基于CDIO工程教育理念的“新工科”人才培养模式研究

王 刚 Wang Gang

(武汉理工大学，湖北武汉 430070）

CDIO工程教育理念是近年来国际工程教育改革的显著成果，CDIO代表构思（Conceiv e）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）[1]。它有一套较为完善的教育体系，注重专业理论知识与实践动手能力之间的关系、个人综合能力及素养、主动学习能力以及职业道德的培养，具有详细且科学的培养目标，对理念的实施具有全面的指引。在知识全球化背景下，CDIO教育理念具有应用的可行性和必要性，对我国目前处于新工科建设背景下，人才培养模式的改革也将具有重要指导意义。

1 CDIO工程教育理念的特性

CDIO的核心理念是构建一个“构思-设计-实施-运行”的工程教育背景环境，以实际项目的研发到运行的生命周期为载体，在实际操作中让学生以主动的、实践的、与课程有机联系的方式进行学习，以此来培养学生较强的自学才能，知识分析、灵活运用、解决问题的能力，协作交流以及团队合作能力，使学生在交叉复合型人才素养与能力方面得到有序的全面提升[2]。

1.1 全面性和系统性

CDIO的核心内容，从宏观视角来看，以四大能力及要素为培养目标：专业技术知识、个人职业技能和职业道德、人际交往能力以及项目的构思、设计实践以及运作能力。这四类能力又被细分为一级和二级若干技能要求[3]。这些核心内容及细分能力与要求，使CDIO指导教育改革变得具象化、可操作、可更新、可监控、可评估。

1.2 普适性和多样性

CDIO教育理念的改革，打破了学科之间的壁垒，这种模式下培养的人才不局限于某一领域的桎梏，而是集学科知识、专业技能、综合素养为一体的复合型创新创造人才。从中观视角看CDIO理念，其教育理念可以适用于高校的工程教育专业及教学环节。各专业可以通过属地化特征再创新该理念，并建立具有本地区本专业特色的CDIO人才培养模式。

1.3 国际性和先进性

CDIO理念继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念。目前已有麻省理工学院、瑞典皇家工学院、斯坦福大学、阿斯顿大学等几十所世界著名大学参与，并取得了良好效果，充分体现了此教育理念的先进性和国际性，同时也是培养具有国际竞争力人才的有效途径。

2 “新工科”人才培养模式改革的必要性

2017年2月以来，教育部大力推进新工科建设，国内关于新工科的研究与讨论空前活跃，各大高校积极实践探索具有中国特色的新工科人才培养模式。新工科建设的关键一步是培养满足国家战略和新兴产业发展需求，且具有全球视野、创新精神和实践能力的复合型人才，因此打造符合这一要求的人才培养模式就显得至关重要。

2.1 人才培养模式改革

常规人才培养重成绩，轻能力；重智育，轻德育；重理论，轻实践。新工科背景下的人才培养模式与常规人才培养模式不同，需要具备以下特征。

2.1.1 战略性、系统性特征

新工科建设发展是为了把握行业未来发展方向，预测未来对科技人才的需求，以全球视野预测前沿技术研发，提前谋划、建设和发展学科新体系，掌握未来产业发展的主动权，为我国经济社会持续发展提供人才战略储备。因此，新工科人才培养模式应服务于国家战略，满足产业发展需求，面向未来和世界发展，具有战略性、系统性的高瞻远瞩。

2.1.2 创新性、开放性特征

清华大学林健教授在他的文章中指出面向未来社会的全新人才需求，新工科专业应包含三方面涵义：新兴、新型和新生[4]，即全新未出现过的新学科，传统的正在转型、改造和升级的旧有学科，以及交叉融合不同学科而带来的复合学科。这是新经济发展模式下产业创新和其具有的超强跨界渗透能力带来的必然改变，因此新型的知识体系、课程体系、师资团队、教育教学新模式的构建需要创新性与跨学科、跨工种、跨国界的开放性。

图1 高校新工科建设与发展的“五新”

2.1.3 网络化、全球化特征

据CNNIC数据显示，截至2019年6月，全球网民数量已达44.22亿，其中中国网民规模8.54亿、城镇网民规模6.3亿，占全球网民数量比重73.7%。在信息传播的速度高速发展、途径日益丰富的全球化背景下，未来社会对人才的需求将有极大变化，传统高等教育的人才培养模式将受到来自于全球化、信息化的挑战，也必须与时俱进，积极应对教学环境的变化以及教育对象对于知识体系接收方式的转变，做到灵活性、综合性及与时俱进。

2.2 新工科背景下引入CDIO工程教育理念的必要性

国家为加快高校新工科建设和发展提出了“五新”的新要求[5]（图1）。作为能够适应乃至引领未来工程需求的新工科人才，必须具备综合的素养和能力。除了扎实的专业知识与技能，还需要具有引领、创造未来社会需求的驱动力和技能以及宏观思维和批判性思维这类独立思考能力。这些能力的培养需要一套相对稳定的教学管理制度、课程体系、教学内容和评估方式来实现，而CDIO教学理念符合新工科对高水平人才能力的培养需求，有利于实现理论和实践之间的动态平衡，提升个人职业技能与道德，显著提高学生的专业竞争力，不仅能真正实现产学研融合、校企融合，最关键的是CDIO具有普遍的适用性与可操作性[6]。

我国目前新工科背景下的人才培养模式仍然处在摸索阶段，还存在培养模式混乱的现象，侧重点各不相同，急需改革与重塑。

3 以CDIO推动新工科人才培养模式改革与创新

3.1 CDIO理念推动新工科人才培养模式改革背景

目前，在新工科改革教育背景下，学术界对人才培养模式的改革怎样全面具体地实施，尚未统一共识，而各高校目前的人才培养模式与新工科人才培养模式的要求存在较大差距和问题。

从培养目标来看，旧有人才培养模式缺乏具体可实施的方法与标准；从课程体系与内容来看，缺乏实践应用意识和职业素养提升的相关内容；从培养评估方面看，尚未制定客观的评价标准，学生的综合能力也无法进行实时监控以建立动态评价体系。CDIO与新工科人才培养计划在基本目标、理念方向及具体内容上，具有高度的相关性和兼容性，因此，在推动新工科人才培养模式改革发展之时，我们可优先采用CDIO工程教育理念的改革方式来制定具有自身特色的人才培养模式[7]。

3.2 CDIO理念推动新工科人才培养模式改革方法

3.2.1 更新教学理念

首先，积极与国际教学理念接轨，立足国内发展规律，形成面向行业需求和具有可持续竞争力的教学理念[8]。

3.2.2 改革教学体系与内容

CDIO理念倡导工作项目的实施过程贯穿于教学体系和课程内容中，使学生明确教学目标，在项目完成过程中融入必要的专业知识与跨学科知识，同时提升个人职业技能与职业道德素养[9]。

3.2.3 提升师资力量

人才培养模式的改革也推动着师资力量的建设与改革。CDIO的教育理念打破了学科壁垒，旨在建设多学科融合的一流教师队伍。这就要求教师个人能力、教学能力及综合素养上的不断提升和与时俱进，在教学过程中扮演好领路人的角色，教学相长[10]。

3.2.4 改革教学环境

CDIO要求构建跨学科的学习与研讨环境，以项目为导向，项目实施全过程为载体，让学生主动参与项目的制定、调研、分析、设计乃至实际操作全过程，为学生创造一个多维度、全周期的学习空间[11]。

3.2.5 明确学校、企业、政府在工程教育改革中的定位

新工科人才培养模式改革，不仅是教学体系、师资团队、培养环境的改革，更需要使各专业利益相关者参与到学生的能力标准的评估中，根据CDIO的评估标准制定符合本专业的评估体系[12]。

以上提出的方法是基于CDIO理念的“新工科”人才培养模式改革的探索与研究，希望为以后相关学者做更深层面的研究提供参考意义。

4 结语

目前，新工科的人才培养模式仍存在诸多问题亟待解决，例如培养模式缺乏切实可行的实操标准；专业利益相关者缺乏深度联合培养人才的持续动力；人才能力评估缺乏专业性与科学性等。而人才队伍的建设是新工科建设比较核心的任务，亦是国家发展的动力与源泉，我们对基于CDIO工程教育理念的人才培养模式还应做更深刻的分析与全面的研究探索[13-14]。