胡海峰，李曉，王連海，劉新建，趙恩蕊

(山東交通學院 船舶與輪機工程學院，山東 威海 264200)

一、引言

工程教育專業(yè)認證是國際通行的工程教育質(zhì)量保障制度，是實現(xiàn)工程教育國際互認和工程師資格國際互認的重要基礎(chǔ)，也是高等學校工程教育的質(zhì)量保障和檢驗標尺?！度A盛頓協(xié)議》是目前國際上最具權(quán)威性和影響力的工程教育本科學位互認協(xié)議之一，旨在建立共同認可的工程教育認證體系，實現(xiàn)各國工程教育水準的實質(zhì)等效，促進工程教育質(zhì)量的共同提高，為工程師資格國際互認奠定基礎(chǔ)。目前該協(xié)議共有19個正式簽約成員、5個預備成員。我國于2016年成為《華盛頓協(xié)議》正式成員[1]，這標志著我國工程教育質(zhì)量認證體系實現(xiàn)了國際實質(zhì)等效，中國工程教育在內(nèi)涵發(fā)展方面實現(xiàn)了歷史性突破。同時，我們也應該看到，我國高等工程教育仍然存在著諸如教育理念陳舊、人才培養(yǎng)模式單一、工程實踐教學薄弱、教學體系不適應工程特點、創(chuàng)新與創(chuàng)業(yè)教育重視不足、學生綜合能力素質(zhì)薄弱等問題[2-3]。工程教育改革刻不容緩。

CDIO(構(gòu)思Conceive, 設計Design, 實現(xiàn)Implement, 運作Operate)工程教育模式是近年來國際工程教育改革的新成果。CDIO 的理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念，更系統(tǒng)提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評的12條標準。CDIO工程教育理念在中國已經(jīng)過10余年的發(fā)展與推廣，各高校在CDIO本地化創(chuàng)新等方面進行了有益的探索。[4]

輪機工程專業(yè)是一個傳統(tǒng)涉外類、航海類工科專業(yè)，但它并不等同于一般意義上的工程專業(yè)，而是兼具工程技術(shù)和管理的綜合特征。本文以輪機工程專業(yè)為例，面向工程教育認證，挖掘和利用CDIO工程教育所蘊含的思路與主旨，借鑒國內(nèi)其他高校實行CDIO模式的經(jīng)驗，結(jié)合專業(yè)特色和優(yōu)勢，探討創(chuàng)立航海類輪機工程專業(yè) CDIO+創(chuàng)新型工程人才培養(yǎng)新模式。

二、我國工程教育認證和CDIO教育模式

1.我國工程教育專業(yè)認證

我國工程教育認證是行業(yè)協(xié)會會同該領(lǐng)域的教育工作者及相關(guān)企業(yè)專家對高等教育本科工程類專業(yè)開展的一種合格評價[5]。中國工程教育認證協(xié)會制定了中國工程教育認證通用標準，主要有7個部分。我國工程教育認證是高校自愿申請參與認證，是非營利性質(zhì)，是一種合格性評估、認證。教育質(zhì)量保證和質(zhì)量的提升是認證的基本指導思想和出發(fā)點，“以學生為中心、目標導向和持續(xù)改進”是工程教育認證的基本理念。[6-7]

2.CDIO工程教育模式

CDIO是國際上認可的一種新興的工程教育范式，CDIO培養(yǎng)模式由兩個重要文件組成，即能力培養(yǎng)大綱和12條考核標準。CDIO是基于“做中學”(learning by doing)原則和“基于項目的教育”(project based education)的集中體現(xiàn)，它是基于工業(yè)項目(工業(yè)設備、工程系統(tǒng))從設計制造到運行報廢全壽命過程，在學習過程中學生具有主動性、實踐性，培養(yǎng)學生具有以下的工程能力素養(yǎng)：工程技術(shù)與科學知識、個人自學能力、團隊合作與溝通能力、工業(yè)產(chǎn)品與系統(tǒng)的構(gòu)建能力。[8-9]

3.二者之間關(guān)系

對比《中國工程教育認證通用標準》與 CDIO 12條通用認證標準，二者在人才培養(yǎng)理念、標準、學習過程及達到的培育成果等方面幾乎是實質(zhì)等效的(見表1)。但是二者在形式上是有區(qū)別的：工程教育認證是評定一個工程專業(yè)教育質(zhì)量的過程和手段；CDIO是一種教育模式，CDIO在高校工程專業(yè)的實施應用有助于專業(yè)認證的成功。[8][10]

表1 《中國工程教育認證通用標準》與 CDIO兩種工程教育標準實質(zhì)等效對比

三、基于CDIO+理念的輪機工程專業(yè)人才培養(yǎng)模式

深刻領(lǐng)會CDIO工程教育理念精髓，結(jié)合輪機工程專業(yè)特色，將CDIO基本理念運用到航海類工科應用型人才培養(yǎng)的具體實踐中，同時不斷吸收我國工程教育認證新思想、新理念、新方法，以發(fā)散性思維，形成“CDIO+”新理念和與之相應的人才培養(yǎng)新模式。

1.構(gòu)建“知識、能力、素質(zhì)”均衡協(xié)調(diào)的工程應用型人才培養(yǎng)目標

輪機工程專業(yè)作為航海類應用型工程專業(yè)，專業(yè)人才培養(yǎng)目標應符合STCW公約馬尼拉修正案等國際公約規(guī)范要求，“以學生為本、促進學生全面發(fā)展”作為出發(fā)點，培養(yǎng)學生在工程技術(shù)知識、工程能力、個人素養(yǎng)等方面全面、協(xié)調(diào)及均衡發(fā)展，成為具有較強的個人學習能力、團隊協(xié)作能力、工程實踐能力，富有現(xiàn)代科學創(chuàng)新精神，面向現(xiàn)場一線的船舶機械管理、維護與設計工程師。

面向工程教育認證標準基于CDIO理念制定專業(yè)畢業(yè)要求，根據(jù)每個要求進行指標點分解，1個要求對應3～4個指標點，見表2。

2.構(gòu)建“2+2+2”輪機工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案

在“CDIO+”理念指導下進行頂層設計，指導輪機工程專業(yè)制訂“2+2+2”工程應用型人才培養(yǎng)方案?！?+2+2”指公共通識和學科基礎(chǔ)課程平臺、理論和實踐教學體系、2個方向?qū)I(yè)模塊課程。目前我國輪機工程專業(yè)主要設置為海上方向和陸上方向供學生選擇，并可根據(jù)社會需求、學科發(fā)展和學生興趣靈活設置。2個課程平臺為學生構(gòu)思(C)工程項目奠定基礎(chǔ)，專業(yè)方向模塊課程可使學生掌握工程項目的設計(D)、實施(I)和運行(O)，培養(yǎng)過程全程貫穿各種課內(nèi)外、校內(nèi)外“基于項目的學習和創(chuàng)新”，并建立有人才培養(yǎng)目標實現(xiàn)矩陣[11]。方案擬訂中應注意下列幾點：

(1)學生素養(yǎng)和工程能力并重，防止二者割裂，且素養(yǎng)教育貫穿于全過程；

(2)完善創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育體系；

(3)制定符合工程教育認證標準的人才培養(yǎng)目標，為工程教育認證打下基礎(chǔ)；

(4)借鑒國際教育理念，結(jié)合我國國情，構(gòu)建新的工程課程體系；

(5)結(jié)合專業(yè)特色，培育學生工程實踐能力。

表2 基于CDIO+理念的輪機工程專業(yè)人才培養(yǎng)標準

3.基于“CDIO+”理念的一體化理論課程體系設置

基于“CDIO+能力—知識—素質(zhì)”的培養(yǎng)目標及方案，按CDIO+模式構(gòu)建一體化課程體系，以工程背景為導向設立公共通識基礎(chǔ)課和學科基礎(chǔ)課程。[12]

公共通識基礎(chǔ)課旨在使學生獲得文學素養(yǎng)，是學生獲得基礎(chǔ)知識、基本能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)所必不可少的。學科基礎(chǔ)課旨在為學生學習專業(yè)知識打下良好的基礎(chǔ)。以輪機工程專業(yè)為例，該專業(yè)主要培養(yǎng)符合國際公約和國家法規(guī)相關(guān)要求，具備現(xiàn)代輪機工程系統(tǒng)知識及技能，能勝任現(xiàn)代化船舶機電管理技術(shù)要求，具有成長力、良好職業(yè)道德和實踐能力的輪機領(lǐng)域高層次工程師和管理者。人才培養(yǎng)方案構(gòu)建體現(xiàn)了輪機工程項目全生命周期(設計、安裝、運行管理、維修)，一體化、系統(tǒng)化的課程體系，使構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運行四個 CDIO環(huán)節(jié)有機聯(lián)系起來，見表3。

表3 輪機工程專業(yè)課程與CDIO過程對應表

表3中，高等數(shù)學、大學物理、大學英語等公共必修課模塊，為構(gòu)思階段提供了扎實的自然科學基礎(chǔ)知識;流體力學與工程熱力學、工程基礎(chǔ)、輪機工程材料等專業(yè)基礎(chǔ)課程模塊，為工程構(gòu)思提供了必需的專業(yè)基礎(chǔ)理論知識；船舶主動力裝置、船舶輔機、輪機維護與修理等專業(yè)主干課程模塊，為設計環(huán)節(jié)提供了必要的專業(yè)知識;船舶及海上設備檢驗、船舶原理等柔性專業(yè)課模塊，體現(xiàn)了工程實現(xiàn)和運行過程。

4.基于“CDIO+”理念的教學體系構(gòu)建

傳統(tǒng)教育理念采用分解的方式，將系統(tǒng)解剖分解成獨立的部分分別進行教學和實踐。教學的重點在于部分而不在系統(tǒng)，認為先重點教會學生每一個部分，待所有部分合起來后，學生自然就學會系統(tǒng)知識和系統(tǒng)運用知識了。而實際情況往往并非如此，學生雖然學會了每個部分，若缺乏系統(tǒng)概念，面對實際系統(tǒng)時，綜合運用所學知識進行工程實踐的能力仍會顯得不足，換言之，在實際系統(tǒng)中還是不知如何應用知識。

基于“CDIO+”理念的理論和實踐教學體系，以系統(tǒng)性和綜合性為原則[13]，遵循理論和實踐教學并重、工程教育與工程實踐零距離對接的思想，以典型實際應用系統(tǒng)或產(chǎn)品全生命周期為載體，使學生通過對一個實際系統(tǒng)或產(chǎn)品進行構(gòu)思、設計、實施和運行，認識和學習其各個部分，理論教學體系以“模塊化”為基礎(chǔ)、以“集成課程設置及教學”為框架，四層次的實踐教學體系體現(xiàn)了“理論—實踐—再理論—再實踐”的PDCA循環(huán)培養(yǎng)過程，分別著重于培養(yǎng)基礎(chǔ)實驗和認知能力、專項實踐能力、綜合實踐能力和創(chuàng)新與工程能力兩個體系融會貫通、互為支撐，“面向工程、突出應用、體現(xiàn)創(chuàng)新”，在系統(tǒng)化、全過程、反復“基于項目學習和創(chuàng)新”的過程中，學生既動腦又動手，同時實現(xiàn)兩個體系的功能。

5．建立基于OBE“點線面”三位一體監(jiān)控與持續(xù)改進保障體系

持續(xù)改進(Continuous Quality Improvement,CQI)是OBE(成果導向教育，Outcome based education)和工程認證的教育基本理念，它貫穿于教學的全過程，從課程設置、教學實施到培養(yǎng)方案，在人才培養(yǎng)體系各方面、各模塊進行監(jiān)督反饋，并做到評價精確。山東交通學院在教學評價體系中堅持以課程評估為點，以學院本科專業(yè)評估為線，然后以學校對教學狀態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)測反饋為面，構(gòu)建出“點—線—面”三位一體的全過程教育質(zhì)量監(jiān)督與保障機制。該系統(tǒng)由三個模塊構(gòu)成：教學執(zhí)行、評價與監(jiān)督及外部信息采集反饋，如如圖1所示。

圖1 基于OBE的三位一體持續(xù)改進保障體系

首先學校開展以教師自評為主的課程評價，繼而開展專業(yè)系和學院本科教學評估，通過教學目標、教學內(nèi)容、教學資源及信息收集，對教學質(zhì)量全過程進行評價診斷，最后通過質(zhì)量反饋對存在問題進行修正改進。課程評價采取自愿原則，專業(yè)與學院評估強制執(zhí)行周期為4年，這樣能實現(xiàn)“信息采集—自評自糾—問題反饋—修正改進”全方位、多維度閉環(huán)式狀態(tài)監(jiān)控。[14]該系統(tǒng)在教育質(zhì)量提升上實現(xiàn)PDCA循環(huán)[15]，循環(huán)一次提升一次，能夠有效提高學校教學質(zhì)量。

四、結(jié)語

在新時代船舶技術(shù)快速發(fā)展的背景下，為了適應大航海的需求，本文嘗試借鑒 CDIO工程教育理念，面向工程教育認證進行輪機工程專業(yè)應用型人才教育模式改革。以學生為中心，以促進學生工程創(chuàng)新能力發(fā)展為出發(fā)點，以培養(yǎng)工程知識、實踐能力、綜合素養(yǎng)協(xié)調(diào)全面發(fā)展為目標，基于項目學習和創(chuàng)新，制訂“2+2+2”輪機工程應用型人才培養(yǎng)方案，構(gòu)建CDIO+理念的理論課程平臺和教學體系，在學生培養(yǎng)過程中體現(xiàn)“面向工程、突出應用、體現(xiàn)創(chuàng)新”的特色，并且通過OBE循環(huán)持續(xù)改進評價機制，對教學模式的問題不斷進行改進，在“做中學，學中做”，最終實現(xiàn)學生工程實踐能力和教學質(zhì)量的提升。