CDIO一体化课程体系一体化课程体系的特点与设计的特点与设计陆小华2009.3.20三个方面nCDIO工程教育改革的特点nCDIO改革的特点nCDIO改革的基本要求n一体化课程体系的要求n教育改革的根本挑战n一体化课程体系的设计n汕头大学工学院一体化课程体系的组织三个方面CDIO改革对培养目标的设定：CDIO教学大纲教学大纲 建立在对工程实践理解的基础上 经主要利益相关者确认（工业界、教师、学生、校友等）符合国际工程教育发展方向（ABET,ASEEE,UK-SPEC等）CDIO改革的特点改革的特点三个方面CDIO工程教育改革建立在三个关键概念上：一组目标、一个工程教育的愿景和一个保证这个愿景能够实现的教育方法基础目标：目标：教育学生，使他们能够：掌握更扎实的技术基础知识（知识）领导新产品、过程和系统的建造与运行（能力）理解研究和技术发展对社会的重要性和战略影响（态度）CDIO改革的特点改革的特点三个方面 知识：知识：对于一个真正的工程师来说，知识不仅仅是获取的信息，更不仅是获取的工程信息认知过程同获取过程是不一样的今天的工程师可能利用信息技术使得全世界的信息瞬间可得，而真正的工程师已经取得了一种对信息相互关系的理解力，他们学到了如何取用并且关联处理有关信息，从而合成新的信息或解决问题。
考虑将工程师作为领导角色就能发现，工程师所需要的知识领域不限于科学或技术，学习历史、经济、心理、文学和艺术可以增加对社会演变的理解，这种理解能够提高工程贡献的价值并且，在这个拜新通讯科技所赐而日益变小的世界，我们不应该忘记学习外国语言-B.M.戈登 CDIO改革的特点改革的特点三个方面 能力：能力：一个真正的工程师的重要能力实际上就是有步骤的在设计过程中解决问题，在此过程中，他将科学和学科知识与个人的创造能力和在学习和经验中所获得的判断力相结合此外，因为工程成就总是在集体的环境下去得的，无论作为一个领导者还是作为一个跟随着，沟通交流能力都变得极为重要这些能力都只能通过实际工作而获得：无论仅仅是模仿性的，或者同刚入门的医生一样，是在专家督导下的实际工作然而，没有案例学习能够真正替代实践，例如如何对一个设计进行查错测试的过程案例学习技术可能是有益的，但它不足以让学习者达到真正工程师的资格B.M.戈登 CDIO改革的特点改革的特点三个方面 态度：态度：一个工程师的态度会直接影响他设计成果的质量，无论这个设计问题是什么一个真正的工程师是一个资源团队的领导者，包括在各种工程活动水平中的财务、人力和材料等。
成功的团队领导意味着一定程度的自我批评，自我欣赏和谦卑的特质都要发挥平衡的影响需要好奇心和勇气才能达到创造与创新成功的领导需要具有一系列的特质，他们发出指令时强势果断，同时也要接受指令、接受市场竞争的挑战并执着坚持到胜利领导不仅对上展示忠诚也需要对下展示忠诚，需要在个人胜任能力、容忍度和督导能力各方面赢得项目团队的尊敬B.M.戈登 CDIO改革的特点改革的特点三个方面 CDIO改革的特点：各学科相互支撑的课程体系，明确的个人能力、人际交往能力以及产品、过程和系统构建能力的培养整合在同一个课程计划中 在教室或现代实践场所的设计-实现和动手学习的经验作为以工程为基础的经验学习的基础 主动学习和经验学习同学科课程学习相结合 完整的考核评估过程此外，必须通过整体加强教师的能力，重新整合现有的资源，并且不期望额外添加很多新资源的情况下实现这个愿景CDIO改革的特点改革的特点三个方面 CDIO改革的教育理论依据是建够主义和认知发展理论的经验学习理论，Piagt的三个重要原理：学习的精要是教导学习者对新的内容应用他们已学习的精要是教导学习者对新的内容应用他们已有的认知结构有的认知结构 因为学习者不能应用他们不具备的认知结构，所因为学习者不能应用他们不具备的认知结构，所以他们必须先靠自己发展出基本的认知结构以他们必须先靠自己发展出基本的认知结构 如果想要要教会一个学习者完全超出他现有认知如果想要要教会一个学习者完全超出他现有认知发展阶段的概念，对于教导者和学习者来说都是发展阶段的概念，对于教导者和学习者来说都是浪费时间浪费时间 CDIO改革的特点改革的特点三个方面 学习效果目标学习效果目标 CDIO教学大纲教学大纲 实现方法要求实现方法要求 CDIO标准标准CDIO改革的基本要求改革的基本要求2 2 个人职业能力和个人职业能力和态度态度2.1 2.1 工程推理和解决问题的能力工程推理和解决问题的能力2.1.1发现问题和表述问题2.1.2 建模2.1.3 估计与定性分析2.1.4 带有不确定性的分析2.1.5 解决方法和建议2.2 2.2 实验和发现知识实验和发现知识2.2.1 建立假设2.2.2 查询印刷资料和电子文献2.2.3 实验性的探索2.2.4 假设检验与答辩2.3 2.3 系统思维系统思维2.3.1 全方位思维2.3.2 系统的显现和交互作用2.3.3 确定主次与重点2.3.4 解决问题时的妥协、判断和平衡2.4 2.4 个人能力和态度个人能力和态度2.4.1 主动性与愿意承担风险2.4.2 执着与变通2.4.3 创造性思维2.4.4 批判性思维2.4.5 了解个人的知识、能力和态度2.4.6 求知欲和终身学习2.4.7 时间和资源的管理2.5 2.5 职业技能和态度职业技能和态度2.5.1 职业道德、正直、责任感并勇于负责2.5.2 职业行为2.5.3 主动规划个人职业2.5.4 与世界工程发展保持同步1.1 相关科学学知识1.2 核心工程基础知识1.3 高级工程基础知识nCDIO大纲的4个层面 复杂的工程系统（知识）复杂的工程系统（知识）有成熟思维的个体有成熟思维的个体 基于工程环境的现代团队基于工程环境的现代团队 构思设计实施运行构思设计实施运行 1 1 技术知识和推理能力技术知识和推理能力CDIO改革的基本要求改革的基本要求CDIO改革的基本要求改革的基本要求3 3 人际交往能力：团队工作和交流人际交往能力：团队工作和交流3.1 3.1 团队工作团队工作3.1.1 组建有效的团队3.1.2 团队工作运行3.1.3 团队成长和演变3.1.4 领导能力3.1.5 形成技术团队3.2 3.2 交流交流3.2.1 交流的策略3.2.2 交流的结构3.2.3 书面的交流3.2.4 电子和多媒体交流3.2.5 图表交流3.2.6 口头表达和人际交流3.3 3.3 使用外语的交流使用外语的交流3.3.1 英语3.3.2 其他区域工业国的语言3.3.3 其他语言4.1 4.1 外部和社会背景环境外部和社会背景环境4.1.1 工程师的角色和责任4.1.2 工程对社会的影响4.1.3 社会对工程的规范4.1.4 历史和文化背景环境4.1.5 当代课题和价值观4.1.6 发展全球观4.2 4.2 企业与商业环境企业与商业环境4.2.1 重识不同的企业文化4.2.2 企业战略，目标和规划4.2.3 技术创业4.2.4 成功地在一个组织中工作4.34.3系统的构思与工程化系统的构思与工程化4.3.1 设立系统目标和要求4.3.2 定义功能、概念和结构4.3.3 系统建模和确保目标实现4.3.4 开发项目的管理4.4 4.4 设计设计4.4.1 设计过程4.4.2 设计过程的分段与方法4.4.3 知识在设计中的利用4.4.4 单学科设计4.4.5 多学科设计4.4.6 多目标设计（DFX）4.5 4.5 实施实施4.5.1 设计实施过程4.5.2 硬件制造过程4.5.3 软件实现过程4.5.4 硬，软件集成4.5.5 测试，证实、验证和认证4.5.6 实施过程的管理4.6 4.6 运行运行4.6.1 运行的设计和优化4.6.2 培训与操作4.6.3 支持系统的生命周期4.6.4 系统改进和演变4.6.5 弃置与（产品或系统）生命终结问题4.6.6 运行管理4 4 企业和社会环境下的构思、设计、实施和运行系统企业和社会环境下的构思、设计、实施和运行系统 CDIO改革的基本要求改革的基本要求CDIO改革的基本要求改革的基本要求1 背景环境背景环境*7 一体化学习经验一体化学习经验*2 学习效果学习效果*8 主动学习主动学习3 一体化课程计划一体化课程计划*9 提高教师的工程实践提高教师的工程实践能力能力*4 工程导论工程导论10 提高教师的教学能力提高教师的教学能力5 设计设计-实现的经验实现的经验*11 学习考核学习考核*6 工程实践场所工程实践场所12 专业评估专业评估CDIO的标准的标准教育改革的根本挑战教育改革的根本挑战解决知识传授、能力和素质培养之间的解决知识传授、能力和素质培养之间的矛盾矛盾 一体化培养一体化培养一体化课程计划一体化学习经验一体化课程体系的设计一体化课程体系的设计设计一体化课程计划设计流程设计一体化课程计划设计流程设计教学计划结构和顺序根据CDIO大纲所需要的学习成果目标一体化教学计划将顺序转换为结构教学计划基准状况认定修订目标利益相关者调查当前状况学生学习效果逐步发展和/或制度性化一体化课程体系的设计一体化课程体系的设计 采用CDIO的基本理念（标准1）实现CDIO教学大纲（标准2）学科间要相互支持，知识、能力兼顾（标准）工程导论（标准）设计实现经验（标准）一体化学习经验（标准）主动学习（标准）设计一体化课程体系所应该考虑的问题设计一体化课程体系所应该考虑的问题一体化课程体系的设计一体化课程体系的设计课程计划设计的不同模式课程计划设计的不同模式严格的学科严格的学科导向的教学计导向的教学计划，没有明确划，没有明确的能力要求的能力要求学徒模式，基于项学徒模式，基于项目，无有计划的学目，无有计划的学科知识学习科知识学习 基于问题的教学计基于问题的教学计划，以问题为中心划，以问题为中心但整合了学科知识但整合了学科知识 以学科为中心以学科为中心的一体化的教的一体化的教学计划，整合学计划，整合了能力和项目了能力和项目要求要求(纵向为学科、横向为项目和能力.)一体化课程体系的设计一体化课程体系的设计设计一体化课程计划要遵循的原则设计一体化课程计划要遵循的原则l工程能力不是可有可无的“软能力”交流和团队工作需要技术知识的应用和表达，所以技术交流能力、团队精神、解决问题的能力、职业道德等 都属于工程能力l创造能力成长的机会而不是增加内容 必须给学生机会培养交流能力、团队能力等，这些能力最好是通过实践、重复、给予和接受反馈的方式，而不是用讲授心理和社会学原理的方式进行培养.l一体化学习，而不是附加能力课程 在实践中锻炼个人，人际，产品、过程和系统构建能力是应用和表达技术知识的方法。
工程能力是在这样的技术环境中培养的一体化课程体系的设计一体化课程体系的设计 找出学科知识、工程能力和态度的适当的组合 将CDIO知识、能力、态度由简单到复杂排列 加强能力培养:找出现有课程中已有的CDIO学习成果，如有必要进一步加强 找到热心于在自己课程中向这个方向努力的教师 如有必要，增加新课程 利用专业课程的顺序 为课程间提供协调（同教师交流）将将CDIO 学习成果目标在课程计划中实现学习成果目标在课程计划中实现一体化课程体系的设计一体化课程体系的设计常用课程计划的结构常用课程计划的结构传统的传统的同步式同步式顺序式顺序式总线式或脊总线式或脊骨式骨式模块式模块式联结式或合并式联结式或合并式时间一体化课程体系的设计一体化课程体系的设计3.2 交流交流示例：麻省理工学院航空航天专业的课程教学计划对示例：麻省理工学院航空航天专业的课程教学计划对3.2 交流的实现交流的实现一体化课程体系的设计一体化课程体系的设计 口头交流口头交流 文字交流文字交流 管理学管理学 团队合作团队合作整合能力整合能力一年级二年级三年级物理导论课程 数值方法力学I 热力学力学II 固体力学 声学与振动 数学 II 流体力学 数学 I 数学III 控制理论 信号与分析 统计学 电力工程.示例：示例：皇家理工学院车辆工程专业能力实现示意皇家理工学院车辆工程专业能力实现示意产品开发 第二年至第四年每年都有一个具体的设计和研究项目第二年至第四年每年都有一个具体的设计和研究项目 学生分成团队学生分成团队4-64-6个人，每个团队有一个项目，全部设计制造过程个人，每个团队有一个项目，全部设计制造过程 培养设计、创新、协调、沟通和领导能力培养设计、创新、协调、沟通和领导能力 使学生有机会把知识有机的联系起来，应用知识，学会以探究方使学生有机会把知识有机的联系起来，应用知识，学会以探究方式获取知识，整个过程体现式获取知识，整个过程体现CDIO CDIO n一级项目 二级项目是基于课程群，每个课程群都有一个项目二级项目是基于课程群，每个课程群都有一个项目 设计、制造、控制、检测，这些项目相当于综合性的课程设计设计、制造、控制、检测，这些项目相当于综合性的课程设计 把相关联的课程知识有机的结合起来，使学生认识到有机和关联把相关联的课程知识有机的结合起来，使学生认识到有机和关联的知识群而不是孤立的知识点的知识群而不是孤立的知识点 课程群的建设与实践结合起来课程群的建设与实践结合起来 避免重复内容避免重复内容n二级项目n三级项目 核心课程内根据需要而设核心课程内根据需要而设 加强课程知识的理解加强课程知识的理解 加强能力的培养加强能力的培养 这些项目的进行所需要的很多重要，但这些项目的进行所需要的很多重要，但非核心的知识能力无需专门开设专门课非核心的知识能力无需专门开设专门课程而只需要设计适当的考核要求和极少程而只需要设计适当的考核要求和极少的帮助即可。
比如，组织管理、会议议的帮助即可比如，组织管理、会议议程、会议记录、决策过程和方法、报表程、会议记录、决策过程和方法、报表、文字和图像处理、撰写报告、查询和、文字和图像处理、撰写报告、查询和阅读资料、口头交流、口头报告、电脑阅读资料、口头交流、口头报告、电脑和软件的使用、自信心提高等等，比较和软件的使用、自信心提高等等，比较深一点的如行业发展、科技前沿、市场深一点的如行业发展、科技前沿、市场分析等也可以通过指导收集资料、集体分析等也可以通过指导收集资料、集体研讨进行交流、学习切实理解从理论研讨进行交流、学习切实理解从理论到实现的综合过程和决定成败的一些细到实现的综合过程和决定成败的一些细部要求和规范、标准的要求部要求和规范、标准的要求 所有的项目均为团队合作项目，所有的项目均为团队合作项目，学生在项目进行的过程中学习学生在项目进行的过程中学习探索、综合应用知识，锻炼团探索、综合应用知识，锻炼团队精神、学习基本项目组织、队精神、学习基本项目组织、管理，培养管理，培养CDIOCDIO能力EIP-CDIO课程教学课程教学改革教学大纲，除了本课程的知识点外，每门课程都根据本课程的特改革教学大纲，除了本课程的知识点外，每门课程都根据本课程的特点承诺对点承诺对CDIOCDIO能力的培养能力的培养以以“介绍介绍”（introduceintroduce）、）、“教授教授”（teachteach）、）、“应用应用”（utilizeutilize）表达）表达以适当的形式保证以适当的形式保证“I”I”、“T”T”、“U”U”的实现的实现教、学、考相适应，教、学、考相适应，一个专业所有课程培养的能力的总表显示本专业正式教学过程对能力一个专业所有课程培养的能力的总表显示本专业正式教学过程对能力培养所做的贡献培养所做的贡献总结、调整、持续改进总结、调整、持续改进每门课程中应有每门课程中应有20-30%20-30%时间用于互动、启发式、探究式的学习，引导时间用于互动、启发式、探究式的学习，引导学生提出问题，找到解决问题的方法，提取概念和有规律性的方法；新学生提出问题，找到解决问题的方法，提取概念和有规律性的方法；新的知识的知识在专业层面上改革在专业层面上改革从CDIO教学大纲可见，完整的CDIO培养是不可能在单门课程或单个项目中实现的尽量在专业整体层面上考虑不要将改革简单化、口号化准确的交流准确的交流改革的计划人对改革有较好的理解和把握，然而不能强求每位教师都有同样的理解每个人对CDIO的理解、对整体培养方案的把握不一样，保证改革信息得到准确的传达是一件很困难的工作适当的图示、模板和示例能起到很好的作用机电专业培养计机电专业培养计划和课程体系划和课程体系（鱼骨图）（鱼骨图）每个学生都可能是天才，我们要探索最有效的每个学生都可能是天才，我们要探索最有效的方法去启发、发现他们的天才。
实现知识、能方法去启发、发现他们的天才实现知识、能力、素质的一体化培养是可能的力、素质的一体化培养是可能的例例1：课程教学大纲课程教学大纲例例2：课程报告要求课程报告要求例例3：学生反馈摘录学生反馈摘录例例4：学生自我发展能力学生自我发展能力谢谢大家谢谢大家!。