室近8000平方米n自2006年3月以来，工学院更新改造实验室及购置新仪器设备改善改善(gishn)教学教学环境环境机器人实验室机器人实验室 测试技术实验室测试技术实验室 柔性制造系统实验柔性制造系统实验室（室（FMSFMS）工程材料实验室工程材料实验室 传动与控制实验室传动与控制实验室公差实验室公差实验室 金工实习基地金工实习基地 电路实验室电路实验室 微机原理实验室微机原理实验室 机械加工实验室机械加工实验室 通信实验室通信实验室 n为配合 EIP-CDIO培养计划的实施，学院建设600多平方米CDIO创新实践中心,工学院5个专业学生(xu sheng)的公共实践平台，学生(xu sheng)可以组队申请项目在中心内进行他们的科技实践活动n各专业建立适合本专业CDIO能力发展的创新实践中心n院、系实践中心结合形成系统化工程创新实践支持平台第33页/共39页第三十四页，共40页。n美国和瑞典是创新较强的国家。美国和瑞典是创新较强的国家。CDIO CDIO 是一个开放型的国际工程教育合作组织，参加者是一个开放型的国际工程教育合作组织，参加者分享经验和成果，互相帮助，已经积累了几年的实施的经验，我们在此基础上再创新分享经验和成果，互相帮助，已经积累了几年的实施的经验，我们在此基础上再创新，落实教育部高教司理工处提出的工作思路实现，落实教育部高教司理工处提出的工作思路实现(shxin)(shxin)再创新再创新n我们的目标很简单：培养出高水平的创新人才，使我们的企业具有竞争力，经济，国我们的目标很简单：培养出高水平的创新人才，使我们的企业具有竞争力，经济，国力，和生活水平达到和超过发达国家力，和生活水平达到和超过发达国家n教育改革的名字教育改革的名字 CDIO CDIO 或其他的名字并不太重要。或其他的名字并不太重要。第34页/共39页第三十五页，共40页。几点体会几点体会(thu)n领导作用领导作用n周密计划周密计划n正确估计当前状态，找准切入点正确估计当前状态，找准切入点n建立核心团队建立核心团队n全员参与全员参与n建立自己的模式建立自己的模式n试点运行试点运行n学生的支持和参与学生的支持和参与n做好资源安排做好资源安排n提供教、学、考方法支持提供教、学、考方法支持n加强校外交流，建立改革加强校外交流，建立改革(gig)联盟联盟 根据汕头大学的经验根据汕头大学的经验(jngyn)和变革管理理论，实施和变革管理理论，实施CDIO工程教育改革应注意以下工程教育改革应注意以下事项：事项：第35页/共39页第三十六页，共40页。关于本科关于本科(bnk)工程人才的培养，我们的重视程度不比先进国家低，但我们培养的人才同一些先进工程人才的培养，我们的重视程度不比先进国家低，但我们培养的人才同一些先进国家的人才的工程能力产生差异的原因在哪里呢？国家的人才的工程能力产生差异的原因在哪里呢？差距差距(chj)分析分析n严格的工程认证严格的工程认证n较长的办学历史较长的办学历史n工业界与社会通过各种渠道参与教学改革工业界与社会通过各种渠道参与教学改革n严格的教学管理制度严格的教学管理制度n教师的职业态度和认真程度（文化，教育体制，考核制度等）教师的职业态度和认真程度（文化，教育体制，考核制度等）n教师严格执行课程教师严格执行课程(kchng)(kchng)大纲的要求，不太怕淘汰学生大纲的要求，不太怕淘汰学生n办学条件包括班级学生数等办学条件包括班级学生数等n学生对实践能力的提高和动手实践的渴望程度、积极性和主动性学生对实践能力的提高和动手实践的渴望程度、积极性和主动性n从小学、中学以至大学教育体系以及社会文化和物质条件的差异从小学、中学以至大学教育体系以及社会文化和物质条件的差异n等等等等第36页/共39页第三十七页，共40页。教师职业是道德和良心的职业。我们的教学贡献可能没有个人科研成果显得辉煌和实惠，但对学生，教师职业是道德和良心的职业。我们的教学贡献可能没有个人科研成果显得辉煌和实惠，但对学生，学校和国家都非常重要。这就是教师工作的特点。学校和国家都非常重要。这就是教师工作的特点。CDIOCDIO教育改革导致教师的学时虽然减少教育改革导致教师的学时