葉振合，李 鑫，宋現(xiàn)允，劉紅英，李久熙

（1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，河北秦皇島066000；2.河北科技師范學(xué)院，河北秦皇島066000)

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）[1]。它以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，為學(xué)生提供理論知識(shí)、實(shí)踐技能課程之間有機(jī)關(guān)聯(lián)的教學(xué)情景、實(shí)踐流程和操作方法，是以鼓勵(lì)學(xué)生以理論知識(shí)為基礎(chǔ)，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐知識(shí)的拓展、創(chuàng)新、解決實(shí)際問(wèn)題的一體化知識(shí)架構(gòu)體系。CDIO工程教育模式引入我國(guó)已有十余年的時(shí)間，在這一過(guò)程中，對(duì)于我國(guó)工程設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)在其教育理念、方法、模式等教育與教學(xué)環(huán)節(jié)，尤其是實(shí)踐性教學(xué)體系上產(chǎn)生了巨大的作用和深遠(yuǎn)的影響。

一、工程類(lèi)本科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

一般而言，工程類(lèi)科學(xué)是指如機(jī)械、建筑、水利、汽車(chē)等研究應(yīng)用技術(shù)和工藝的學(xué)問(wèn)。工程類(lèi)科學(xué)是應(yīng)用數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)的原理，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐所積累的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)而發(fā)展起來(lái)的學(xué)科。工科的培養(yǎng)目標(biāo)是在相應(yīng)的工程領(lǐng)域從事規(guī)劃、勘探、設(shè)計(jì)、施工、原材料的選擇研究和管理等方面工作的高級(jí)工程技術(shù)人才[2]。從上面的表述可以看出，工程類(lèi)專(zhuān)業(yè)的共性就是以基礎(chǔ)學(xué)科為支持，緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)踐來(lái)實(shí)現(xiàn)的學(xué)科，強(qiáng)調(diào)的是應(yīng)用型與實(shí)踐性。專(zhuān)業(yè)負(fù)責(zé)人和專(zhuān)業(yè)輔導(dǎo)員通過(guò)對(duì)工程類(lèi)畢業(yè)生的回訪，采集用人單位547份反饋意見(jiàn)顯示（復(fù)選，見(jiàn)圖1）：用人單位最為看重的是人才的實(shí)踐能力和專(zhuān)業(yè)能力。這就要求高校和研究機(jī)構(gòu)在培養(yǎng)人才時(shí)，要時(shí)時(shí)以應(yīng)用型與實(shí)踐性為指導(dǎo)方向，緊密結(jié)合市場(chǎng)需求的人才尺度，進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)系統(tǒng)的培養(yǎng)。[3]

圖1 畢業(yè)生反饋意見(jiàn)結(jié)果

二、CDIO教育教學(xué)模式的現(xiàn)存問(wèn)題

筆者經(jīng)過(guò)近5年對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)、車(chē)輛工程、能源與動(dòng)力、環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)（建筑設(shè)計(jì)工程環(huán)節(jié)）等專(zhuān)業(yè)畢業(yè)生進(jìn)行調(diào)研信息的整理和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)顯示，雖然CDIO教育模式在我國(guó)高校工程設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)環(huán)節(jié)中遍地開(kāi)花并不斷發(fā)展，但同時(shí)也具有以下主要的教育和實(shí)施的誤區(qū)，體現(xiàn)在：

（一）師資問(wèn)題

高校教師的來(lái)源主要是各大高校、研究所培養(yǎng)的學(xué)術(shù)性人才，在其專(zhuān)業(yè)理論方面具有較高的學(xué)術(shù)造詣，常常能發(fā)表理論性較為深厚內(nèi)涵的文章，但與此同時(shí)，由于對(duì)實(shí)踐性環(huán)節(jié)的輕視或者不具備其實(shí)踐能力，對(duì)專(zhuān)業(yè)市場(chǎng)化也就是與產(chǎn)業(yè)界互動(dòng)甚少，形成了專(zhuān)業(yè)在工程教育上自閉化、封閉性的單一教育系統(tǒng)的現(xiàn)狀，從而導(dǎo)致教授出來(lái)的學(xué)生在工程設(shè)計(jì)、制造、施工、創(chuàng)新等能力方面的欠缺。

（二）教育模式的固化

把CDIO工程教育實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目機(jī)械地疊加在基于學(xué)科的專(zhuān)業(yè)知識(shí)教育之上，學(xué)生的學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)不斷加重，理論教學(xué)與能力培養(yǎng)之間的“緊張關(guān)系”仍然無(wú)法消除[4]。另一方面，使得項(xiàng)目和課程之間的銜接和融合不能有機(jī)結(jié)合，導(dǎo)致培養(yǎng)目標(biāo)明確但不精確、實(shí)踐環(huán)節(jié)疊加但效果不明顯、知識(shí)容量增大但知識(shí)掌握不系統(tǒng)，不能使學(xué)生在很好的掌握工程知識(shí)的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)性的具備項(xiàng)目產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和運(yùn)行能力的工程師素質(zhì)。

三、CDIO教育教學(xué)模式在工程設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的探索

（一）CDIO工程模型體系

CDIO工程模型體系，是指把實(shí)踐項(xiàng)目從構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)行作為產(chǎn)品研發(fā)、市場(chǎng)分析、項(xiàng)目維護(hù)以及運(yùn)行反饋到產(chǎn)品整體模型的系統(tǒng)工程架構(gòu)，具體內(nèi)容見(jiàn)表1。

CDIO工程模型體系體現(xiàn)了在架構(gòu)工程能力的背景下（制定工程設(shè)計(jì)類(lèi)四個(gè)模型系統(tǒng)的要求和條件設(shè)置），在真實(shí)工程情境中，向?qū)W生一邊傳授工程專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，一邊通過(guò)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)作促其動(dòng)手實(shí)踐能力的發(fā)展，進(jìn)而使工程設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)更好的滿足企業(yè)和市場(chǎng)的需要。

（二）建立教學(xué)評(píng)價(jià)體系

根據(jù)以上產(chǎn)品系統(tǒng)的體系，需要調(diào)整新的課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)、成果評(píng)價(jià)等教學(xué)培養(yǎng)計(jì)劃和制定以能力為核心構(gòu)建實(shí)踐技能培養(yǎng)方案和實(shí)施路徑，尤其是建立CDIO教學(xué)理念的標(biāo)準(zhǔn)原則，指導(dǎo)和評(píng)價(jià)其教學(xué)完善程度。具體內(nèi)容見(jiàn)表2。

通過(guò)CDIO教學(xué)理念的標(biāo)準(zhǔn)原則與評(píng)價(jià)體系的構(gòu)建，可以清楚的對(duì)工程專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)置、教學(xué)內(nèi)容、實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)等方面進(jìn)行精確的量化和測(cè)評(píng)，為CDIO教育教學(xué)模式在工程設(shè)計(jì)類(lèi)專(zhuān)業(yè)的實(shí)際應(yīng)用提供清晰的評(píng)價(jià)體系，對(duì)于項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的教學(xué)效果，更好的具備數(shù)據(jù)支持和條理化細(xì)則評(píng)價(jià)。

表1 CDIO產(chǎn)品系統(tǒng)模型架構(gòu)圖

（三）具體實(shí)施案例路徑

根據(jù)CDIO工程模型體系和教學(xué)評(píng)價(jià)體系標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)（其他工程設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)以此類(lèi)推）作為代表進(jìn)行具體實(shí)施的路徑如下：

1.CDIO工程設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的環(huán)境背景分析

筆者通過(guò)對(duì)河北農(nóng)業(yè)大學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)二、三年級(jí)課程-設(shè)計(jì)制圖、產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程為例，結(jié)合深圳居爾特科技有限公司燈具創(chuàng)意設(shè)計(jì)實(shí)務(wù)案例進(jìn)行CDIO項(xiàng)目制的教學(xué)模式應(yīng)用。項(xiàng)目背景：深圳居爾特科技有限公司是一家主要從事分銷(xiāo)、設(shè)計(jì)、制造高端數(shù)碼電子產(chǎn)品及創(chuàng)意類(lèi)的科技型公司，除了分銷(xiāo)的產(chǎn)品外，其公司本身設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、制造的創(chuàng)意產(chǎn)品都具有全套的知識(shí)產(chǎn)權(quán)。此次委托的燈具設(shè)計(jì)任務(wù)具有典型的CDIO工業(yè)設(shè)計(jì)要求，主要體現(xiàn)在：具有較強(qiáng)的產(chǎn)品使用創(chuàng)意性（構(gòu)思）、產(chǎn)品外觀造型的親和力（設(shè)計(jì)）、產(chǎn)品制造工藝簡(jiǎn)單化（實(shí)現(xiàn)）、產(chǎn)品包裝宣傳（運(yùn)作）時(shí)效性等一系列的特征。

2.CDIO教學(xué)實(shí)際應(yīng)用

（1）師資的篩選

為了滿足設(shè)計(jì)項(xiàng)目的要求和探索CDIO改革應(yīng)用實(shí)施的有效性，專(zhuān)業(yè)教學(xué)團(tuán)隊(duì)專(zhuān)門(mén)抽調(diào)具有一定設(shè)計(jì)實(shí)踐的青年教師組成項(xiàng)目骨干力量，并認(rèn)真研究居爾特公司要求的設(shè)計(jì)任務(wù)，分析公司此產(chǎn)品的戰(zhàn)略要求、競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的產(chǎn)品架構(gòu)、市場(chǎng)需求情況、設(shè)計(jì)形態(tài)模式、制造工藝流程以及產(chǎn)品包裝等系統(tǒng)性的數(shù)據(jù)，結(jié)合設(shè)計(jì)制圖、產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程以此指導(dǎo)、監(jiān)督、完成后續(xù)的設(shè)計(jì)要求和課程知識(shí)體系。

（2）項(xiàng)目化與CDIO工程教學(xué)內(nèi)容的契合與應(yīng)用

燈具創(chuàng)意設(shè)計(jì)雖然相對(duì)于大型機(jī)械設(shè)備是小體量的設(shè)計(jì)任務(wù)，但是作為與產(chǎn)品市場(chǎng)更替較為快速的產(chǎn)品類(lèi)別而言，從創(chuàng)意思維、設(shè)計(jì)制圖、工藝實(shí)施、產(chǎn)品運(yùn)作都具有明顯的CDIO工程教學(xué)特征。這一項(xiàng)目化的實(shí)施，對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生教學(xué)的實(shí)踐能力具有明顯的提升作用[5]。改變以往單一教學(xué)任務(wù)的知識(shí)框架，很好的完成了知識(shí)與工程、理論與實(shí)踐的教學(xué)效果，具體改革、延伸到的教學(xué)設(shè)計(jì)內(nèi)容，如表3所示。

通過(guò)各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)的規(guī)范，不僅對(duì)所承擔(dān)的項(xiàng)目進(jìn)行了整體性、系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)與管理，還較好的完成了燈具設(shè)計(jì)的任務(wù)，大大提高了學(xué)生對(duì)知識(shí)課程的學(xué)習(xí)熱情。在燈具創(chuàng)意設(shè)計(jì)CDIO實(shí)踐項(xiàng)目與相關(guān)教學(xué)內(nèi)容推進(jìn)的這一過(guò)程中，對(duì)課程體系、知識(shí)能力的架構(gòu)與評(píng)價(jià)有了更為精確、規(guī)范、系統(tǒng)的設(shè)置，很好的完成了理論知識(shí)與實(shí)踐技能的教學(xué)要求，達(dá)到了課題研究應(yīng)用的目的，教學(xué)效果良好。具體實(shí)施見(jiàn)表4。

3.具體落實(shí)中注意的要點(diǎn)

在整個(gè)項(xiàng)目契合課題落實(shí)的過(guò)程中，有幾點(diǎn)問(wèn)題需要注意：

表2 CDIO教學(xué)理念的標(biāo)準(zhǔn)原則與評(píng)價(jià)

表3 燈具創(chuàng)意設(shè)計(jì)CDIO教學(xué)內(nèi)容推進(jìn)表

表4 燈具設(shè)計(jì)的CDIO工程教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用流程簡(jiǎn)圖

項(xiàng)目的選擇方面需要教學(xué)組進(jìn)行精確的甄別，重點(diǎn)是圍繞專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程和專(zhuān)業(yè)核心課程來(lái)實(shí)施CDIO工程教育方案，切勿奉行對(duì)所有課程實(shí)施“拿來(lái)主義”，進(jìn)行生搬硬套，必須根據(jù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃和工程教育項(xiàng)目的匹配程度，切實(shí)可行的進(jìn)行CDIO的教學(xué)與推進(jìn)。

在教學(xué)的過(guò)程中要制定詳細(xì)的實(shí)施步驟與方案，尤其是實(shí)施之初就設(shè)置好課程培養(yǎng)的CDIO教學(xué)效果評(píng)價(jià)機(jī)制，來(lái)規(guī)范、監(jiān)督和保障后續(xù)的教學(xué)效果。

在課程結(jié)束后，一定要組織學(xué)生和教師進(jìn)行總結(jié)，因?yàn)楣こ碳夹g(shù)實(shí)踐技能的培養(yǎng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)的過(guò)程，尤其是和市場(chǎng)結(jié)合較為緊密的專(zhuān)業(yè)核心課程，必須總結(jié)、歸納、落實(shí)最新的專(zhuān)業(yè)發(fā)展實(shí)踐要求，切勿墨守常規(guī)、一成不變。

四、結(jié)語(yǔ)

探索出與企業(yè)生產(chǎn)實(shí)施零距離對(duì)接的教學(xué)模式，目的是使學(xué)校培養(yǎng)的學(xué)生真正是成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需求的市場(chǎng)人才[6]。CDIO工程教育是一個(gè)復(fù)雜和龐大的教育系統(tǒng)，在具體的實(shí)施過(guò)程中，一方面，對(duì)于工程專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)設(shè)置、教學(xué)模式和實(shí)踐實(shí)施路徑都有著明確的要求和評(píng)價(jià)體系。另一方面，其發(fā)展的水平與市場(chǎng)要求、行業(yè)發(fā)展也息息相關(guān)，需要順應(yīng)發(fā)展的客觀要求，及時(shí)調(diào)整和平衡。總之，CDIO工程教育的探索和應(yīng)用，對(duì)于提高我國(guó)工程設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，加速轉(zhuǎn)變我國(guó)工業(yè)制造領(lǐng)域的轉(zhuǎn)型升級(jí)具有十分重要的價(jià)值，對(duì)于其他專(zhuān)業(yè)在“以市場(chǎng)為導(dǎo)向，學(xué)生為主體”的人才培養(yǎng)模式上也有著重要的意義。