CDIO教学大纲及特点-汕头大学课件.ppt

1、CDIO教学大纲及特点汕头大学汕头大学 沈民奋教授沈民奋教授三个核心问题：三个核心问题：当代社会需要培养什么样的工科毕业生？当代社会需要培养什么样的工科毕业生？工科毕业生应掌握怎样的知识工科毕业生应掌握怎样的知识(Knowledge,(Knowledge,Skill,Attitude)Skill,Attitude)、能力和态度？、能力和态度？其水平应达到什么样的程度？其水平应达到什么样的程度？换句话说，工程教育所希望得到的教学效果换句话说，工程教育所希望得到的教学效果(Learning Outcome)(Learning Outcome)是什么呢？是什么呢？由此提出由此提出CDIOCDIO教学

2、大纲（教学大纲（SyllabusSyllabus）。）。近代工程教育告诉我们：近代工程教育告诉我们：v工程教育有其本身的要求，作为大学的教育工作工程教育有其本身的要求，作为大学的教育工作者，我们有责任向学生传授广泛的者，我们有责任向学生传授广泛的学科知识学科知识。v工程师必须具备广泛的个人能力、人际沟通能力工程师必须具备广泛的个人能力、人际沟通能力以及产品、过程及系统的构建能力，这些能力保以及产品、过程及系统的构建能力，这些能力保证学生在实际的社会和企业证学生在实际的社会和企业背景环境背景环境(Context)下下的团队工作中发挥重要作用。的团队工作中发挥重要作用。vCDIOCDIO工程教育模

3、式（工程教育模式（InitiativeInitiative）为我们提供了一）为我们提供了一种新的教育方法，有助于解决工程教育普遍存在的种新的教育方法，有助于解决工程教育普遍存在的问题，并可满足学生和社会的需求。问题，并可满足学生和社会的需求。v其特点是：第一次全面描述了现代工程师所需的知其特点是：第一次全面描述了现代工程师所需的知识、能力及态度的完整内容，即我们希望获得的教识、能力及态度的完整内容，即我们希望获得的教学效果。学效果。vCDIO教学大纲的发展过程：教学大纲的发展过程：v1 1 教学大纲教学大纲（SyllabusSyllabus）工程教育所需的重工程教育所需的重要文件，也是对教学效

4、果（要文件，也是对教学效果（Learning OutcomeLearning Outcome）的全面描述。的全面描述。v2 2 制定过程制定过程通过列出一整套工科毕业生应具通过列出一整套工科毕业生应具备的各种知识、能力与态度，由此获得现代工程备的各种知识、能力与态度，由此获得现代工程教育改革的解决方案。教育改革的解决方案。v3 3 主要特点主要特点这些知识和能力的主题内容这些知识和能力的主题内容(Topics)(Topics)具有通用化的特点，可用于各个工程领具有通用化的特点，可用于各个工程领域；而且非常详细，可为制定课程计划和评估教域；而且非常详细，可为制定课程计划和评估教学效果真正发挥作用

5、。学效果真正发挥作用。v再考虑前面提到的一个核心问题：再考虑前面提到的一个核心问题：v工科毕业生应掌握怎样的知识、能力和态度？工科毕业生应掌握怎样的知识、能力和态度？v可由在校生、教师、职工、校友及工业界等与工程可由在校生、教师、职工、校友及工业界等与工程教育的直接相关者（教育的直接相关者（StakeholdStakehold）对一系列教学效）对一系列教学效果提出他们的需求。所以，需要有完整的学习效果，果提出他们的需求。所以，需要有完整的学习效果，另外，还要请工程教育的直接相关者参与并明确对另外，还要请工程教育的直接相关者参与并明确对学生所要求的知识与能力。学生所要求的知识与能力。v工程知识和

6、能力工程知识和能力v早在早在19世纪到世纪到20世纪中期，工科教育本来就是基于工程世纪中期，工科教育本来就是基于工程实践的。到了实践的。到了20世纪后半叶，工程教育与工程实践相互世纪后半叶，工程教育与工程实践相互脱节的情况越来越严重，工程科学逐渐成为工科院校的脱节的情况越来越严重，工程科学逐渐成为工科院校的主流文化，工程教育经历了从工程实践到工程科学的发主流文化，工程教育经历了从工程实践到工程科学的发展过程。展过程。v后来工程界体会到这些问题的严重性，第一次提出开发后来工程界体会到这些问题的严重性，第一次提出开发新的方法：将工程科学与工程实践进行优化整合。所以，新的方法：将工程科学与工程实践进

7、行优化整合。所以，我们必须对现代工程实践的需求进行深入的研究。我们必须对现代工程实践的需求进行深入的研究。v过去十年，国外许多大学和企业一直在努力，希望尽快过去十年，国外许多大学和企业一直在努力，希望尽快缩小工程教育与工程实践之间的距离，不少大的现代企缩小工程教育与工程实践之间的距离，不少大的现代企业（如业（如Boeing公司）就公布了他们所期望的毕业生的个公司）就公布了他们所期望的毕业生的个人品质人品质（Attributes），），同时，工业界也希望对工程师的同时，工业界也希望对工程师的资格能够形成新的共识。资格能够形成新的共识。v也许有人会问：这些要求是否只适用于美国？也许有人会问：这些要

8、求是否只适用于美国？或只适用于某一工程领域？还是只适用于过去或只适用于某一工程领域？还是只适用于过去的十年？的十年？v例如，世界化学工程委员会根据工科毕业生所例如，世界化学工程委员会根据工科毕业生所需具备的重要能力，列出了需具备的重要能力，列出了20042004年工程毕业生年工程毕业生的明显不足之处，如下表。的明显不足之处，如下表。v工科毕业生在能力方面存在的明显不足之处工科毕业生在能力方面存在的明显不足之处vv工作中最重要的能力工作中最重要的能力 教育在能力培养方面最大的不足之处教育在能力培养方面最大的不足之处 vv在团队中有效地工作在团队中有效地工作 商业途径商业途径v分析信息分析信息 管

9、理能力管理能力v有效沟通有效沟通 项目管理方法项目管理方法v搜集信息搜集信息 保证质量的方法保证质量的方法v自学有效自学有效 进行沟通的能力进行沟通的能力v 市场原则的知识市场原则的知识v 道德和职业责任道德和职业责任v如果与如果与BoeingBoeing公司的列表及美国工程与技术认证委员会公司的列表及美国工程与技术认证委员会ABET EC2000ABET EC2000标准进行比较，并与五十年来的其他资料相比标准进行比较，并与五十年来的其他资料相比较。可以发现：许多大的现代企业，他们对年轻工程师所需较。可以发现：许多大的现代企业，他们对年轻工程师所需的品质有着惊人的相似之处。企业界要求工程师所

10、需具备的的品质有着惊人的相似之处。企业界要求工程师所需具备的知识、能力和态度主要包括：知识、能力和态度主要包括：v1-1-了解工程基础、工程设计和工程制造过程；了解工程基础、工程设计和工程制造过程；v2-2-具有工程实践的背景；具有工程实践的背景；v3-3-具有批判性思维和创造性思维、沟通能力与团队工作能力。具有批判性思维和创造性思维、沟通能力与团队工作能力。v鉴于这些共性，美国专业团体开始修定认证标准，其他工业鉴于这些共性，美国专业团体开始修定认证标准，其他工业化国家也发起了类似的工程教育改革。尽管这些出发点都是化国家也发起了类似的工程教育改革。尽管这些出发点都是好的，但大部分改革并没有对最

11、初人们所期待的教育产生根好的，但大部分改革并没有对最初人们所期待的教育产生根本性的影响。本性的影响。Boeing公司的列出的工程师所需理想的特质公司的列出的工程师所需理想的特质v良好理解工程科学基础良好理解工程科学基础数学（包括统计学），数学（包括统计学），物理和生命科学物理和生命科学信息技术（远多于计算机扫盲）信息技术（远多于计算机扫盲）v良好理解设计和制造的过程良好理解设计和制造的过程v具有多学科、系统视角具有多学科、系统视角v对工程实践的背景环境的基本了解对工程实践的背景环境的基本了解经济（包括企业实践）经济（包括企业实践）历史历史环境环境顾客和社会的需求顾客和社会的需求v良好的交流能力

12、良好的交流能力书写、口头、图表、倾听书写、口头、图表、倾听 v高职业道德标准高职业道德标准v批判性和创造性的思维批判性和创造性的思维-无论是独立还是合作环境下无论是独立还是合作环境下v适应性，即适应快速或重大变化的能力和自信适应性，即适应快速或重大变化的能力和自信v好奇心和终身学习能力好奇心和终身学习能力v深刻理解团队合作的重要性深刻理解团队合作的重要性呼唤合理而详细的教学大纲呼唤合理而详细的教学大纲v以上列出的能力需求，是一个工程师所需的品质，但仍不够以上列出的能力需求，是一个工程师所需的品质，但仍不够合理和详细。基于此，需要重新对现有的需求进行规范，由合理和详细。基于此，需要重新对现有的需

13、求进行规范，由此创立此创立CDIO培养模式（培养模式（Initiative）。努力的起点就是）。努力的起点就是重新对工程教育的现有能力需求进行系统的论述，结论是：重新对工程教育的现有能力需求进行系统的论述，结论是：v每个工科毕业生都应具备每个工科毕业生都应具备在团队合作的现代工程环境背在团队合作的现代工程环境背景中，能够构思、设计、实现和运行复杂的具有附加值的工景中，能够构思、设计、实现和运行复杂的具有附加值的工程产品、过程及系统。程产品、过程及系统。v换句话说：需要把构思设计实现运行（换句话说：需要把构思设计实现运行（CDIO）作为）作为工程教育的环境背景（工程教育的环境背景（Context

14、,not Content），由此获得一），由此获得一系列详细而合理的教学目标和教学效果。系列详细而合理的教学目标和教学效果。v1-CDIO教学大纲，就是要建立一个清晰、完整、系统和详教学大纲，就是要建立一个清晰、完整、系统和详细的工程教育目标，使工科老师能够理解并予以实现，这些细的工程教育目标，使工科老师能够理解并予以实现，这些目标已成为我们合理设计课程计划和进行评估的重要基础。目标已成为我们合理设计课程计划和进行评估的重要基础。v2-根据工程师的职能而制定的根据工程师的职能而制定的CDIO大纲，实际上并没有弱大纲，实际上并没有弱化工程科学或工程研究的作用。恰恰相反，工程科学已成为化工程科学或

15、工程研究的作用。恰恰相反，工程科学已成为工程教育的重要基础，而且工程研究还为工程教育带来了新工程教育的重要基础，而且工程研究还为工程教育带来了新的知识。我们的培养目标是：通过的知识。我们的培养目标是：通过CDIO培养过程使绝大多培养过程使绝大多数的学生成为合格的工程师，其实，这一点在数的学生成为合格的工程师，其实，这一点在MIT表现得非表现得非常突出，值得借鉴。常突出，值得借鉴。v3-无论学生最后成为工程师还是工程研究人员，都必须让无论学生最后成为工程师还是工程研究人员，都必须让他们在学校的他们在学校的4年里经历系统及产品的年里经历系统及产品的CDIO全过程实践，这全过程实践，这对于增强他们的

16、工作阅历和背景是极为重要的。对于增强他们的工作阅历和背景是极为重要的。vCDIO教学大纲教学大纲vCDIOCDIO教学大纲提出了一系列关于知识、能力及态度的主教学大纲提出了一系列关于知识、能力及态度的主题内容，这些内容与当代工程实践标准是一致的。题内容，这些内容与当代工程实践标准是一致的。v其特点是：其特点是：(1)(1)包含所有的能力需求内容包含所有的能力需求内容.v (2)(2)由多个领域的专家评审通过由多个领域的专家评审通过.v教学大纲的主要价值：可用于各种不同的工科专业，并可教学大纲的主要价值：可用于各种不同的工科专业，并可作为一个通用模型，指导我们获得所期待的教学效果和培作为一个通用

17、模型，指导我们获得所期待的教学效果和培养目标。养目标。v前面已经提及：要把知识、能力和态度作为工程教育的结前面已经提及：要把知识、能力和态度作为工程教育的结果。那么，教学效果就应该纳入到果。那么，教学效果就应该纳入到CDIOCDIO教学大纲中。这教学大纲中。这些教学效果必须在工科专业计划中具体说明：当工科学生些教学效果必须在工科专业计划中具体说明：当工科学生毕业时，应掌握什么？他们能做什么？这些问题应该在大毕业时，应掌握什么？他们能做什么？这些问题应该在大纲中得到全面的体现。纲中得到全面的体现。教学大纲除了对技术学科知识（第教学大纲除了对技术学科知识（第1 1部分）的教学效部分）的教学效果进行

18、说明外，还特别强调个人能力果进行说明外，还特别强调个人能力(Personal)(Personal)、人际协调、人际协调能力能力(Interpersonal)(Interpersonal)、产品、过程及系统构建能力等方面的、产品、过程及系统构建能力等方面的教学效果。个人的学习效果（第教学效果。个人的学习效果（第2 2部分）主要集中在学生部分）主要集中在学生个人的认知与感情的发展上，包括工程推理和解决问题个人的认知与感情的发展上，包括工程推理和解决问题能力、实验能力与知识探索能力、系统思维能力、创造能力、实验能力与知识探索能力、系统思维能力、创造性思维能力、批判性思维能力以及职业道德等方面。人性思

19、维能力、批判性思维能力以及职业道德等方面。人际协调能力的学习效果（第际协调能力的学习效果（第3 3部分）主要集中在个人与团部分）主要集中在个人与团体之间的互动体之间的互动(Interact)(Interact)上，如团队工作能力、领导能力和上，如团队工作能力、领导能力和沟通能力等。产品、过程和系统的构建能力沟通能力等。产品、过程和系统的构建能力(Building Skill)(Building Skill)（第（第4 4部分）则强调在企业、商业和社会环境中，对产品、部分）则强调在企业、商业和社会环境中，对产品、过程和系统进行构思、设计、实现与运行的能力。过程和系统进行构思、设计、实现与运行的能

20、力。vCDIOCDIO教学大纲的内容和结构教学大纲的内容和结构v目标：目标：v1.1.建立一个基本原理清晰的结构。建立一个基本原理清晰的结构。v2.2.获得一个合理的高级目标集。获得一个合理的高级目标集。v3.3.提供清晰、完整和系统的主题集，可以实现和评估。提供清晰、完整和系统的主题集，可以实现和评估。v大纲的出发点是：工程师为改善人类生活而构建产品、过大纲的出发点是：工程师为改善人类生活而构建产品、过程和系统。为使学生更好地进入当代工程职业领域，必须程和系统。为使学生更好地进入当代工程职业领域，必须具备一个工程师的基本功能具备一个工程师的基本功能应能够在现代的团队环境应能够在现代的团队环境

21、中去构思中去构思-设计设计-实现实现-运作复杂的且具有附加值的工程产运作复杂的且具有附加值的工程产品、过程和系统。另外，还期望他们成为具有独立思考能品、过程和系统。另外，还期望他们成为具有独立思考能力的成熟的个体。力的成熟的个体。vCDIOCDIO教学大纲的内容和结构教学大纲的内容和结构v如图所示，反映了如图所示，反映了CDIOCDIO教学大纲的第一层内容与关系。教学大纲的第一层内容与关系。v总的期望总的期望直接反映在教学大纲的第一层，包括四个方面的要直接反映在教学大纲的第一层，包括四个方面的要求求毕业生要掌握一整套个人与职业方面的能力和品质，其毕业生要掌握一整套个人与职业方面的能力和品质，其

22、核心内容就是实践能力。其次，为了开发复杂的具有附加值的核心内容就是实践能力。其次，为了开发复杂的具有附加值的产品或工程系统，学生必须掌握必要的技术知识和推理能力。产品或工程系统，学生必须掌握必要的技术知识和推理能力。第三，为了能够在现代团队的环境中开展工作，必须培养学生第三，为了能够在现代团队的环境中开展工作，必须培养学生的团队工作和人际沟通能力。的团队工作和人际沟通能力。v最后，为了能够创建并运行产品、过程和系统，学生需要了解最后，为了能够创建并运行产品、过程和系统，学生需要了解在社会和企业环境中进行系统的构思、设计、实现及运作。在社会和企业环境中进行系统的构思、设计、实现及运作。1 1 技

23、术知识和推理技术知识和推理2 2 个人能力、职业能力个人能力、职业能力和职业道德和职业道德3 3 人际团队能力：人际团队能力：团队协作和沟通能力团队协作和沟通能力4 4 企业和社会背景下，系统的构思、企业和社会背景下，系统的构思、设计、实现及运作设计、实现及运作v图中给出了大纲的第一层中图中给出了大纲的第一层中“1 1技术知识和推理技术知识和推理”下面的第二层具体下面的第二层具体内容及其关系。现代工程基于内容及其关系。现代工程基于“基础科学知识基础科学知识(1.1)”(1.1)”。“核心工程核心工程基础知识基础知识(1.2)”(1.2)”则是基于核心科学的，则是基于核心科学的，“高级工程基础知

24、识高级工程基础知识(1.3)”(1.3)”使学生拥有实际工作所必备的能力。使学生拥有实际工作所必备的能力。v把技术知识和推理能力放在教学大纲的最前面，目的是提醒人们把技术知识和推理能力放在教学大纲的最前面，目的是提醒人们技术基础知识的深层应用是工程教育的基本目标。教学大纲中保留了技术基础知识的深层应用是工程教育的基本目标。教学大纲中保留了包括工科毕业生所需的所有知识、能力和态度这三部分的内容。另外，包括工科毕业生所需的所有知识、能力和态度这三部分的内容。另外，大纲尽量对所有的专业使用明确的术语，以便在不同的工程领域的具大纲尽量对所有的专业使用明确的术语，以便在不同的工程领域的具体应用时，可对这

25、些术语进行转译和解释。体应用时，可对这些术语进行转译和解释。vCDIOCDIO教学大纲：技术知识和推理的第教学大纲：技术知识和推理的第2 2层关系层关系1.3 1.3 高级工程基础知识高级工程基础知识1.2 1.2 核心工程基础知识核心工程基础知识1.1 1.1 基础科学知识基础科学知识 下图给出了下图给出了“2.个人能力、职业技能和职业道德个人能力、职业技能和职业道德”与与“3.人际人际协调能力协调能力”的第二层内容及关系：的第二层内容及关系：2.4 个人能力和态度2.5 职业能力和职业道德3.1 多学科 团 队协作3.2 沟通3.3 外语交流2.1 工程推理和问题解决2.2 实验与知识发现

26、2.3 系统思维v大纲（大纲（2.1,2.2,2.3）表示了工程师用得最多的三种思维模式）表示了工程师用得最多的三种思维模式v【1】工程推理和问题解决工程推理和问题解决(2.1)，【，【2】实验与知识探寻】实验与知识探寻(2.2)和【和【3】系统思维系统思维(2.3)。这三种思维模式也称为这三种思维模式也称为工程思维、科学思维和系统思工程思维、科学思维和系统思维维。每种思维模式可以进一步细化为问题的表达、思维过程和问题的。每种思维模式可以进一步细化为问题的表达、思维过程和问题的解决。解决。v大纲大纲(2.5)职业能力和职业道德包括：工程实际中的职业计划和终身学职业能力和职业道德包括：工程实际中

27、的职业计划和终身学习所需的职业操守、职业行为以及能力与态度。习所需的职业操守、职业行为以及能力与态度。v大纲大纲(2.4)个人能力和态度包括：一般的性格特征，这些性格特征是指个人能力和态度包括：一般的性格特征，这些性格特征是指一个人的进取心、坚定不移、创造性、批评性思维、自知之明、好奇一个人的进取心、坚定不移、创造性、批评性思维、自知之明、好奇心、终身学习能力和时间管理能力。心、终身学习能力和时间管理能力。v人际协调能力（人际协调能力（Teamwork）分成三个重叠的子集：多学科团队工作）分成三个重叠的子集：多学科团队工作(3.1)，沟通，沟通(3.2)和外语交流和外语交流(3.3)。团队工作

28、是指形成技术团队，使之。团队工作是指形成技术团队，使之运作和成长，并领导该团队。沟通能力则包括设计出交流策略和构架，运作和成长，并领导该团队。沟通能力则包括设计出交流策略和构架，并能使用包括书面交流，口头交流，图形描述和电子化手段等四种基并能使用包括书面交流，口头交流，图形描述和电子化手段等四种基本沟通模式。外语交流指的是传统的外语学习能力，并能够应用在特本沟通模式。外语交流指的是传统的外语学习能力，并能够应用在特定的技术交流中。定的技术交流中。下图显示：在企业和社会环境中，下图显示：在企业和社会环境中，“4 4 构思、设计、构思、设计、实现及运作系统实现及运作系统”的框架。该图说明了开发一个

29、产品、的框架。该图说明了开发一个产品、过程或系统的四个阶段：构思与建造系统过程或系统的四个阶段：构思与建造系统(4.3)(4.3)，设计，设计(4.4)(4.4)，实现，实现(4.5)(4.5)和运作和运作(4.6)(4.6)。这些名词可用硬件、。这些名词可用硬件、软件、系统和过程工业四个方面来进行描述。软件、系统和过程工业四个方面来进行描述。“构思构思”是指从市场定位或通过高级概念设计选择机会这一过是指从市场定位或通过高级概念设计选择机会这一过程，同时还包括开发与项目管理。程，同时还包括开发与项目管理。“设计设计”则包括设则包括设计过程，以及学科、多学科和多目标设计等方面。计过程，以及学科、

30、多学科和多目标设计等方面。“实现实现”包括硬件与软件实现过程、测试与证明、以包括硬件与软件实现过程、测试与证明、以及实现过程的设计和管理。及实现过程的设计和管理。“运作运作”包含了从设计和包含了从设计和运作管理，再到支持产品、过程与系统的生命周期和运作管理，再到支持产品、过程与系统的生命周期和改进，最后到生命周期终结的规划等多方面问题。改进，最后到生命周期终结的规划等多方面问题。在企业和商业环境中在企业和商业环境中(4.2)(4.2)，工程师必需懂得有效进，工程师必需懂得有效进行产品、过程和系统的创建与运作。在任何类型和规模的行产品、过程和系统的创建与运作。在任何类型和规模的企业中，工程师需要

31、具备能够理解企业文化和发展战略的企业中，工程师需要具备能够理解企业文化和发展战略的能力，并且懂得以一名企业家的方式发挥作用。同样，企能力，并且懂得以一名企业家的方式发挥作用。同样，企业也是在一个更大的外部与社会环境中业也是在一个更大的外部与社会环境中(4.1)(4.1)生存。这方生存。这方面的知识和能力包括对社会与工程之间关系的认识，以及面的知识和能力包括对社会与工程之间关系的认识，以及对广泛的历史、文化和全球情况的了解对广泛的历史、文化和全球情况的了解。大纲的构思、设计、实现和运作大纲的构思、设计、实现和运作 4.1 4.1 社会背景社会背景4.3 4.4 4.5 4.6 C D I O4.

32、2 4.2 企业背景企业背景v显然，显然，CDIOCDIO教学大纲的前两层构成为：教学大纲的前两层构成为：v第一层第一层反映了工程师的反映了工程师的职能职能：工程师作为一个训练有：工程师作为一个训练有素的个体，参与企业的工作过程，目的是构建产品、过程素的个体，参与企业的工作过程，目的是构建产品、过程和系统。和系统。v第二层第二层对第一层内容进行细化，反映了当代工程专业对第一层内容进行细化，反映了当代工程专业的实践与学术方面的的实践与学术方面的内容内容。v教学大纲还分别细化到第三层和第四层。这些细化的层级教学大纲还分别细化到第三层和第四层。这些细化的层级须从高级目标转换成可讲授和可评估的学习效果

33、。这种详须从高级目标转换成可讲授和可评估的学习效果。这种详细的教学大纲对工科教师来说会有许多好处。细节部分可细的教学大纲对工科教师来说会有许多好处。细节部分可使我们深刻理解大纲的内容和教学效果，并科学地将这些使我们深刻理解大纲的内容和教学效果，并科学地将这些能力要求整合到课程计划中去，由此制定教学与评估的规能力要求整合到课程计划中去，由此制定教学与评估的规划。（详细的大纲见下发的小本子）划。（详细的大纲见下发的小本子）vCDIOCDIO教学大纲的合理性教学大纲的合理性v制定详细的教学大纲内容，制定详细的教学大纲内容，需要考虑需要考虑：v1 1在产品开发中用户需求的因素；在产品开发中用户需求的因

34、素；v2 2关于学术研究方面的其它技术因素。关于学术研究方面的其它技术因素。v为了保证教学大纲适用于所有工程领域，参与专门小组讨为了保证教学大纲适用于所有工程领域，参与专门小组讨论的成员应具有不同的工程背景。还要向这些小组提出以论的成员应具有不同的工程背景。还要向这些小组提出以下问题：下问题：“什么才是一个工科毕业生应具备的具体的知识什么才是一个工科毕业生应具备的具体的知识结构、能力和态度？结构、能力和态度？”v这些原文件材料代表了工业界、政府和高等学校对大学毕这些原文件材料代表了工业界、政府和高等学校对大学毕业生所期待的目标。包括前面所述的业生所期待的目标。包括前面所述的ABET EC200

35、0ABET EC2000标准，标准，BoeingBoeing提出的工程师品质，以及提出的工程师品质，以及MITMIT的其他相关文件等。的其他相关文件等。v为确保大纲的全面性，对大纲内容与其他材料进行某些比较：为确保大纲的全面性，对大纲内容与其他材料进行某些比较：vABET EC2000-3标准的标准的11项指定的品质项指定的品质vv1 具备应用数学和理工科知识的能力。具备应用数学和理工科知识的能力。v2 具备设计和指导实验，并对实验数据进行分析和解释的能力。具备设计和指导实验，并对实验数据进行分析和解释的能力。v3 具备设计一个系统或系统组成的要素、或过程，以满足现实需要的能力。具备设计一个系

36、统或系统组成的要素、或过程，以满足现实需要的能力。v4 具备在多学科团队中发挥作用的能力。具备在多学科团队中发挥作用的能力。v5 具备够鉴别、阐述和解决工程问题的能力。具备够鉴别、阐述和解决工程问题的能力。v6 能够理解职业和道德责任。能够理解职业和道德责任。v7 具备有效进行沟通的能力。具备有效进行沟通的能力。v8 在全球社会背景下，扩大教育需要以理解工程问题解决办法的影响。在全球社会背景下，扩大教育需要以理解工程问题解决办法的影响。v9 具备认识到社会需求，参与实践和终身学习的能力。具备认识到社会需求，参与实践和终身学习的能力。v10具有关于当代问题的相关知识。具有关于当代问题的相关知识。

37、v11具备在工程实践中使用技术，技能和现代工程工具的能力。具备在工程实践中使用技术，技能和现代工程工具的能力。v CDIOCDIO大纲的特点和优点大纲的特点和优点 将将CDIOCDIO大纲与大纲与ABET EC2000ABET EC2000标准标准3 3进行比较，结论是：进行比较，结论是：CDIOCDIO教学大纲有明显优势，大纲比标准教学大纲有明显优势，大纲比标准3 3组织得更合理，组织得更合理，大纲是从现代工程的功能方面产生的。另外，它比大纲是从现代工程的功能方面产生的。另外，它比ABETABET文文件更详细，并形成各层内容。大纲中每个细节部分都给出件更详细，并形成各层内容。大纲中每个细节部

38、分都给出实质性的意思。最后，大纲还定义了一些可测试的目标，实质性的意思。最后，大纲还定义了一些可测试的目标，这些目标对课程计划的设计和评估都很重要。这些目标对课程计划的设计和评估都很重要。v职业类型所需的一般能力职业类型所需的一般能力v下面将工程师在五个不同的职业类型所需的一般能力进行下面将工程师在五个不同的职业类型所需的一般能力进行对比。所有职业类型所需的一般能力包括：对比。所有职业类型所需的一般能力包括：v2.1 2.1 工程推理和问题解决，工程推理和问题解决，2.4 2.4 个人能力和态度，个人能力和态度，2.5 2.5 职职业技能和道德；业技能和道德；v3.1 3.1 多学科团队工作，

39、多学科团队工作，3.2 3.2 交流，交流，3.3 3.3 用一种外语交流；用一种外语交流；v4.1 4.1 外部和社会背环境。外部和社会背环境。v根据工程师的个人能力和兴趣，他们至少可以从事五种不根据工程师的个人能力和兴趣，他们至少可以从事五种不同的职业类型。如下图：同的职业类型。如下图：v下图示出了这些职业类型以及对应的下图示出了这些职业类型以及对应的CDIOCDIO大纲部分。大纲部分。CDIO教学大纲中隐含的职业工程师的职业生涯教学大纲中隐含的职业工程师的职业生涯 工程推理和解决问题工程推理和解决问题(2.1)个人技能与态度个人技能与态度(2.4)职业技能与道德职业技能与道德(2.5)多

40、学科团队协作多学科团队协作(3.1)交流交流(3.2)外语交流外语交流(3.3)外部和社会环境外部和社会环境(4.1)实践与认知发现实践与认知发现(2.2)系统思维系统思维(2.3)构思与操控系统构思与操控系统(4.3)设计设计(4.4)实现实现(4.5)运作运作(4.6)企业和商业环境企业和商业环境(4.2)研究员研究员系统设计师系统设计师设备设备/过程设计师或过程设计师或开发人员开发人员产品产品/过程支持过程支持或操作工程师或操作工程师企业工程师或管理企业工程师或管理人员人员v当然，不可能有一个刚刚毕业的工程师就能成为当然，不可能有一个刚刚毕业的工程师就能成为这五个职业类型的专家，而且实际

41、上，他们可能这五个职业类型的专家，而且实际上，他们可能对任何一类职业都不行。对任何一类职业都不行。v现代工程实践的基本特征就是个人的角色要随时现代工程实践的基本特征就是个人的角色要随时间而进行改变和不断进步。刚毕业的工程师应能间而进行改变和不断进步。刚毕业的工程师应能够与其他不同职业类型的人打交道，并要培养成够与其他不同职业类型的人打交道，并要培养成通才，以应对这些职业类型中的一个或多个不同通才，以应对这些职业类型中的一个或多个不同组合的职业要求。组合的职业要求。v现代工程主旋律现代工程主旋律 -创新和可持续性创新和可持续性（Contemporary themes in engineering

42、-innovation and sustainability）v根据工程师所需的知识和能力而制定的长期和稳定的根据工程师所需的知识和能力而制定的长期和稳定的CDIOCDIO教学大纲。同时，当代主题凸显了工程本身和工程教育的教学大纲。同时，当代主题凸显了工程本身和工程教育的重要性。现在，创新和可持续发展的概念也属于当代主题重要性。现在，创新和可持续发展的概念也属于当代主题这一范畴。这些主题在更高级的大纲标题中并不明显，但这一范畴。这些主题在更高级的大纲标题中并不明显，但我们相信支持这些主题的知识和能力实际上已经在大纲中我们相信支持这些主题的知识和能力实际上已经在大纲中表现出来了。表现出来了。v可

43、持续发展可持续发展v19871987年联合国世界环境与发展委员会所发表的布特兰报告年联合国世界环境与发展委员会所发表的布特兰报告书中经常使用的关于书中经常使用的关于可持续发展的定义可持续发展的定义：“人类有能力实人类有能力实现可持续发展现可持续发展既满足当代人的需求，又不对后代的需既满足当代人的需求，又不对后代的需求构成危害。求构成危害。”v实际上，实际上，CDIOCDIO大纲的大纲的4.4.6“4.4.6“多目标设计多目标设计”部分就明确地部分就明确地参考了可持续性这一定义，大纲中关于环境的可持续发展参考了可持续性这一定义，大纲中关于环境的可持续发展设计就包括了产品、过程和系统设计这一目标。

44、设计就包括了产品、过程和系统设计这一目标。v皇家工程院还将皇家工程院还将可持续性解释可持续性解释为：为：对以技术为核心、以社对以技术为核心、以社会为核心以及以生态为核心的这三方面内容进行建设性的会为核心以及以生态为核心的这三方面内容进行建设性的融合。如果融合。如果从这三方面的角度来看从这三方面的角度来看CDIOCDIO大纲，大纲，可以发现可以发现：大纲用大纲用4 4个第三层的主题内容讨论了适当发展和合理使用个第三层的主题内容讨论了适当发展和合理使用技术方面的问题，并用技术方面的问题，并用5 5个第三层的主题内容讨论了各种个第三层的主题内容讨论了各种不同的环境问题，最后用不同的环境问题，最后用9

45、 9个第三层的主题内容提出了关个第三层的主题内容提出了关于工程师在设计过程中应考虑社会及社会问题的责任和工于工程师在设计过程中应考虑社会及社会问题的责任和工程社会规则等不同方面的问题。程社会规则等不同方面的问题。皇家工程院的报告制定了工程可持续发展皇家工程院的报告制定了工程可持续发展的的1212条指导原则。下表将这条指导原则。下表将这1212个原则与个原则与CDIOCDIO大纲大纲中最相近的主题进行了对比。几乎在任何情况下，中最相近的主题进行了对比。几乎在任何情况下，大纲所列的能力和知识都与这些原则或由这些原大纲所列的能力和知识都与这些原则或由这些原则的推广结果有关系。则的推广结果有关系。v英

46、国工业联合会英国工业联合会(CBI)(CBI)将将创新广义定义为创新广义定义为：“新思维的成新思维的成功开发功开发”。剑桥。剑桥-麻省理工学院学会也定义了一系列知识、麻省理工学院学会也定义了一系列知识、能力和态度，它们都是创新的基础。能力和态度，它们都是创新的基础。v简言之，这些定义包括了对基础概念的深刻理解、开发思简言之，这些定义包括了对基础概念的深刻理解、开发思维的能力以及从学习中得到的自强意识。换句话说维的能力以及从学习中得到的自强意识。换句话说是是用于创新的知识和能力，是面对改革所要承担的风险的积用于创新的知识和能力，是面对改革所要承担的风险的积极态度。极态度。v如果将这一模型与如果将

47、这一模型与CDIO教学大纲进行比较，可以发现，大纲中第一教学大纲进行比较，可以发现，大纲中第一部分列出了相应的技术领域知识，并通过开发更深的技术基础知识而部分列出了相应的技术领域知识，并通过开发更深的技术基础知识而得到加强。开发思维所需的能力包括理解顾客的需要得到加强。开发思维所需的能力包括理解顾客的需要(CDIO教学大纲教学大纲4.3.1)、对技术的合理应用、对技术的合理应用(4.3.2)、沟通、沟通(3.2和和3.3)和团队工作和团队工作(3.1)。喜欢创新的人其性格特征包括自愿冒险喜欢创新的人其性格特征包括自愿冒险(2.4.1)、坚定不移、坚定不移(2.4.2)和创和创造性思维造性思维(

48、2.4.3)。另外，一个成功的创新者要了解企业。另外，一个成功的创新者要了解企业(4.2.2)、能在、能在已有的机构里开展工作已有的机构里开展工作(4.2.3)，并且要关心企业利益，并且要关心企业利益(4.2.4)。v以上两个例子说明，在以上两个例子说明，在可持续发展和创新可持续发展和创新这两个现代主题中，其现有这两个现代主题中，其现有的知识、能力和教育态度实际上已经在的知识、能力和教育态度实际上已经在CDIO教学大纲中体现出来了。教学大纲中体现出来了。vCDIO教学大纲的整合教学大纲的整合v图说明了图说明了CDIOCDIO大纲的开发及其一体化过程。给出了从需求到目标到大纲的开发及其一体化过程。给出了从需求到目标到CDIOCDIO教学教学大纲到制定课程大纲到专业目标、以及将专业目标整合到课程计划的全过程。大纲到制定课程大纲到专业目标、以及将专业目标整合到课程计划的全过程。社会需求社会需求能够构思、设计、实现、运作复杂的产品和系统的工程师培养目标培养目标深厚的基础知识引入新产品和新系统的创新理解研究和技术发展的价值CDIO大纲大纲1.技术知识2.个人技能3.人际交往能力4.企业和社会背 景 下 的CDIO课程课程结构次序教学计划到课程课程设计课程设计课程指定的教学成果与教学计划结合学习评估方法和学习成果相结合谢谢 谢谢2008年12月15日