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1、顾佩华顾佩华汕头大学汕头大学2008/12/15CDIOCDIO培养模式及标准培养模式及标准 n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构思 设计实现运行目标概念设计初步设计施工设计元件制造系统整合、测试全生命支持演化-商业战略-技术战略-客户需求-目标-竞争-项目计划-商业计划-需求-功能-概念-技术-构建-平台计划-市场定位-法规-供应商-承诺-需求定位-模型开发-系统分析-系统解构-界面要求-元件设计-需求确认-失效和预案分析-确认设计-硬件制造-软件编程-资源-元件测试-元件改进-系统整合-系统测试-改进-取得认证-投产-交货-销售和
2、铺货-运行-物流-客户服务-维护与维修-回收-升级-系统改进-产品家族扩张-退休 CDIOCDIO培养模式培养模式培养模式培养模式 CDIO工程教育理念：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：n这些就是真正的工程师所做的工作 n这样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 CDIOCDIO培养模式培养模式培养模式培养模式一个成功的改革的要求一个成功的改革的要求 n加强学习个人、人际交往能力和产品、过程和系统建造能力的同时强调技术基础知识n学生的学习效果目标应该反映重要利益相关者集团的意见和观点，主要是学生、工业
3、界、大学教师和社会的意见n改革的结构不能降低教育的质量和内容要求n改革过渡时期完成后对资源的要求不能大幅高于现有资源，而应主要是对现有资源的重新整合所以，一个成功的改革方案一定是完整、全面的、所以，一个成功的改革方案一定是完整、全面的、能够整合各方要求的一体化改革方案能够整合各方要求的一体化改革方案 CDIOCDIO培养模式培养模式培养模式培养模式CDIOCDIO的一体化教育理念的一体化教育理念专业目标专业目标教学计划教学计划教学实施教学实施检查反馈检查反馈改进提高改进提高利益相关者调查利益相关者调查一体化（整合知识一体化（整合知识+能力）能力）-CDIO-CDIO大纲大纲动手、应用、真实、综
4、合动手、应用、真实、综合教学计划落实评估教学计划落实评估 改革评估改革评估 CDIO CDIO 标准标准 CDIOCDIO培养模式培养模式培养模式培养模式例例专专业业课课程程计计划划的的形形成成过过程程 CDIOCDIO培养模式培养模式培养模式培养模式nCDIOCDIO的核心内容为：的核心内容为：1个愿景1个大纲 对学生4个层面的能力要求12条标准对是否实践CDIO教学理念的判定标准改革从培养目标、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 CDIOCDIO培养模式培养模式培养模式培养模式CDIOCDIO的的1212条标准条标准n背景环境背景环境 以CDI
5、O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
6、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 CDIOCDIO培养模式培养模式培养模式培养模式标准标准1 1背景环境背景环境*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采用这样一个基本原理，此原理将产品、过程和
7、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描述描述：CDIO专业是基于CDIO的基本原理，即产品、过程和系统的生命周期的开发与实现是适合的工程教育的背景环境。n构思阶段包括确定消费需求，考虑技术、企业战略和法规以及制定概念、技术和商业计划n设计阶段则主要集中在完成具体的设计，即描述实现设计的计划、制图以及算法。n实现阶段把设计的内容转化为实际的产品、过程或系统，包括制造、编译、测试和产品认证。n运行阶段，利用实现了的产品或过程来取得预期的价值，也包括系统的维护和进化以及退役。把产品、过程或系统的生命周期当作为工程教育的背
8、景环境因为它是一个可以将技术知识和其他能力的教、练、学融为一体的一个文化构架或环境。当全体教师明确转向CDIO培养，且专业领导长期坚持CDIO理念的改革时，即可认为CDIO原则已为本专业培养中所采用了。n理由理由：新工程师应能在现代基于团队协作的环境中构思设计实现运行复杂的、高附加值的产品、过程或系统。他们应能在工程组织中参与工程过程并对工程产品的开发有所贡献，这是职业工程师所应具备的基本素质。n证据证据：在使命宣言或相关负责单位的文件中明确表明本专业是基于CDIO理念的专业培养教师和学生都能够解释将产品、过程或系统的生命周期作为工程教育背景环境的原则 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准
9、标准标准2 2学习效果学习效果*是具体、详细的学习效果是具体、详细的学习效果 与专业目标一致，并得到利益相关者验证的个人、人际交往能与专业目标一致，并得到利益相关者验证的个人、人际交往能力，产品、过程和系统建造能力以及学科知识。力，产品、过程和系统建造能力以及学科知识。n描述描述:把这些知识、能力和态度等列为预期的工程教育的结果，即CDIO教学大纲中的学习效果。这些学习效果详细规定了学生毕业时应学到的知识和应能具备的能力。除了对技术学科知识(第1方面)的要求外，CDIO教学大纲也详列了个人、人际能力以及产品、过程和系统建造能力的要求。个人能力(第2方面)的要求侧重于学生个人的认知和情感发展，例
10、如工程推理和解决问题的能力、实验和知识探索能力、系统思维、创新思维、批判思维和职业道德。人际交往能力(第3方面)的要求则侧重于个人的和群体的互动，如团队工作、领导能力及沟通。产品、过程和系统建造能力(第4方面)则考察在企业、商业和社会环境下的关于产品、过程和工程系统的构思、设计、实现与运行。理由理由：设置具体的学习效果有助于确保学生取得未来发展的基础。工程职业社团和有代表性的企业已经列出了新工程师在技术上和职业操守上的所需具备的重要素质。此外，许多工程教育认证机构也期待一个专业确定本科专业的学习效果，也就是学生经过培养后所获得的知识、能力和态度。n证据证据：专业的学习效果中列出其毕业生所需获得
11、的知识、能力和态度学习效果的内容和熟练程度是通过主要利益相关者的认可所确立的，主要利益相关者包括教师、学生、校友和工业代表等。CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准标准标准3 3一体化课程计划一体化课程计划*是一个由相互支持的专业课程和明确集成个人、人际交往能力，产品、过程和系统建造能力是一个由相互支持的专业课程和明确集成个人、人际交往能力，产品、过程和系统建造能力为一体的方案所设计出的课程计划。为一体的方案所设计出的课程计划。n描述描述：一体化课程计划要给学生提供一种学习经验，这些学习经验不仅让学生学到相互支持的各种学科知识，而且有明确的计划能让学生在学习过程中同时获取个人、人际交往能力以
12、及产品、过程和系统建造的能力(标准2)。当各学科的内容和学习效果之间有明确的关联时就可以认为学科间是相互支持的。而明确的计划是指整合这些能力和多学科知识的方法，例如将某一具体能力的培养落实到组成教学大纲的某些课程和课外活动中。n理由理由：个人、人际交往能力以及产品、过程和系统建造能力的培养不应被视专业课程计划之外的内容，而应该视为整个课程计划不可分割的一部分。为了达到预定的学科知识和能力的目标，教学大纲和学习经验必须充分利用已有时间。教师在一体化课程计划的设计上发挥积极作用，在各自的学科领域内建立本学科同其他学科的联系并给学生创造获取具体能力的机会。n证据证据：一个书面计划明确阐明各学科知识的
13、联系，和个人、人际交往和产品、过程和系统建造能力课程和课外活动中包括具体能力的培养教师和学生意识到在教学大纲中的这些能力 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准标准标准4 4工程导论工程导论是一门工程导论课程，它提供产品、过程和系统建造中工程实践所需的框架，并且引出必要是一门工程导论课程，它提供产品、过程和系统建造中工程实践所需的框架，并且引出必要的个人和人际交往能力的个人和人际交往能力n描述描述：导论课程通常会最早的必修课程中的一门课，它为学生提供一个工程实践的框架。这个框架大致勾勒出一个工程师的任务和职责以及如何应用学科知识来完成这些任务。学生通过解决简单的问题和设计练习以独立或团队的形
14、式参与工程实践。这个课程还应包括个人和人际交往能力、知识和态度的训练，这些能力对于学生进行今后更高级的产品、过程和系统建造项目至关重要。例如，学生可以参加小团队的练习，为以后加入较大的开发团队做好准备。n理由理由：导论课程的目的是通过相关核心工程学科的应用来激发学生的兴趣，明确学习动机。学生们选读工程专业通常是因为他们想要建造一些东西，导论课程正可以利用学生的这一心理实现他们的兴趣。此外，导论课程还为学生CDIO教学大纲要求的主要能力的发展提供了一个较早的起步。n证据证据：介绍个人、人际交往能力以及产品、过程和系统建造等能力综合的学习经验学生获取了标准2中要求的能力激发了学生对他们专业的较高的
15、兴趣，可以从问卷调查或今后课程的选修上来反映 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准标准标准5 5设计设计实现的经验实现的经验*在课程计划中包括两个或更多的设计实现的经验，其中一个为初级的，一个为高级的n描述描述：设计实现经验指以新产品和系统的开发为中心的一系列工程活动。包括了在标准1中设计阶段和实现阶段所描述的全部活动，以及在构思阶段的某些概念设计。学生在一体化的教学大纲的设计实现经验中获取工程知识和产品、过程和系统的建造能力。设计实现的经验按其规模、复杂度和培养中的顺序分为初级或高级。例如，初期的项目用较简单的产品和系统，而较复杂的设计实现经验则出现在后来的课程设计中，这将有助于学生把前
16、述的课程和学习活动中所学到知识和能力整合到一起。产品、过程和系统的构思、设计、实现以及运行的机会也可以包含在课外活动，如本科研究项目和实习中。n理由理由：为了帮助学生在初期工程实践中活动成功，设计实现经验的结构和顺序是经过精心设计的。复杂度逐步加深的一系列设计实现经验能够强化学生对产品、过程和系统开发的了解；同时也能让学生更深入的理解学科知识。强调在实际环境中制造产品和实现设计能让学生有机会把所学到的理论知识和他们的职业兴趣联系起来。n证据证据：课程计划中有两个或两个以上的设计实现课程(如一个导论课程和一个高级课程的部分内容)要求有设计实现经验的课外活动机会(如研究实验或实习)具体的、能为以后
17、的学科学习打下基础的动手学习经验 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准Standard 6 Standard 6 工程实践场所工程实践场所工程实践场所和实验室能支持和鼓励学生通过动手学习产品、过程和系统的建造能力，学习工程实践场所和实验室能支持和鼓励学生通过动手学习产品、过程和系统的建造能力，学习学科知识和社会学习学科知识和社会学习n描述描述：学习环境包括传统的学习空间，例如，教室、演讲厅、研讨室以及实践场所和实验室。实践场所和实验室在辅助学科知识的学习的同时辅助产品、过程和系统建造能力的学习。实践场所和实验室内强调动手学习，学生不仅从事自己的学习，并且有社会学习的机会，换句话说就是一个可
18、以让学生相互学习并且可以进行团队互动的场所。新的实践场所的创建或现有实验室的改造的规模取决于专业规模和学校的资源。n理由理由：实践场所和其他支持动手学习的学习环境是学习设计、实现和运行产品、过程和系统所必修具备的基本资源。当学生使用具备现代工程的工具、软件和实验室他们就有机会通过实践来发展他们的知识、能力和团队精神，提高产品、过程和系统建造的能力。学生的这些能力在以学生为中心、直接和互动的实践场所内能得到最好的发展。n证据证据：配备现代工程工具的实践场所实践场所以学生为中心，方便学生使用、操作和互动教师、员工和学生对实践场所的满意度高 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准标准标准7 7一体
19、化学习经验一体化学习经验*一体化学习经验带动学科知识与个人和人际交往能力，产品、过程和系统建造能力的获取一体化学习经验带动学科知识与个人和人际交往能力，产品、过程和系统建造能力的获取n描述：一体化学习经验是一种教学方法，旨在培养学科知识学习的同时培养个人、人际交往能力以及产品、过程和系统建造的能力。这种经验是把工程实践问题和学科问题相结合，例如，学生可以将考虑产品的分析、产品的设计以及产品设计者的社会责任融入同一练习中进行。工业合作伙伴、校友及其他利益相关者往往可以提供这类练习的例子。n理由理由：前面标准2和标准3分别描述了课程计划和学习效果，这些必须要有一套充分利用学生学习时间的教学方法才能
20、实现。此外，学生要以教师作为职业工程师的榜样，指导他们对学科知识，个人和人际交往能力，以及产品、过程和系统建造能力的学习。有了一体化的学习经验，教师可以更有效的帮助学生把学科知识应用到工程实践中，并且能让学生们做好更充分的准备，以达到职业工程师的要求。n证据证据：在学习活动和学习经验中整合了学科知识和个人、人际交往能力、产品、过程和系统建造能力 有工程经历的教师直接参与一体化教学实践工业合作伙伴和其他利益相关者人员参与筹划一体化学习经验 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准标准标准8 8主动学习主动学习基于主动经验学习方法的教与学基于主动经验学习方法的教与学n描述：描述：主动学习方法让学生
21、致力于对问题的思考和解决。该方法不将重点放在被动的信息传递上，而放在于让学生更多的从事操作、运用、分析和判断概念。在一些以讲授为主的课程里，主动学习可包括如合作和小组讨论、讲解、辩论、概念提问，以及从学生那里得到他们对学习的反馈。当学生模仿工程实践进行如设计实现项目、仿真、案例研究时，即可以看作是经验学习。n理由：理由：当学生被要求对概念、尤其是新概念进行思考时他们必须作出明确的回答，这样，学生不仅能学到更多，而且能更好的认识到该学什么该如何学。这个元认知的过程有助于提升学生的学习动力以取得计划的学习效果，并养成终身学习的习惯。用主动学习方法，教师可以帮助学生理解一些重要概念的关联，并能灵活将
22、这个知识应用到其它的条件下。n证据：证据：通过考察或自我报告记录下来的主动学习方法的成功实施 多数教师采用主动学习方法学生取得学习效果好成绩学生对学习方法高度满意 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准标准标准9 9提高教师的工程实践能力提高教师的工程实践能力*采取行动，提高教师的个人、人际交往能力以及产品、过程和系统建造的能力采取行动，提高教师的个人、人际交往能力以及产品、过程和系统建造的能力n描述描述：一个CDIO专业为改善教师本身的能力提供了支持，包括标准2所描述的个人和人际交往能力以及产品、过程和系统建造能力。他们最好是在工程实践的背景下提高这些能力。教师提高的性质和范围取决于专业要
23、求、学校的目的和学校的资源。提高教师能力的例子包括：学校留职到公司工作，同工业合作伙伴开展研究和教育合作项目，将具备工程经验作为聘用和晋升的要求，以及在校内的相关职业发展经验。n理由理由：如果期望让教师教授综合学科知识和标准3、4、5、7所列出的能力，包括个人和人际交往能力、产品、过程和系统建造能力，那么教师本身就应该具有这些能力。许多教授只在他们各自学科的基础知识和研究领域称得上是专家，但只有有限的工程实践和工商环境下的应用经验。此外，技术创新的快速步伐，需要不断的更新工程能力。教师需要提升他们的工程知识和能力，才能够为学生提供相关的例子，并为学生做好当代工程师的榜样。n证据证据：通过考察或
24、自我报告证明多数教师具备的个人和人际交往能力以及产品、过程和系统建造能力的能力一个高数量的具有工程实践经验的教师队伍校有以这些职业能力的发展来评估和聘用教师的政策和措施对教师发展这些能力的资源承诺 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准标准10提高教师的教学能力采取行动，提高教师在提供一体化学习，使用主动经验学习方法和考核学生学习等方面的能采取行动，提高教师在提供一体化学习，使用主动经验学习方法和考核学生学习等方面的能力。力。n描述：一个CDIO专业应支持教师自身能力的提高，包括综合学习性经验(标准7)，主动和经验学习(标准8)以及学生学习考核(标准11)。教师发展的性质和范围取决于专业的要
25、求和学校。支持提高教师教学能力的行动例子包括：支持教师参与校内外师资交流计划，教师间交流实践经验和想法的平台，强调效果评估和引进有效的教学方法。n理由理由：如果教师期望采用标准7、8、11所描述的新方法来教学和考核，那么他们需要有机会去发展和提高这些能力。许多大学有教师进修计划和服务，这些部门也许很希望能与参与CDIO培养的教师合作。并且，既然CDIO专业强调教学、学习和考核的重要性，它也必须承诺提供足够的资源使教师在这些方面得到发展。n证据：证据：通过考察或自我报告记录证明大多数教师具有教学、学习和考核方法的能力 大学有政策和方法考察有效教学并以此作为对大学教师评估和聘用的一个依据对教师发展
26、这些能力作出资源承诺 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准标准标准1111学习考核学习考核*考核学生在个人、人际交往能力，产品、过程和系统建造能力以及学科知识等方面的学习考核学生在个人、人际交往能力，产品、过程和系统建造能力以及学科知识等方面的学习n描述：学生学习考核是对每个学生取得的具体学习成果度量。老师通常在各自的课程中进行这些考核。有效的考核方法要采用不同的方式以配合相应的学习成果，学习成果包括标准2所列出的学科知识，个人、人际交往能力，产品、过程和系统建造能力等。考核方法包括笔试和口试，观察学生的表现，评定量表，学生的回顾总结，日记、作业卷案、互评和自评等。n理由理由：如果我们重视
27、个人、人际交往能力，产品、过程和系统建造等能力，并把他们纳入课程内容和学习经验，那么我们必须拥有有效的考核过程来衡量它们。不同类别的学习成果需要不同考核方法。例如，与学科知识相关的学习效果可以通过口试或笔试来进行，而那些与设计实现相关的能力则最好通过实际观察记录来考察。采用多种考核方法以适于更广泛的学习风格，并增加了考核数据的可靠性和有效性，结果，对学生学习效果的判定就具有更高的可信度。n证据证据：具有与所有学习效果相适应的各种考核方法考核方法的成功实施多数教师采用适当的考核方法学生成绩的确定建立在可靠、有效的数据基础之上 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准标准标准1212专业评估专业评
28、估是一个对照是一个对照1212条标准评估专业，并以继续改进为目的，向学生、教师和其他利益相关者提供条标准评估专业，并以继续改进为目的，向学生、教师和其他利益相关者提供反馈的系统反馈的系统n描述描述：专业评估是对CDIO的实施进展和是否达到既定目标的一个总体判断。一个CDIO专业的实施要通过这12条标准来进行评估。专业总体评估的依据可通过收集课程评估，教师总结、新生和毕业生的访谈、外部评审报告以及对毕业生和雇主的跟进研究等。这些结果可定期向教师、同学、校友及其他利益相关者通报。这种反馈是更新和不断完善CDIO的实施和计划的基础。n理由理由：专业评估的一个关键作用是确定实施的效果和达至预期目标的效率，在评估的过程中收集到的证据同时又是持续改善计划的基础。例如如果在外部调查中大多数学生报告说他们无法取得某些学习效果，那么就应该制定一个计划，找出根源并实施改进方案。此外，许多外部评估和认证机构也要求有定期和一致性的专业评估。n证据证据：用多种评估方法采集学生、教师、专业负责人、校友和其他利益相关者的反馈明文规定的基于专业评估结果的持续改善机制作为持续改善机制的一部分的量化证据 CDIOCDIO的标准的标准的标准的标准谢谢大家谢谢大家谢谢大家谢谢大家 ！