重新認識工程教育

前言

　　在20世紀50年代初，中國的工程教育借鑒了蘇聯(lián)的辦學經(jīng)驗，建成了適于計劃經(jīng)濟的工科人才培養(yǎng)體系，為國民經(jīng)濟建設(shè)高效地培養(yǎng)了大批人才。自改革開放以來，特別是計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟轉(zhuǎn)變的過程中，傳統(tǒng)的教育模式顯得有些不適應。隨之而來，教育行政主管部門、大學和教師都開展了一系列工程教育改革，旨在培養(yǎng)出符合社會和工業(yè)需要的工程技術(shù)人才。　　北美的工程教育在同一時期也出現(xiàn)了一系列的變化，即由以工程教育實踐為主導，到工程實踐與工程科學較好地平衡，再到以工程科學為主導。自20世紀80年代以來，科學與技術(shù)高速發(fā)展，經(jīng)濟和社會需求也不斷變化，國家行政部門、行業(yè)協(xié)會和學校都意識到工程教育必須進行改革，以適應社會的發(fā)展，從而出現(xiàn)了一系列的工程教育改革舉措和項目?！　DIO（conceive－構(gòu)思，design－設(shè)計，implement－實施，operate－運行）是由MIT和瑞典幾所大學在wallenburg基金會的資助下，經(jīng)過幾年的研究、探索和實踐，于2004年創(chuàng)立的。這個教育模式是以產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行全生命周期為背景的教育理念為載體，以CDIO教學大綱和標準為基礎(chǔ)，讓學生以主動的、實踐的、課程之間具有有機聯(lián)系的方式學習和獲取工程能力，包括個人的科學和技術(shù)知識、終身學習能力、交流和團隊工作能力，以及在社會及企業(yè)環(huán)境下建造產(chǎn)品和系統(tǒng)的能力。此模式符合工程人才的培養(yǎng)規(guī)律?！　”緯鴮DIO教育模式的形成過程和實踐的關(guān)鍵內(nèi)容進行了詳細的描述，主要內(nèi)容包括CDIO的改革背景、大綱、標準、課程體系設(shè)計，學生能力培養(yǎng)，實踐場所建立和實踐條件要求，教與學的方法，學生學習能力的考核，教育改革對組織和文化的改變的要求和建議，以及如何對改革的結(jié)果進行評估等，是Mg等幾所歐美大學實施CDIO教育改革的總結(jié)。本書對于在中國實施CDIO教育模式再創(chuàng)新和創(chuàng)造21世紀先進工程教育模式具有很好的參考價值?！　”救擞?005年10月回中國工作，在汕頭大學工學院的五個專業(yè)實施CDIO工程教育改革已有三年多。雖然本書英文版2007年才正式出版，但書中的一些主要內(nèi)容如大綱、標準等是從CDIO的文獻及培訓材料中獲取的，這些內(nèi)容在我們實施CDIO教育模式再創(chuàng)新的實踐中起到了很好的參考作用。由于水平所限，譯文中錯誤之處在所難免，請讀者批評指正。

內(nèi)容概要

　　CDIO代表構(gòu)思(conceive)、設(shè)計(design)、實施(implement)、運行(operate)，是由美國麻省理工學院、瑞典皇家工學院、瑞典查爾摩斯工業(yè)大學和瑞典林雪平大學共同創(chuàng)立的工程教育改革模式。CDIO改革是基于CDIO理念而建立的國際工程教育改革合作計劃，包括CDIO理念和與之相適應的學習目標(教學大綱)、實現(xiàn)與評估標準以及一系列的規(guī)劃、設(shè)計、實施，評估理論和實踐資源。截至2008年底，CDIO國際合作組織已有包括麻省理工學院在內(nèi)的36個成員?！　DIO改革的愿景是為學生提供一種在實際系統(tǒng)和產(chǎn)品的構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行的背景環(huán)境下強調(diào)工程基礎(chǔ)的工程教育，使學生能夠　　掌握深厚的技術(shù)基礎(chǔ)知識；　　領(lǐng)導新產(chǎn)品和新系統(tǒng)的開發(fā)與運行；　　理解工程技術(shù)的研究與發(fā)展對社會的重要性和戰(zhàn)略影響?！　”緯怯蒀DIO改革的最初幾位創(chuàng)始人根據(jù)他們的研究成果和實踐經(jīng)驗而總結(jié)撰寫的，是對CDIO改革理念和實踐的首次全面介紹和總結(jié)。本書的第一章簡要介紹了CDIO工程教育改革的原理、背景、教學大綱和標準，以及CDIO改革的發(fā)展；第二章詳細介紹了工程教育改革的要求、CDIO改革的愿景、教育學基礎(chǔ)，以及如何實現(xiàn)CDIO改革的愿景；第三章介紹了作為CDIO改革重要文件的CDIO教學大綱的形成、發(fā)展及其特點；第四章闡述了能夠取得知識教育和能力培養(yǎng)雙重效果的一體化課程計劃的設(shè)計；第五章介紹了工程實踐場所的設(shè)計與要求；第六章總結(jié)了教與學的方法、手段和資源；第七章討論了如何通過對學生的有效考核來促進教與學；第八章討論了實施CDIO改革對組織、文化改變的要求和建議；第九章論述了如何對改革的效果進行評估；第十章對國際工程教育的歷史發(fā)展進行了全面的回顧；第十一章展望了CDIO改革的發(fā)展前景以及這一理念在研究生教育和工程技術(shù)以外專業(yè)的應用實踐。

書籍目錄

第一章 導論1.1 基本原理1.2 背景1.3 CDIO工程教育改革1.4 教學大綱與標準1.5 實施與發(fā)展過程1.6 關(guān)于此書第二章 綜述2.1 引言2.2 本章目標2.3 改革的動力2.3.1 現(xiàn)代工程師的任務2.3.2 構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行2.3.3 工程教育改革的必要性2.3.4 工程教育改革的要求2.4 CDIO工程教育改革2.4.1 目標集2.4.2 愿景2.4.3 教育方法的基礎(chǔ)2.4.4 滿足教育改革的要求2.5 愿景的實現(xiàn)2.5.1 CDIO教學大綱2.5.2 CDIO標準2.5.3 組織與文化的改變2.5.4 提高教師的能力2.5.5 開源下的CDIO方法和資源2.5.6 并行發(fā)展的合作價值2.5.7 與國家標準和其他改革項目的一致性2.5.8 吸引和留住具有工程師資質(zhì)的學生2.5.9 滿足改革要求2.6 小結(jié)討論題參考文獻第三章 CDIO教學大綱——工程教育的學習效果3.1 引言3.2 本章目標3.3 工程知識和能力3.3.1 工程所需的知識和能力3.3.2 合理和詳細的教學大綱的重要性3.4 CDI0教學大綱3.4.1 CDIO教學大綱的開發(fā)和整合3.4.1 C0IO教學大綱的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)3.4.3 CDIO教學大綱的驗證3.4.4 現(xiàn)代工程主旋律——創(chuàng)新和可持續(xù)性3.4.5 CDIO教學大綱的通用性3.5 學習效果和學生應具備的程度3.5.1 四所CDI0發(fā)起大學的學習效果研究3.5.2 對掌握的熟練程度的調(diào)查3.5.3 麻省理工學院的調(diào)查結(jié)果3.5.4 三所瑞典大學的調(diào)查結(jié)果3.5.5 四所大學調(diào)查結(jié)果的比較3.5.6 貝爾法斯特女王大學的學習效果研究3.5.7 將應掌握的程度轉(zhuǎn)化為學習效果3.6 小結(jié)討論題參考文獻第四章 一體化課程計劃的設(shè)計4.1 引言4.2 本章目標4.3 一體化課程計劃的依據(jù)4.3.1 實際的需要4.3.2 教育方法的理由4.3.3 課程計劃設(shè)計的特性4.3.4 教師印象中的基本能力4.4 課程計劃設(shè)計基礎(chǔ)4.4.1 課程計劃設(shè)計過程模型4.4.2 課程計劃內(nèi)容和學習效果4.4.3 已有條件4.4.4 現(xiàn)有課程計劃標準化分析4.5 一體化課程計劃設(shè)計4.5.1 課程計劃的結(jié)構(gòu)4.5.2 課程計劃內(nèi)容和學習效果的順序4.5.3 課程計劃與學習效果的對應4.6 工程導論4.7 小結(jié)討論題參考文獻第五章 設(shè)計－實現(xiàn)經(jīng)驗和工程實踐場所與條件5.1 引言5.2 本章 目標5.3 設(shè)計－實現(xiàn)的經(jīng)驗5.3.1 設(shè)計－實現(xiàn)經(jīng)驗的意義5.3.2 設(shè)計－實現(xiàn)經(jīng)驗的角色和價值5.3.3 基本設(shè)計－實現(xiàn)的經(jīng)驗5.3.4 高級設(shè)計－實現(xiàn)的經(jīng)驗5.3.5 設(shè)計－實現(xiàn)經(jīng)驗的特性5.3.6 貫穿于課程計劃的設(shè)計－實現(xiàn)經(jīng)驗5.3.7 設(shè)計－實現(xiàn)經(jīng)驗的挑戰(zhàn)5.3.8 利益相關(guān)者的反映和總結(jié)5.4 工程實踐場所5.4.1 工程實踐場所的角色和益處5.4.2 實踐場所的設(shè)計5.4.3 CDIo實踐場所的實例5.4.4 CDIO實踐場所中的教與學模式5.4.5 工程實踐場所對管理和使用的挑戰(zhàn)5.5 小結(jié)討論題參考文獻第六章 教與學6.1 引言6.2 本章 目標6.3 學生對教與學的認識6.4 一體化學習6.4.1 一體化學習的益處6.4.2 多課程經(jīng)驗的一體化學習6.5 提高一體化學習的方法和資源6.5.1 預期學習效果的具體要求6.5.2 預期學習效果的分類6.5.3 預期學習效果的實例6.5.4 預期學習效果的建設(shè)性調(diào)整6.5.5 教師對一體化學習的支持6.6 主動學習和經(jīng)驗學習6.6.1 主動學習的方法6.6.2 經(jīng)驗學習方法6.6.3 采用多種主動學習和經(jīng)驗學習的方法6.6.4 使工程教育對學生更具吸引力6.7 收益與挑戰(zhàn)6.8 小結(jié)討論題參考文獻第七章 學生學習的評估7.1 引言7.2 本章 目標7.3 學習評估的過程7.4 使評估方法和學習效果相一致7.5 學生學習效果的評估方法第八章 適應并實施CDIO教學模式第九章 專業(yè)評估第十章 工程教育的歷史回顧第十一章 展望附錄A附錄B

章節(jié)摘錄

　　在對校友進行有關(guān)增設(shè)科目的問卷調(diào)查中，共列出了20個科目。要求受訪者按其重要性對這些增設(shè)的科目用5級評估標準進行評定。結(jié)果表明：校友們認為制造、管理和經(jīng)濟課程特別重要；而控制課程的重要性評級較低，也許這也反映了大學里控制課程的理論性特征。然而，評分最低的是計算機編程課程，學院對這一調(diào)查結(jié)果特別關(guān)注，因為有些老師曾經(jīng)質(zhì)疑是否有必要講授計算機編程的課程。他們認為鑒于對現(xiàn)有各種軟件的方便應用，機械與制造工程師不太可能需要編程能力。校友的這一意見被納入了考慮范圍，經(jīng)過進一步的討論，最終去掉了計算機編程這門課程?！　柧碚{(diào)查中的一部分內(nèi)容涉及工程科學的教學問題。對于每一個主要工程科學的教學，要求受訪者根據(jù)對學科基本原理的理解、變量間的具體關(guān)系以及用數(shù)學方法表達這些關(guān)系等的相對重要性進行評級。結(jié)果顯示，有相當高的比例（80％以上）覺得熟悉基本原理是相當重要的和非常必須的，而只有相對較少的受訪者（約30％）認為數(shù)學關(guān)系的公式和應用比較重要?！　柧碚{(diào)查中的另一部分內(nèi)容是關(guān)于課程計劃在不同領(lǐng)域的乎衡問題。對英國貝爾法斯特女王大學的校友提出的問題是，根據(jù)他們做學生的經(jīng)歷，在各個領(lǐng)域應該投入多長的時間。這里采用另一種五級評分標準，第一級表示僅花費了很少的時間，

編輯推薦

　　《重新認識工程教育：國際CDIO培養(yǎng)模式與方法》對CDIO教育模式的形成過程和實踐的關(guān)鍵內(nèi)容進行了詳細的描述，主要內(nèi)容包括CDIO的改革背景、大綱、標準、課程體系設(shè)計，學生能力培養(yǎng)，實踐場所建立和實踐條件要求，教與學的方法，學生學習能力的考核，教育改革對組織和文化的改變的要求和建議，以及如何對改革的結(jié)果進行評估等，是MIT等幾所歐美大學實施CDIO教育改革的總結(jié)?！吨匦抡J識工程教育：國際CDIO培養(yǎng)模式與方法》對于在中國實施CDIO教育模式再創(chuàng)新和創(chuàng)造21世紀先進工程教育模式具有很好的參考價值。

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