中外CDIO工程教育模式的研究与启示

（浙江大学航空航天学院 浙江·杭州 310007）

1 CDIO工程教育模式的概述

20世纪50年代初，全球工程教育主要强调工程实践能力，但是随着世界各国文化和背景的改变，许多国家开始重视自然科学的教育地位，因而在20世纪下半叶全球工程教育逐渐向工程科学偏斜，直接加重了工程教育过分重视工程科学知识而忽视工程实践的现象，从而使工程科学与工程实践的关系发生了倾斜，直接结果就是培养的毕业生普遍存在重理论、轻实践的现象，同时，社会上对这种模式培养的学生批评也日益增多。在这种形式下，工程教育质量下滑和工程人才的短缺问题成为大学培养人才的最大挑战。

2 国外工程教育改革实践案例——MIT的CDIO模式

麻省理工学院（简称MIT）是美国国内培养高级科技人才，从事科学和技术教育研究的综合性私立大学，主要以理工科为主，其航空航天专业是美国同领域中排名最前的专业，其人才培养模式和改革理念值得学习研究。

20世纪90年代末，MIT航空航天系收到社会各方的反馈，尤其是产业部门认为该系的毕业生虽然具有较好的工程技术基础知识，但缺少开展工程项目需要的团队协作能力以及综合思考解决工程问题的能力。为解决这个问题，MIT航空航天系开始重审专业人才培养，进行教育改革实践探索，试图通过一种模式将理论知识与实践能力的培养有效地结合。从2000年开始，MIT院士EdwardCrawley教授成立团队与瑞典皇家工学院等其他三所大学联合研究，并获得了Kunt and AliceWallenbery基金会资金赞助，于2004年最终创立CDIO工程教育模式。

MIT航空航天系在准确理解当代工程师所需的知识和能力的基础上，提出了工程教育改革的两个愿景：其一，体现工程教育的目的和社会及产业界的需求，即工程教育培养的学生首先就是工程师，体现“回归工程”的本质；其二，工程教育必须具有真实的工程背景；最后，工程教育要有特定的预期学习结果。根据上面三个改革的具体愿景，MIT航空航天系的CDIO模式设定了课程改革目标为：更深入地掌握专业基础知识；领导工程新产品、新过程和新系统的创建和运行；理解技术发展对社会的重要性和战略影响。

CDIO模式对课程体系分为课程设计、课程实施和课程评价三个方面。MIT航空航天系的课程体系体现了典型的CDIO课程计划结构模式，现对此进行详细说明。MIT航空航天系的课程主要分为通识、专业、任选三个课程模块。专业模块课程又分为核心课程（Core Curriculum）、专业课程（Professional Area Subjects）和顶峰课程（Capstone Subjects）三类。其中，核心课程传授航空航天工程的基础学科知识，促进学生对专业技术的掌握；专业课程的知识比核心课程的程度更深、更广，面也更宽；顶峰课程则是将航空工程知识进行整合，融入实验和项目中，通过实验和项目提高核心课程和专业课程所学知识的应用，从而提高工程能力。

CDIO在继承欧美国家20多年来的工程教育改革理念精髓，并进行发展创新，提出了系统的工程能力培养、实施指导和过程以及结果检验等标准，具有较强的可操作性，同时，CDIO标准是根据工业界的实际需求进行制定，按照该标准培养的人才是符合产业对工程人才质量的要求，其教育模式下培养的专业人才是真正面向产业，紧密结合企业需求的入门工程师。2011年1月，CDIO的开创者——MIT航空航天系教授EdwardCrawley因提出CDIO新型工程人才培养模式获2010年戈登奖，这是工程界三大最高奖项，被誉为“工程界诺贝尔奖”，这表明CDIO模式得到了国际工程界的高度肯定。

3 我国实施CDIO模式的实践案例——汕头大学

中国的工程教育改革受欧美发达国家的影响，开始逐步进行实践探索。2005年，加拿大工程院院士、中国教育部长江讲座教授顾佩华教授加盟汕头大学，率先将CDIO工程教育模式和理念引入汕头大学并加以实施。

CDIO起源国外，引入我国的时间晚，在我国的传播时间较短，极易造成简单模仿或者直接套用的现象。汕头大学是国内首个加入 CDIO组织的成员，汕头大学作为国内实施CDIO改革的试点高校，在改革过程中，尽量结合国内高校实际情况，重新思考工程教育改革的模式与路径，对人才培养的各个方面与相应的管理机制进行了改革，在培养目标、培养标准、一体化课程计划和保障与持续改进体系等方面进行了创新与探索。

汕头大学参考了MIT等国外一流大学的课程设置，依据我国相关专业指导委员会的专业标准，制定出整个专业层面的综合性CDIO课程计划及课程大纲。另外，考虑到我国传统的工程教育模式忽视对学生有关人文社科与社会责任方面的教育，只强调对专业基础知识的传授，汕头大学在已有的CDIO基础上，针对当前产业界对工程师除了工程创新能力要求以外，希望增加职业道德（Etbics）、诚信（Integrity）和职业素质（Professionalism）方面要求，创新性融入了E、I、P等元素，提出了“EIP—CDIO工程教育培养模式”，并在其工学院的通讯工程、计算机科学与技术、土木工程、电子信息工程和机械电子工程5个本科专业中从2006级本科生开始全面实施了崭新的基于项目设计的“EIP—CDIO工程教育模式”。分析研究整个过程的实施经验，汕头大学主要开展了以下几方面的核心工作：（1）根据专业愿景和学校定位，明确专业人才培养的大目标，进行顶层设计；（2）根据CDIO标准，以知识能力素质大纲为核心制定专业培养的标准；（3）为实现专业培养目标，设计并构建了一体化课程体系；（4）应用CDIO指导建立课程信息库，细化每门课程需要掌握的知识点和掌握程度以及要求培养的能力；（5）建立以服务课堂为核心的具有教师个人特色的课堂教学方式；（6）实施基于项目目的的主动学习方法，主动学习专业知识和工程能力；（7）建立质量保障体系为核心的持续改进体制，专业基于CDIO标准进行评估，促进专业的持续改进。

“汕头大学工学院EIP—CDIO工程教育培养模式创新实验区”在2007年被教育部批准为首批人才培养模式创新实验区项目，在应用CDIO模式进行工程教育改革方面，汕头大学走在我国高校的前列。汕头大学的CDIO改革案例被中国科学院技术科学部列为典型创新案例向国内高校推介。鉴于我国汕头大学实施CDIO改革取得的成效，学习汕头大学改革实践案例，借鉴其应用CDIO的改革思路，为国内不同类型高校研究如何根据本土工程教育的特点从而改进工科人才培养模式提供了可行性参考。

4 对研究型大学工程教育人才培养模式改革的启示

我国在实施创新驱动战略的进程中，逐步构建现代产业体系，我国产业面临着从劳动密集型向知识密集型、创新型产业升级的机遇和挑战，现代产业体系和创新强国之路的构想对人才的需求提出了更新、更高的要求，需要越来越多的高素质、复合型、国际化的高层次工程人才。目前，我国工程教育的规模位居世界第一，但是我们培养的工程人才却无法获得社会的认可，毕业生常以“实践能力缺乏、创新精神不强”而被企业诟病。传统的培养模式所造就的人才无法适应产业的高速发展，参照国际改革的形式以及我国的现代产业发展的需求，我国的工程技术专业人才教育必须不断进行新的改革，与时俱进，建构新时期工程人才培养的新模式。大学是培养高素质人才的主要场所，其中研究型大学更是承担了高素质工程技术人才培养的主要责任，研究型大学培养的工程技术人才是该产业急需人才最主要的输送来源之一。因此研究型大学工程教育改革也必须紧跟产业发展，不断进行改革，为产业升级和经济发展提供有力的人才支撑。

本文重点分析了美国麻省理工学院航空航天系CDIO模式和我国国内推行CDIO模式成功案例——汕头大学，通过以上两个中外典型案例的分析，可见CDIO模式是作为一个新成果也是成功推行人才培养新模式。同时，越来越多国家的高等院校已经开展了CDIO工程教育改革，其中包括很多研究型大学，如麻省理工学院、斯坦福大学、密歇根大学等，都取得相应的成效。但是，我们也要考虑到我国现阶段工程教育的情况尚与欧美等发达国家有一定差异，麻省理工学院的CDIO模式成功实践的经验并不一定完全适合我国大学，因此，本文选取了在我国本土已经实施CDIO模式的汕头大学进行了研究分析。从汕头大学的实践案例可见，CDIO工程教育模式及其理论体系适用于我国的国情。CDIO工程教育模式具有明确的培养定位、详细的培养目标和全面、系统的培养方法指南，它的培养方法秉承构建主义教育理念，要求以学生为中心，以丰富的学习经验构建学生的知识体系，而且它的教育方法的一个核心是知识和能力培养的一体化要求，需要创造能力增长的机会而不是增加课程，这一点对我国的工程教育改革具有重要的启发意义。

CDIO提出的是一种开放的教育理念，各类高校在实施CDIO模式时，由于人才培养定位不同，因此改革侧重点不同，但对工程人才的要求基本一致。可见，CDIO理论体系也适用于指导不同类型的大学，包括研究型大学进行人才培养改革。研究型综合大学主要承担我国研究型和学术型的工程技术人才和研发设计人才的培养责任，其培养的工程技术人才同样必须具备工程能力和工程素质，CDIO大纲中很重要的一块内容就是培养学生的科研创新能力和设计创新能力。从 CDIO的大纲和目标来看，该模式也是适用于研究型综合大学。研究型综合大学引进CDIO，可以在其他国家成功的工程教育改革基础上，结合中国国情和专业现状，将该培养模式本土化，提取国外先进教育的人才培养理念精髓，并在此基础结合我国人才培养优势，探索本土化培养模式，培养面向我国产业发展需求的工程技术人才，从而提升国际竞争力。

我国不同层次、各种类型的大学，对学生的培养要求定位有所区别，每个大学所担负的社会责任和人才培养特色也不一样，如何在不同类型的大学应用CDIO教育理念指导工程人才培养，实施教学改革，是需要我们各类型、各层次高等院校的长期探索。