葉振合，李 鑫，宋現(xiàn)允，劉紅英，李久熙

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

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）[1]。它以產(chǎn)品從研發(fā)到運行的生命周期為載體，為學生提供理論知識、實踐技能課程之間有機關聯(lián)的教學情景、實踐流程和操作方法，是以鼓勵學生以理論知識為基礎，引領學生進行實踐知識的拓展、創(chuàng)新、解決實際問題的一體化知識架構(gòu)體系。CDIO工程教育模式引入我國已有十余年的時間，在這一過程中，對于我國工程設計類專業(yè)在其教育理念、方法、模式等教育與教學環(huán)節(jié)，尤其是實踐性教學體系上產(chǎn)生了巨大的作用和深遠的影響。

一、工程類本科專業(yè)培養(yǎng)目標

一般而言，工程類科學是指如機械、建筑、水利、汽車等研究應用技術(shù)和工藝的學問。工程類科學是應用數(shù)學、物理學、化學等基礎科學的原理，結(jié)合生產(chǎn)實踐所積累的技術(shù)經(jīng)驗而發(fā)展起來的學科。工科的培養(yǎng)目標是在相應的工程領域從事規(guī)劃、勘探、設計、施工、原材料的選擇研究和管理等方面工作的高級工程技術(shù)人才[2]。從上面的表述可以看出，工程類專業(yè)的共性就是以基礎學科為支持，緊密結(jié)合生產(chǎn)實踐來實現(xiàn)的學科，強調(diào)的是應用型與實踐性。專業(yè)負責人和專業(yè)輔導員通過對工程類畢業(yè)生的回訪，采集用人單位547份反饋意見顯示（復選，見圖1）：用人單位最為看重的是人才的實踐能力和專業(yè)能力。這就要求高校和研究機構(gòu)在培養(yǎng)人才時，要時時以應用型與實踐性為指導方向，緊密結(jié)合市場需求的人才尺度，進行嚴謹系統(tǒng)的培養(yǎng)。[3]

圖1 畢業(yè)生反饋意見結(jié)果

二、CDIO教育教學模式的現(xiàn)存問題

筆者經(jīng)過近5年對工業(yè)設計、車輛工程、能源與動力、環(huán)境藝術(shù)設計（建筑設計工程環(huán)節(jié)）等專業(yè)畢業(yè)生進行調(diào)研信息的整理和數(shù)據(jù)的統(tǒng)計顯示，雖然CDIO教育模式在我國高校工程設計類專業(yè)教學環(huán)節(jié)中遍地開花并不斷發(fā)展，但同時也具有以下主要的教育和實施的誤區(qū)，體現(xiàn)在：

（一）師資問題

高校教師的來源主要是各大高校、研究所培養(yǎng)的學術(shù)性人才，在其專業(yè)理論方面具有較高的學術(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，由于對實踐性環(huán)節(jié)的輕視或者不具備其實踐能力，對專業(yè)市場化也就是與產(chǎn)業(yè)界互動甚少，形成了專業(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，從而導致教授出來的學生在工程設計、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工程教育實踐教學項目機械地疊加在基于學科的專業(yè)知識教育之上，學生的學習負擔不斷加重，理論教學與能力培養(yǎng)之間的“緊張關系”仍然無法消除[4]。另一方面，使得項目和課程之間的銜接和融合不能有機結(jié)合，導致培養(yǎng)目標明確但不精確、實踐環(huán)節(jié)疊加但效果不明顯、知識容量增大但知識掌握不系統(tǒng)，不能使學生在很好的掌握工程知識的基礎上，系統(tǒng)性的具備項目產(chǎn)品開發(fā)和運行能力的工程師素質(zhì)。

三、CDIO教育教學模式在工程設計類專業(yè)的探索

（一）CDIO工程模型體系

CDIO工程模型體系，是指把實踐項目從構(gòu)思-設計-實施-運行作為產(chǎn)品研發(fā)、市場分析、項目維護以及運行反饋到產(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（制定工程設計類四個模型系統(tǒng)的要求和條件設置），在真實工程情境中，向?qū)W生一邊傳授工程專業(yè)的基礎理論知識，一邊通過構(gòu)思、設計、實施和運作促其動手實踐能力的發(fā)展，進而使工程設計類專業(yè)更好的滿足企業(yè)和市場的需要。

（二）建立教學評價體系

根據(jù)以上產(chǎn)品系統(tǒng)的體系，需要調(diào)整新的課程設置、教學內(nèi)容、實訓實習、成果評價等教學培養(yǎng)計劃和制定以能力為核心構(gòu)建實踐技能培養(yǎng)方案和實施路徑，尤其是建立CDIO教學理念的標準原則，指導和評價其教學完善程度。具體內(nèi)容見表2。

通過CDIO教學理念的標準原則與評價體系的構(gòu)建，可以清楚的對工程專業(yè)的課程設置、教學內(nèi)容、實習環(huán)節(jié)等方面進行精確的量化和測評，為CDIO教育教學模式在工程設計類專業(yè)的實際應用提供清晰的評價體系，對于項目化學習的教學效果，更好的具備數(shù)據(jù)支持和條理化細則評價。

表1 CDIO產(chǎn)品系統(tǒng)模型架構(gòu)圖

（三）具體實施案例路徑

根據(jù)CDIO工程模型體系和教學評價體系標準，通過對工業(yè)設計專業(yè)（其他工程設計專業(yè)以此類推）作為代表進行具體實施的路徑如下：

1.CDIO工程設計專業(yè)的環(huán)境背景分析

筆者通過對河北農(nóng)業(yè)大學工業(yè)設計專業(yè)二、三年級課程-設計制圖、產(chǎn)品系統(tǒng)設計課程為例，結(jié)合深圳居爾特科技有限公司燈具創(chuàng)意設計實務案例進行CDIO項目制的教學模式應用。項目背景：深圳居爾特科技有限公司是一家主要從事分銷、設計、制造高端數(shù)碼電子產(chǎn)品及創(chuàng)意類的科技型公司，除了分銷的產(chǎn)品外，其公司本身設計、開發(fā)、制造的創(chuàng)意產(chǎn)品都具有全套的知識產(chǎn)權(quán)。此次委托的燈具設計任務具有典型的CDIO工業(yè)設計要求，主要體現(xiàn)在：具有較強的產(chǎn)品使用創(chuàng)意性（構(gòu)思）、產(chǎn)品外觀造型的親和力（設計）、產(chǎn)品制造工藝簡單化（實現(xiàn)）、產(chǎn)品包裝宣傳（運作）時效性等一系列的特征。

2.CDIO教學實際應用

（1）師資的篩選

為了滿足設計項目的要求和探索CDIO改革應用實施的有效性，專業(yè)教學團隊專門抽調(diào)具有一定設計實踐的青年教師組成項目骨干力量，并認真研究居爾特公司要求的設計任務，分析公司此產(chǎn)品的戰(zhàn)略要求、競爭對手的產(chǎn)品架構(gòu)、市場需求情況、設計形態(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)合設計制圖、產(chǎn)品系統(tǒng)設計課程以此指導、監(jiān)督、完成后續(xù)的設計要求和課程知識體系。

（2）項目化與CDIO工程教學內(nèi)容的契合與應用

燈具創(chuàng)意設計雖然相對于大型機械設備是小體量的設計任務，但是作為與產(chǎn)品市場更替較為快速的產(chǎn)品類別而言，從創(chuàng)意思維、設計制圖、工藝實施、產(chǎn)品運作都具有明顯的CDIO工程教學特征。這一項目化的實施，對于工業(yè)設計專業(yè)學生教學的實踐能力具有明顯的提升作用[5]。改變以往單一教學任務的知識框架，很好的完成了知識與工程、理論與實踐的教學效果，具體改革、延伸到的教學設計內(nèi)容，如表3所示。

通過各個控制節(jié)點的規(guī)范，不僅對所承擔的項目進行了整體性、系統(tǒng)性的設計與管理，還較好的完成了燈具設計的任務，大大提高了學生對知識課程的學習熱情。在燈具創(chuàng)意設計CDIO實踐項目與相關教學內(nèi)容推進的這一過程中，對課程體系、知識能力的架構(gòu)與評價有了更為精確、規(guī)范、系統(tǒng)的設置，很好的完成了理論知識與實踐技能的教學要求，達到了課題研究應用的目的，教學效果良好。具體實施見表4。

3.具體落實中注意的要點

在整個項目契合課題落實的過程中，有幾點問題需要注意：

表2 CDIO教學理念的標準原則與評價

表3 燈具創(chuàng)意設計CDIO教學內(nèi)容推進表

表4 燈具設計的CDIO工程教學內(nèi)容的應用流程簡圖

項目的選擇方面需要教學組進行精確的甄別，重點是圍繞專業(yè)基礎課程和專業(yè)核心課程來實施CDIO工程教育方案，切勿奉行對所有課程實施“拿來主義”，進行生搬硬套，必須根據(jù)專業(yè)教學計劃和工程教育項目的匹配程度，切實可行的進行CDIO的教學與推進。

在教學的過程中要制定詳細的實施步驟與方案，尤其是實施之初就設置好課程培養(yǎng)的CDIO教學效果評價機制，來規(guī)范、監(jiān)督和保障后續(xù)的教學效果。

在課程結(jié)束后，一定要組織學生和教師進行總結(jié)，因為工程技術(shù)實踐技能的培養(yǎng)是一個動態(tài)的過程，尤其是和市場結(jié)合較為緊密的專業(yè)核心課程，必須總結(jié)、歸納、落實最新的專業(yè)發(fā)展實踐要求，切勿墨守常規(guī)、一成不變。

四、結(jié)語

探索出與企業(yè)生產(chǎn)實施零距離對接的教學模式，目的是使學校培養(yǎng)的學生真正是成為社會經(jīng)濟發(fā)展所需求的市場人才[6]。CDIO工程教育是一個復雜和龐大的教育系統(tǒng)，在具體的實施過程中，一方面，對于工程專業(yè)的專業(yè)設置、教學模式和實踐實施路徑都有著明確的要求和評價體系。另一方面，其發(fā)展的水平與市場要求、行業(yè)發(fā)展也息息相關，需要順應發(fā)展的客觀要求，及時調(diào)整和平衡?？傊?，CDIO工程教育的探索和應用，對于提高我國工程設計創(chuàng)新能力，加速轉(zhuǎn)變我國工業(yè)制造領域的轉(zhuǎn)型升級具有十分重要的價值，對于其他專業(yè)在“以市場為導向，學生為主體”的人才培養(yǎng)模式上也有著重要的意義。