本文關(guān)鍵詞：CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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中國高教研究

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%&’( 大綱對高等工科教育創(chuàng)新的
陶勇芳
摘

商存慧

啟 示

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要： 簡要介紹了當前工程教育的一個新目標—— %&’( 教學(xué)大綱的產(chǎn)生過程、 — 主要

內(nèi)容及其特點。%&’( 教學(xué)大綱的具 體目標就是為工程教育創(chuàng)造出一個合理、 完整、 通用、 可概括的教學(xué)目標。大綱的重點在將個人的、 社會的和系統(tǒng) 筆者提出了在加強 的制造技術(shù)和基本原理相結(jié)合， 使之適合工程學(xué)的所有領(lǐng)域。 在分析 %&’( 教學(xué)大綱的基礎(chǔ)上， 專業(yè)基礎(chǔ)教育的同時，注重工程實踐) 加強大學(xué)生協(xié)調(diào)溝通的技能和團隊合作精神的培育；強調(diào)培養(yǎng)綜合的創(chuàng)新 能力， 與社會大環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展等建議。

教育創(chuàng)新 關(guān)鍵詞： 高等工科教育； %&’( 大綱； — %&’(—— 國外高等工科教育的一種創(chuàng)新模式。其具體目 標就是為工程教育創(chuàng)造出一個合理的、完整的、 通用的、 可概 括的教學(xué)目標， 重點將個人的 、 社會的和系統(tǒng)的制造技術(shù)和基 本原理相結(jié)合， 使之適合工程學(xué)的所有領(lǐng)域。大綱的最大價值 就是其基本原理簡單，有很強的可操作性和廣泛的適應(yīng)性等 特征，而且可被任何工程教育項目所采用。%&’( 的應(yīng)用將有 助于工程教育課程的設(shè)置及教育方法的研究，而且還可以推 動考核標準的制訂，為我們現(xiàn)行的高等工科教育提供一定的 借鑒。 一、 %&’( 大綱及其特點 工程教育主 $* %&’( 大綱的產(chǎn)生背景。!" 世紀中期以來， 要是建立在實際操作能力的基礎(chǔ)上、通過考核工程師們的實 際操作能力來定義。隨著工程科學(xué)的發(fā)展， 工程教育也越來越 依據(jù)于一些切實可行的分析工具來進行，而工程教育也就由 此開始和實際操作能 力相脫離，工程教育更側(cè) 重于學(xué)術(shù)研 究。在當前高等工程教育中， 存在著兩種需求： 一方面， 對于畢 業(yè)生專業(yè)技術(shù)知識的要求在不斷提高； 另一方面， 越來越多的 人們意識到工程人員必須擁有良好的團隊協(xié)作精神、系統(tǒng)分 析及實際動手能力， 以便適應(yīng)現(xiàn)代化工程團隊、 新產(chǎn)品及新系 統(tǒng)的開發(fā)需求。大學(xué)工程課程除了教授學(xué)生技術(shù)知識外， 同時 還需要培養(yǎng)廣泛的個人、 人際與系統(tǒng)構(gòu)建的技能。學(xué)生必須在 規(guī)定的時間里， 綜合掌握這些領(lǐng)域的知識和技能。 實現(xiàn)這一目標的工程教育模型，上個世紀一直在持續(xù)發(fā) 主要是由在業(yè)工程 展。 世紀初期采用基于手工實踐的模型， !" 師來教授。 世紀中期產(chǎn)生了工程科學(xué)模型， 該模型中的項目 !" 主要由工程研究人員來教授， 特別強調(diào)堅實的基礎(chǔ)， 但同時降 低了實際工程實踐的重要性。最近該模型由于其對工程實踐 的過度抽象， 不能很好地滿足當前的需要而受到批評。認為大 學(xué)不僅是培養(yǎng)技術(shù)上的專家工程師，而且還要培養(yǎng)出可以在 現(xiàn)代團隊環(huán)境中構(gòu)建與操作一個新的工程系統(tǒng)的人員。作為 該模型中的項目成為教育的組織原則。對于人際系統(tǒng)構(gòu)建的 技能來說， 這是一個非常好的模型， 它明確了項目而不是學(xué)科 ! 本文系西北工業(yè)大學(xué) !""# 年高等教育研究基金資助項目 作為教育的組織原則。在過去的 $" 年里，美國的企業(yè)界人士 開始致力于縮小當前工程教育中的理論和實際操作能力之間 的差距， 對工程教育提出了新的目標和要求， 然而這些努力并 沒有取得實際的效果；并認為造成工程教育理論和實際操作 脫節(jié)的兩大主要原因是，缺少基本理論支持和對技能要求的 具體說明。 四所前沿的工程大學(xué) （ 瑞典查爾 基于以上情形， !""$ 年， 姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)、美國麻省理工學(xué)院、瑞典皇 家技術(shù) 學(xué)院 ） 合 作開發(fā) 了一個新 型的工 程教育 模型 ，稱為 %&’( + %,-./01/ 2 &/304- 2 ’567/5/-8 2 (6/9:8/ ; 。 %&’( 其 名 字 的靈感來源于產(chǎn)品 < 系統(tǒng)的生命周期過程。 該生命周期可分為 四個階段： 構(gòu)思、 設(shè)計、 實現(xiàn)、 運作， 其縮寫構(gòu)成 %&’( 名稱。如 同合伙人所述，%&’( 的首創(chuàng)就是構(gòu)想一個強調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)的教 育，并置身于產(chǎn)品 < 系統(tǒng)生命周期的具體環(huán)境中。%&’( 大綱 （ 以下簡稱大綱 ）的目標就是將企業(yè)界的需求以工程學(xué)基本原 理來表述。設(shè)計 %&’( 的教育反映出如下幾大目標： 必須掌握 基礎(chǔ)技術(shù)中深厚的應(yīng)用知識；培養(yǎng)善于構(gòu)思 2 設(shè)計 2 實現(xiàn) 2 運作新產(chǎn)品 < 系統(tǒng)的技能；能完成復(fù)雜的系統(tǒng)工程；能適應(yīng)現(xiàn) 代化開發(fā)團隊和開發(fā)環(huán)境。一旦 %&’( 被工程教育所采納， 更 多具體的需求目標將會得到實現(xiàn)。 基于 %&’( 的課程圍繞學(xué)科 來組織，同時與 %&’( 的活動交織，所以學(xué)科間相互支持和交 叉。課程賦予生產(chǎn)實習(xí)所補充的學(xué)習(xí)項目， 并且以課堂和現(xiàn)代 學(xué)習(xí)工作間 < 實驗室進行主動性、實驗性、分組學(xué)習(xí)為特征的 活動。通過參與、 構(gòu)思、 設(shè)計、 實現(xiàn)個人技術(shù)體驗， 使學(xué)生達到 預(yù)想的目標： 培養(yǎng)用于構(gòu)建系統(tǒng)的技能， 很好地掌握深厚的工 程基礎(chǔ)應(yīng)用知識 = $ > 。 !* %&’( 大綱的主要內(nèi)容及特點。大綱匯總了當前工程學(xué) 所涉及的知識、 技能及發(fā)展前景等， 并制定了工程教育的教育 目標。它成為現(xiàn)代工程師必備的工程知識、 技能和態(tài)度的一個 匯編， 在本質(zhì)上包含了大學(xué)工程教育所需求的文檔。大綱的意 計、執(zhí)行和運作，旨在創(chuàng)造一個新的整合性教育；目標則是在 技術(shù)基礎(chǔ)上給學(xué)生提供更多的工作知識，教育工程師成為新

成功地進行工程系統(tǒng)的概念、 設(shè) 工程科學(xué)模型的進化，一些大學(xué)采用了基于問題的學(xué)習(xí)模型， 愿是讓工程師可以帶領(lǐng)團隊，

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產(chǎn)品或新系統(tǒng)創(chuàng)造和執(zhí)行過程中的領(lǐng)導(dǎo)者，給研究者們灌輸 卻又彼此獨立 * ! + 。 %&’( 大綱既是 %&’( 教學(xué)的參考綱要，同時又在不斷地 自我完善。大綱在制定的過程中， 對內(nèi)容提出了三點要求： 組 織結(jié)構(gòu)上要明白易懂，適用目標要全面，形成一個清楚、完整 和持久的具體規(guī)格標準，以便教學(xué)目標的實現(xiàn)和評估。%&’( 大綱的組織結(jié)構(gòu)如圖 $ 所示。

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從上圖可以看到，%&’( 對應(yīng)著大綱的第一級別，也意味 術(shù)知識和分析能力，個人職業(yè)技能及處理人際關(guān)系的能力。 %&’( 大綱的內(nèi)容可以概述為培養(yǎng)工程師的工程，明確了工程 師的培養(yǎng)目標是為人類生活的美好而制造出更多方便于大眾 的產(chǎn)品和系統(tǒng)。據(jù)此， 大綱要求工程院系的畢業(yè)生要能掌握工 程原理， 能致力于工程產(chǎn)品的改進， 能夠發(fā)展成為一個適應(yīng)現(xiàn) 代化工程需求的合格工程師。精簡形式的大綱如圖 ! 所示， 顯 示了四個目標分解到第二層和第三層。 大綱的第一部分是關(guān)于工程技術(shù)知識原理和技術(shù)推理， 包括基礎(chǔ)科學(xué)的知識、核心的工程基礎(chǔ)知識和高級的工程基

對自己工作重要性和策略價值的認知。這三個目標相輔相成， 著最高期望值。其下三個方框代表著具體的要求， 分別是： 技

圖$

%&’( 系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)示意圖

礎(chǔ)知識 �，F(xiàn)代工 程學(xué)是 立足于 對工程學(xué) 基礎(chǔ)原 理的 透徹理 解。要想成為一個好的工程師就必須對工程基礎(chǔ)知識的核心

圖!

%&’( 系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)示意圖 的特別子集， 可分解為團隊協(xié)作、 溝通和用外語進行溝通。 大綱的第四部分是企業(yè)與社會環(huán)境下的構(gòu)思、 設(shè)計、 實現(xiàn) 和運作系統(tǒng)，它展示了產(chǎn)品或系統(tǒng)開發(fā)是如何經(jīng)過以下四個 階段的： 構(gòu)思、 設(shè)計、 實現(xiàn)和運作。選擇的術(shù)語為硬件、 軟件與 過程行業(yè)的描述。構(gòu)思工作從市場或機會識別到高級或概念 設(shè)計，并包括開發(fā)項目管理。設(shè)計工作包括設(shè)計過程的各方 面， 以及學(xué)科的、 多學(xué)科的和多目標的設(shè)計。實現(xiàn)工作包括硬 件和軟件過程， 測試和核實， 以及實現(xiàn)過程的設(shè)計與管理。運 作工作的覆蓋范圍， 從設(shè)計與管理運作， 到支持產(chǎn)品生命周期 與改進， 以及產(chǎn)品生命終結(jié)的規(guī)劃。產(chǎn)品和系統(tǒng)都是在企業(yè)與 商業(yè)環(huán)境下創(chuàng)建和運作的， 并且工程工作 （ 指構(gòu)思、 設(shè)計、 實現(xiàn) 和運作 ） 和企業(yè)都是存在于更大的社會與外部環(huán)境之中。對這 些框架的理解， 對于成功地實踐工程職業(yè)非常重要。 二、 %&’( 大綱對我國高等工科教育創(chuàng)新的啟示 設(shè)計、 實現(xiàn)、 運作為主線， 綜合地考慮 %&’( 大綱以構(gòu)思、 了專業(yè)基礎(chǔ)知識、個人和職業(yè)的技能以及團隊協(xié)作與溝通的 對 人際技能， 以及在整個企業(yè) ) 社會環(huán)境下進行 %&’( 的過程。

有深入的理解。當然由于因研究領(lǐng)域的不同，%&’( 大綱只是 提出一個總體上的概念闡述。在 %&’( 大綱的剩下部分， 將致 力于討論 %&’( 系統(tǒng)所要求的知識結(jié)構(gòu)、 技能熟練程度及工程 學(xué)生所應(yīng)該培養(yǎng)的工作品質(zhì)。 %&’( 大綱的第二部分為個人的和職業(yè)的技能與特質(zhì)。工 科大學(xué)生在職業(yè)實踐中主要有以下三個思考模式：!工程推 理與問題的解決， 包括問題的識別與形成、建模、 近似與定性 的分析、 不確定性分析、解決方案與建議； "實驗與知識的發(fā) 現(xiàn)，包括前提假設(shè)的形成、紙檔與電子檔文獻的調(diào)研、實驗調(diào) 查、 前提假設(shè)的測試與辯護； 包括整體性思維、 系 #系統(tǒng)思維， 統(tǒng)的浮現(xiàn)與交互、優(yōu)先級排序與關(guān)注、解決方案的決斷與平 衡。每節(jié)以 “ 闡明問題 ” 的一個小節(jié)開始， 然后穿越該思考模式 的所有特例， 最后以實質(zhì)性 “ 解決問題 ” 的小節(jié)結(jié)束。主要用于 職業(yè)環(huán)境下的那些個人技能與態(tài)度， 不同于三種思維模式， 被 稱為職業(yè)技能與態(tài)度。主要不是用于職業(yè)環(huán)境下的個人技能 子集， 是個人的技能與態(tài)度。 大綱的第三部分是人際技能。它為個人技能的一般類別

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于工程教育的根本要求， 大綱制定者認為： 畢業(yè)工程師需在工 程組織 （ 基于現(xiàn)代團隊的環(huán)境 ）里工作的同時，正確看待工程 過程 （ 構(gòu)思、 設(shè)計、 實現(xiàn)和運作 ） 能為開發(fā)工程產(chǎn)品 （ ， 復(fù)雜增值 的工程系統(tǒng) ） 做出貢獻， 而隱含的期望就是作為大學(xué)畢業(yè)的工 程師必須發(fā)展成為完整的、成熟的、有思想的個體，掌握相應(yīng) 的技術(shù)知識與推理的基礎(chǔ)。為了在現(xiàn)代團隊的環(huán)境中工作， 必 須培養(yǎng)學(xué)生團隊協(xié)作與溝通的人際技能；學(xué)生必須了解如何 在企業(yè)和社會背景下構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作的系統(tǒng)，以達到 最后創(chuàng)建和運作該系統(tǒng)的技能。%&’( 大綱對我國高等工科教 育的啟示有如下幾點。 $) 加強專業(yè)基礎(chǔ)教育的同時，關(guān)注工程實踐，加強實踐環(huán) 節(jié)。 如果說大學(xué)是一個學(xué)習(xí)和進步的平臺， 那么這個平臺的地基 就是大學(xué)里的基礎(chǔ)課程。 所以， 學(xué)好和掌握基礎(chǔ)知識及本專業(yè)要 應(yīng)用領(lǐng)域里很多看似高深的技術(shù)在幾年后就會被新的技術(shù)或工 具所取代，只有掌握扎實的基礎(chǔ)知識才可以終身受用。另一方 面， 如果沒有打下好的基礎(chǔ)， 就很難理解更為復(fù)雜或高深的應(yīng)用 技術(shù)， 對于將來的職業(yè)發(fā)展和提高都將是一個巨大的障礙。 知識和能力來源于實踐， 素質(zhì)更需要在實踐中養(yǎng)成， 各種 教學(xué)實 踐環(huán)節(jié)對 于培養(yǎng) 學(xué)生的 實踐能力 和創(chuàng)新 能力 尤其重 要。由于當前的教學(xué)實踐環(huán)節(jié)非常薄弱， 嚴重制約了教學(xué)質(zhì)量 的進一步提高。要培養(yǎng)高素質(zhì)的人才， 就必須高度重視這個環(huán) 但工程實踐能力較差。因此， 高等工科院校要建立和完善教學(xué) 實踐體系，制訂合理的教學(xué)實踐方案，拓寬教學(xué)實踐范疇，整 合教學(xué)實踐資源， 保證教學(xué)實踐時間， 加大教學(xué)實踐的經(jīng)費投 入， 下大力氣鞏固、 擴大和發(fā)展校內(nèi)外各類實習(xí)基地。 在加強實踐環(huán)節(jié)的同時， 建立創(chuàng)新實驗基地。學(xué)校應(yīng)該以 培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力為目標， 以創(chuàng)新實驗為手段， 以全過程開 放為原則，建立創(chuàng)新實驗基地，鼓勵大學(xué)生特別是研究生 “ 自 選項目、 自主設(shè)計、 自己動手、 自由探索 ” 進行創(chuàng)新實驗。建立 ， 實驗中心， 作為學(xué)生尤其是研究生進行創(chuàng)新的基礎(chǔ)平臺； 建立 創(chuàng)建虛擬實驗室，并對學(xué)校專用實驗室進行實驗資源的整合 利用， 在統(tǒng)一管理和服務(wù)的模式下對優(yōu)秀學(xué)生開放。創(chuàng)新實驗 基地主要是以激發(fā)學(xué)生的自我創(chuàng)造力，而不是以出成果為目 的。它應(yīng)該成為本科實驗的發(fā)展和科學(xué)研究的基礎(chǔ)， 使之成為 高等工科院校培養(yǎng)創(chuàng)新人才的孵化器。 繼續(xù)倡導(dǎo)走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路， 積極開展校企之間、 校 際之間、高校與科研單位之間的合作，并建立穩(wěn)定的合作關(guān) 系。各級教育行政部門也應(yīng)創(chuàng)造條件， 為高校建設(shè)大學(xué)生教學(xué) 實習(xí)和社會實踐基地提供有力支持。 !) 個人職業(yè)技能與人際溝通的技能并重。專業(yè)基礎(chǔ)知識 都是靜態(tài)的， 它不能直接由此產(chǎn)生解決實際問題的辦法， 需要 結(jié)合識別問題、 工程推理及解決問題的方法， 才能在實際工作 中靈活應(yīng)對各種問題。著名華裔諾貝爾物理學(xué)獎獲得者李政 道在領(lǐng)獎時的感言中，針對中國科學(xué)研究的現(xiàn)狀和問題特別 地提到， 中國的科技工作者需要強調(diào)實驗精神和實驗?zāi)芰�。�?程技術(shù)是一個實踐性極強的領(lǐng)域，停留在概念階段的想法需 參考文獻

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要轉(zhuǎn)化為直接的生產(chǎn)力才能體現(xiàn)其工程和社會價值。另外， 其 他技能如個人的恒心、創(chuàng)新的勇氣、終身學(xué)習(xí)的精神、日常時 間資源的管理等，以及誠實、責(zé)任感等職業(yè)精神，對于個人的 職業(yè)成功也是非常關(guān)鍵的。在高等工程教育過程中， 有策略性 地提供指導(dǎo)和實踐體驗機會， 其績效將是不言而喻的。 “ 戴爾?卡內(nèi)基說： 一個人事業(yè)的成功只有 $*+ 取決于他 的專業(yè)技能， 另外的 ,*+ 要依靠他的人際關(guān)系和處事技巧。 ” 個人的智慧和能力是有限的， 在現(xiàn)代社會中， 單靠一己之力是 不可能成就宏偉、 壯麗的事業(yè)， 也幾乎不可能實現(xiàn)任何足以讓 自己滿意的奮斗目標
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。在現(xiàn)代組織中學(xué)習(xí)的基本單位是團

隊而不是個人。構(gòu)建學(xué)習(xí)型創(chuàng)新團隊是高效率地掌握知識的 重要途徑。團隊的集體智慧高于團隊個人智慧， 團隊擁有整體 搭配的能力。所以，高等工科院校要積極組建創(chuàng)新型學(xué)習(xí)團 息交流更加充分，知識理解更加深刻、迅速，減少了矛盾和沖 突。因此， 工程專業(yè)學(xué)生必須懂得， 加強信息溝通、 團結(jié)他人、 汲取大家的智慧才是現(xiàn)代人取得成功的先決條件。 與社會大環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。 培養(yǎng)工科 .) 強調(diào)綜合創(chuàng)新能力， 學(xué)生創(chuàng)新能力是提高高等工科教育有效性的基本保障�，F(xiàn)代 的任何 工程問題 已不再 是一個 純粹獨立 的學(xué)科 或領(lǐng) 域的問 題，需要應(yīng)用其他學(xué)科的相關(guān)知識和技能。信息社會的今天， 幾乎所有的科技工程領(lǐng)域都有信息科學(xué)的烙印�？萍及l(fā)展日 合， 才能確保工程研究和開發(fā)的成功。因此， 如今的工程領(lǐng)域 中的問題已經(jīng)不再是簡單的專業(yè)技術(shù)問題，而是與社會、經(jīng) 濟、 生態(tài)、 文化等人文學(xué)科相關(guān)的復(fù)雜的系統(tǒng)問題。 如果把個人技能、 人際溝通等看成是 “ 修身 ” “ 、 養(yǎng)性 ” “ 、齊 家” 的話， 那么服務(wù)社會和企業(yè)等就是 “ 治國 ” 進而達到 “ ， 平天 特別是工程科技需要服 下” 的最高境界 - 0 / �？萍挤�務(wù)于社會， 務(wù)社會、 服務(wù)科研機構(gòu)與企業(yè)等。高等工科院校要把所有技能 的培養(yǎng)置身于企業(yè)和社會的大環(huán)境下，隨著社會的需求而調(diào) 整和豐富專業(yè)基礎(chǔ)知識，提高學(xué)生以直覺思維為主的對科學(xué) 我更新能力， 在關(guān)注個人職業(yè)技能的同時， 要密切關(guān)注社會的 發(fā)展和實際需求， 與社會大環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。 （ 作者陶勇芳系西北工業(yè)大學(xué)研究生院工程師，商存慧系 該校人文與經(jīng)法學(xué)院講師， 陜西西安 1$""1! ）

求的基礎(chǔ)課程是十分重要的。 因為在科技發(fā)展日新月異的今天， 隊，， 為學(xué)生創(chuàng)造良好的溝通氛圍。因為， 良好的溝通可以使信

節(jié)。雖然我國高等工科院校學(xué)生的基礎(chǔ)知識掌握得比較扎實， 新月異，門類分工也愈來愈細，需要多個崗位技能的密切配

主題實驗室作為開展創(chuàng)新競賽和特色主題實驗活動的場所； 新發(fā)現(xiàn)的洞察能力，在不同環(huán)境下的協(xié)同能力、適應(yīng)能力、自

- $ / 234563 7 %65489:) %695;<=> ;?9 %&’( @:885ABCD 5 E=<F96C58 G9HI85;9 JK6 2=><=996<=> 23BL5;<K=) .!=3 M@22 N ’222 76K= O ;<96C <= 23BL5;<K= %K=J969=L9) PKF9HA96 # O QD !""!D RKC;K=D SM) - ! / TK?5= R5=U98D 9; 58) R9=L?H56U<=> 2=><=996<=> %B66<LB85 4<;? ;?9 %&’( @:885ABCD ’=;) T) 2=>=> 2&)D !""* V $ W ) - . / 李開復(fù) ) 做最好的自己 - S / ) 北京： 人民出版社， !""*) - 0 / 員智凱D 等 ) 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命與馬克思主義 O 科學(xué)技術(shù) 創(chuàng)新與社會文明進步 （ 博士研究生教育課程教材 ） S / ) 西 安： 西北工業(yè)大學(xué)出版社， !""0)

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