cdio工程教育论文范文第1篇

CDIO工程教育理念的核心

CDIO培养大纲的总体目标就是要将工程学基本原理与企业的需求结合起来，它在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力等四个方面对工程类毕业生提出了具体要求。在基础知识方面，要实现从基础科学到核心工程知识再到高级工程知识的过渡。个人能力方面，要求工程类毕业生具备工程推理与问题解决、实验与知识发现、系统思维、个人技能与态度、职业技能与态度等五个方面的能力。人际团队能力，包括团队协作、沟通、用外语进行沟通的能力。工程系统能力的要求最高也最为复杂，要求学生掌握外部与社会环境、企业与商业环境，能构思工程化系统，并掌控设计、实现和运作的整个过程。

从大纲的整个脉络可以看出，大纲的要求是逐级提升的，从知识基础到实践操作，从单纯知识构架到综合运用各项技能。到目前为止，已有几十所世界著名大学加入CDIO团体，他们采用CDIO教育理念，遵循教学大纲改革教学模式，取得了良好的效果，用这种模式培养出来的工程毕业生也普遍受到了企业的欢迎。

CDIO教育理念及其本土化模式

CDIO工程教育理念对于我国高等工科教育有非常重要的借鉴意义。中国工程教育模式更偏重于理论，这与西方教育理念中强调团队合作、通过实训解决问题的教育模式差别较大。2005年，汕头大学率先将CDIO理念引入其工学院教学中。2007年，中国高等工程教育改革论坛和CDIO国际合作组织会议召开。2008年5月，“中国CDIO工程教育模式研讨会”在汕头大学召开。中国各高校也在努力结合自身特点将CDIO本土化，其中取得较为突出成果的是汕头大学提出的EIP-CDIO教育理念以及大连东软信息学院提出的TOPCARES-CDIO教育理念。

（1）EIP-CDIO。2005年，汕头大学引进了CDIO工程教育理念，在结合中国工程教育现状后提出了具有本土化特色的EIP-CDIO培养模式。EIP指Ethics（职业道德）、Integrity（诚信）、Professionalism（职业素质），强调要培养学生的人文素养、道德情操，将做事和做人结合起来，使培养出来的工程师具有良好的职业道德、个人品德和社会责任感。下图是EIP-CDIO的培养框架。EIP-CDIO将工程职业道德课程作为必修课，在专业培养上以实践性和探索性的项目设计为载体，以系统观念为指导，集成多种教学因素，以期培养工程类学生的个人能力、团队能力和系统调控能力。该教育模式的目标是使学生具有较强的项目开发能力、创新能力、团队和领导能力、沟通能力和语言表达能力。

（2）TOPCARES-CDIO。在将CDIO引入中国工程教育改革的过程中，另一个比较突出的本土化模式应当是大连东软信息学院提出的TOPCARES-CDIO工程教育理念。该校将CDIO能力培养大纲进行了中国化、校本化的创新，构建了东软特色的TOPCARES-CDIO“能力”指标体系，即T（TechnicalKnowledgeandReasoning）技术知识与推理能力、O（OpenMindedandInnovation）开放式思维与创新、P(PersonalandProfessionalSkills)个人职业能力、C（CommunicationandTeamwork）沟通表达与团队工作、A（AttitudeandManner）态度与习惯、R（Responsibility）责任感、E（EthicalValues）价值观、S（SocialValueCreatedbyApplicationPractice）应用创造社会价值。该教育理念在CDIO的基础上强调以市场人才需求为导向改革培养模式。这就要求改变以往需要培养什么能力就增加什么课程的模式，采取大学四年所有课程统一贯穿CDIO教学模式的方式，每门课程都以具体的实践项目为核心，让学生在项目实践的一体化教育模式中掌握TOPCARES的核心能力。

CDIO视域下的人文素质培养

CDIO是工程教育理念，但其中有很多与人文学科相结合的领域，这也是其教育理念的先进之处。现代社会的任何工程问题已经不再是某个纯粹独立的学科或领域的问题，需要多个学科和岗位的结合才能保障产品研究和开发成功。而培养工程人才也不再是简单的传授专业技术的过程，而是实践能力和人文素质的培养。这一点在从CDIO到EIP-CDIO再到TOPCARES-CDIO的过程中得到了很好的体现。

1.CDIO与人文素养培养

CDIO大纲处处体现了工程教育中人文素质培养的重要性。如大纲2.3部分强调思维的重要性，注重整体缜密的思维养成，注重批判性思维和创造性思维的养成，这些都离不开哲学思辨能力的培养。大纲2.4个人技能与态度部分中强调责任感，职业道德、个人品德都属于这一范畴。大纲第三部分人际能力中，包括团队协作、沟通和外语运用能力。根据CDIO大纲的描述，合格的工科毕业生应当具备组织和形成高效的团队，并保证团队合理运作、成长和进步的能力。这要求基础学科应向培养学生的领导能力倾斜，而不是让学生一味被动地接受知识。另外，这部分大纲要求培养学生的沟通能力，包括培养学生书面、电子、图形和口头沟通能力和运用外语进行沟通的能力，这要求文史类和外语类教师不再是单纯输入知识的角色，而是要结合工程实践将知识的运用放在第一位。大纲4.2中企业与商业环境部分强调企业文化，一个产品从设计到运行的整个过程应当处处蕴含企业的文化精神，而作为负责整个产品生命周期的工程师，对企业文化就更应当重视。

2.EIP-CDIO本土化过程中的人文素养观

EIP-CDIO教育理念在CDIO的基础上更加强调了职业道德的重要性，E代表道德，I代表诚信。从EIP-CDIO教育理念的培养框架中可看到，职业道德、精神和责任感是培养符合国际化标准的工程师的首要条件，其地位位于工程理论知识和个人能力之上。而包含道德、诚信、奉献、人格等方面的职业道德又位于整个框架的核心位置，工程技术知识和职业技能分布在两边。这说明只有将职业道德教育这根顶梁柱树起来，才谈得上树立起一个符合国际化标准的工程师形象。要实现这一点，院校可通过设置人文基础、选修和专业三个层次的课程，分梯度培养工程专业学生的人文素养。另外，对于社会和艺术类学科，可通过通识选修的方式扩大学生的视野，陶冶情操。EIP-CDIO强调只有将专业能力和职业道德培养有机结合，才能培养适应市场需求的、更有发展前景的高级工程专业人才。

3.TOPCARES-CDIO本土化过程中的人文素养观

在TOPCARES-CDIO教育理念中，人文素养的培养得到了更多强调。该教育理念强调培养工程科学生的能力，其中有六大能力是与人文素质教育密不可分的，包括开放式思维与创新、沟通表达与团队工作、态度与习惯、责任感、价值观和应用创造社会价值。这要求人文素养教育与专业技能教育紧密结合，并贯穿工程教育的全过程。而人文教育中也要凸显CDIO模式，实现在“做中学”，通过增加实践活动将知识内化，进而转化成一种优秀的习惯和态度。

通识教育的终极目标是培养有独立人格和独立思考能力的人才，这正是一个卓越的工程师需要具备的品质。从CDIO到EIP-CDIO再到TOPCARES-CDIO的教育理念中对人文素养的要求正体现了通识教育的目标。教育不是一蹴而就的，而是一个长期的、潜移默化的过程，因此通识教育、人文素养教育应当贯穿于工科教育的始终。

cdio工程教育论文范文第2篇

关键词：信号处理；CDIO；集成电路设计与集成系统

中图分类号：G642.0 文献标识码：A

文章编号：1005-913X（2013）02-0117-02

一、引言

目前信号处理相关课程在国内外诸多高校都是本科教育主要课程群之一，但该类课程存在理论性较强，数学公式和数学概念较多。学生在学习中不能理解其实质和用途，很难将其与实际问题相结合，并运用相关工具来解决实际的工程问题。集成电路设计与集成系统（以下简称集成）专业中信号处理类课程占有相当大的比重，如何提高学生解决实际工程问题的能力是本专业亟待解决的问题。目前多个高校开始实施针对信号与系统或数字信号处理的课程改革，所涉及到的课程改革都是在不改变现有课程体系结构上的教学改革，没有结合各自专业的特点，如集成专业的数字信号处理的侧重点应与其他专业的数字信号处理的侧重点不同。

CDIO 工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO 代表构思（Conceive） 、设计（Design） 、实现（ Implement） 和运作（Operate） ，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，培养学生的解决实际工程问题的能力。[1，2，4]信号处理是集成专业的一个重要研究方向，目前国内开设集成专业的高校还没有开展该专业的CDIO工程教育研究与实践。本文以CDIO工程教育理念为指导，以集成专业的教学计划为基础，对集成专业信号处理相关课程进行优化整合、构建集成专业信号处理课程群。所建课程群可作为本专业CDIO工程教育培养模式下的二级CDIO项目，为本专业实施CDIO工程教育奠定基础。另外该项目的成功实施对改善该专业的培养模式，提高该专业学生的实践能力具有重要意义。

二、信号处理课程群构建的指导原则及方法

实施基于CDIO教学理念的集成专业教学改革，[3]其中最重要的环节是建立该专业的CDIO项目。包括：一级项目、二级项目和三级项目。本文所涉及的内容主要是为了建立一个该专业的二级项目，该二级项目是以信号处理课程群为载体，让学生掌握关联性较强的课程之间缺乏知识的继承性和连贯性。将各个课程中涉及的知识点有机结合。笔者以CDIO工程教育理念为课程群构建的指导思想，采取理论结合实践的研究方法，构建出能突显本专业特色的信号处理课程群。

（一）以CDIO 理念为指导，构建本专业信号处理课程群

按照CDIO 教学改革理念，对照现行大纲，构建以信号与系统、数字信号处理、基于FPGA的系统设计与应用高级数字IC设计为主线的课程群。增加实践和工程应用环节，重新统筹理论教学内容，去除课程间知识的重复和冗余，构建出融传授知识、培养能力、提高素质为一体的课程群。

（二）理论结合实践，先试点试验再逐步推广

在构建课程群时采用探究式研究方法。以小班为试点进行实验，积累经验再逐步推广。对于整个课程群的构建也要先从个别课程开始，逐步扩建到整个课程群。

（三）建立有效反馈机制，及时修正课程群构建中的不足

在构建课程群的过程中，要动态调整教学内容。为此要建立一套有效的反馈机制。积极听取授课教师和听课学生的意见和建议，归纳总结及时进行调整，逐步实现课程群构建的最优化。

（四）考虑本专业的特点，突显本专业特色

所构建的信号处理课程群要与本专业的教学计划紧密结合，以构建本专业信号处理方向的二级CDIO项目为目的。充分体现CDIO的教学理念和本专业的特色。

三、主要研究内容及取得的成果

构建该专业信号处理课程群，建立该专业CDIO工程培养模式下的二级项目。需要解决以下主要关键性问题：一是在构建的课程群中如何充分体现CDIO理念；二是课程群知识点的优化整合；三是设计贯穿整个课程群的案例。为了解决以上问题，本了以下研究工作。

（一）以CDIO工程教育模式的项目构建为标准，构建课程群

本文拟构建出集成专业信号处理课程群，该课程群包括：信号与系统、数字信号处理、数字IC设计、基于FPGA的系统设计与应用和高级数字IC设计。信号与系统和数字信号处理是本专业的学科基础课；数字IC设计和基于FPGA的系统设计与应用是本专业的专业平台课；高级数字IC设计是本专业的专业方向课。课程群中课程之间的关系如图所示。所构建的课程群也可作为本专业CDIO教学改革的一个CDIO二级项目。

（二）课程群教学内容优化整合

课程群所涉及的各科课程内容既具有自身的完整性，又有一定的交叉，课程内容相互关联、相互渗透。如果每门课程都强调课程内容的系统性和完整性，必然造成内容多学时少的矛盾，单门课程的教学改革很难收到理想效果。本课程群所设计的课程中内容涉及集成电路设计的整个环节，从算法到架构好后到实现。其中信号与系统和数字信号处理属于算法领域，数字IC设计属于架构领域，基于FPGA的系统设计与应用和高级数字IC设计属于实现领域。对于一个数字系统的设计需要用到上述所有课程中涉及到的知识。但本身课程之间又有相互重叠的内容。构建该课程群时，笔者充分考虑了课程群内课程的关联性，重新统筹了理论教学内容，去除了课程间知识的重复和冗余，并增加实践和工程应用环节。

（三）以Matlab和FPGA为实现手段设计贯穿整个课程群的案例

该课程群中大量的理论和结论都是通过数学推导的方式得到，所以学生往往过于注重公式推导或证明，而不能理解其实质和用途。缺乏运用工具来解决实际的工程问题的能力。本文以Matlab作为信号处理算法的验证的工具，FPGA作为信号处理VLSI实现的验证工具。充分利用其各自的特点，以二者为该课程群的实现手段设计贯穿整个课程群的案例。所设计案例要涵盖课程群的全部重点知识点，并且可以遍历集成电路设计的设计流程：系统设计、算法设计、仿真验证、硬件描述语言建模及FPGA验证。

（四）以《数字信号处理》为载体，设计了该课程群下的CDIO三级项目

以该课程群作为本专业二级CDIO项目，则该课程群下可构建出若干三级CDIO项目。以《数字信号处理》作为构建CDIO三级项目的试点课程，设计了该课程群下的三级CDIO项目。设计的案例包括：基于Matlab的FFT IP设计和无限冲激响应数字滤波器设计等。

本文以提高学生解决工程问题能力为目构建了信号处理课程群，旨在解决原有信号处理相关课程重理论、轻实践的问题。以CDIO工程教育理念为指导思想，在现有集成专业信号处理课程群的基础上，构建了该专业信号处理课程群。所构建的课程群可作为本专业CDIO工程教育改革中的二级CDIO项目。所构建的信号处理课程群充分体现了集成专业的专业特点，注重信号处理算法分析设计的同时，注重其VLSI的验证与实现。

参考文献：

[1] 顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP— CDIO—汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）.

cdio工程教育论文范文第3篇

关键词：CDIO；协同理论；工程教育；机械工程

一、基于协同理论的CDIO工程教育模式的兴起与特征

2000年，美国麻省理工学院（MIT）等4所大学组成了跨国研究组织，经过4年的探索研究，创立了CDIO工程教育模式，即：构思（C）、设计（D）、实现（I）、运行（O）。该模式强调以主动的、实践的及课程之间有机联系的方式学习工程，反映了系统论中整体性、结构性、层次性的特征。然而，每个专业、学科、大学乃至国家都有自身独特的教育环境和需求。在进行工程教育改革中，各组织、要素间复杂的相互作用既可以产生协同效应，发挥“1＋1＞2”的育人功能；也可能产生消极效应，制约工程教育的发展。

立足我国工程教育现状，具代表性误区可归为两类。其一，把教育体系视作一个封闭的系统，对于尚处试点阶段的CDIO模式既缺乏本土化的探索，又与产业界互动甚微，教育资源无法与改革步伐协同。其二，把CDIO工程教育实践教学项目机械地叠加在基于学科的专业知识教育之上，学生的学习负担不断加重，理论教学与能力培养之间的“紧张关系”仍然无法消除。

为了增加CDIO教育模式在各地的普适性，研究者已开发了许多资源，力求将其整合并系统化，使其成为一种开放资源[1]。尤其值得注意的是，在开放的、多样的、复杂的工程教育系统中，CDIO模式并不是一种规定的模式，它还有开放性、协同性的特征。为此，我们必须拓展视野，用一种新的科学理论指导操作实务和理论研究。

协同理论即协同学（Synergetics）就是这样一种理论。它由德国著名物理学家赫尔曼?哈肯于1969年创立。作为一门新兴的跨学科理论，它的研究与应用非常广泛，范围横跨自然科学和社会科学。协同学以非平衡开放系统的“协同性”为研究对象，其目标是在千差万别的各科学领域中确定系统自组织赖以进行的自然规律[2]。作为现代科学基础理论的协同理论，为工程教育提供了更为有效的研究视野和探索路径。

工程教育系统是一个复杂而庞大的系统，它符合协同理论下自组织形成所具备的要件。其一，它是一个开放的系统，其发展变化与教育界、产业界、政府、非营利性社会机构等多个利益相关者息息相关。其二，工程教育系统存在非平衡性：一方面系统内部的专业设置、课程设置、教学方式等构成错综复杂的相互联系，具有非线性的特点；另一方面工程教育的发展要求系统远离平衡态，系统涨落发生与否，取决经济、社会、自然环境的发展状况。其三，工程教育系统具备协同性，在非平衡条件下，子系统之间的协同效应使系统中的某些运动趋势联合起来并占据优势地位，从而支配系统整体的演化。

从全球范围看，工程教育系统出现明显的涨落，各国都在困境中寻求最佳的工程教育模式。CDIO教育模式诞生于工程教育系统运动过程中，从构思、设计、实现、运行4个环节培养的工科人才，逐渐成为工程教育改革的风向标和支配力量。我们认为，在协同理论（Synergetics）视角下的CDIO工程教育模式（简称S-CDIO），必然与协同思想在其他自然系统、社会经济系统等复杂系统中的应用呈现出不同的特征。

1．在合作和竞争的基础上建立的协同关系。协同理论认为，系统要从无序状态向有序状态演进与发展，必须不断打破平衡状态，扩大对外开放，与外界进行物质、信息和能量的交换。因此，S-CDIO模式的提出在于构建一个开放的、既与国际接轨又与本国经济社会发展相适应的工程教育系统，这就是要解决CDIO模式的本土化的问题。要实现S-CDIO模式，需要在学校与利益相关者之间建立一个利于资源共享和交流的战略联盟或平台，通过合作达到共赢。同时，S-CDIO模式的形成必然涉及两个及以上的部门或组织，每个参与成员都是具有自治权利的独立单位，除了联合与合作外，必然也存在着自主与竞争。

2．以资源集成与共享为核心的协同。S-CDIO工程教育模式的运作应当能够保证教育部门能及时获得其发展所需的资源。时至今日，CDIO成员已经开发了诸多教育资源以供各国高校学习交流共享。此外，S-CDIO模式的运作要实现协同效应，应积极取得产业界和政府的支持，营造适合从人力、物力、财力上保障工程教育创新所需要的各种资源。

3．面向利益相关者需求的协同。有需求才会有供给，正是因为有了政府、企业界、非营利性社会机构等众多利益相关者的各种需求，才会导致工程教育系统的变革和S-CDIO模式的出现。由于中西文化的差异，区域经济特征差异，地区产业发展阶段不同，CDIO模式是否完全适合我国国情？我国企业对工程人才知识、能力、素质的要求是否和麻省理工学院的CDIO大纲完全一致？进而工程教育系统能否在区域经济环境中注入变革力量？这些问题的解决，有待我们以协同视角审视CDIO成员组织及其利益相关。

二、S-CDIO工程教育模式的运行

1．S-CDIO工程教育模式框架

基于对S-CDIO模式特征的阐述和我校机械工程及自动化专业实际情况，S-CDIO模式框架分为宏观、中观和微观三个层次展开。

宏观尺度上的协同是指学校与政府、产业界、非营利性机构等组织的协同发展，关注S-CDIO组织与宏观环境的关系问题。

中观层面上，为了形成新模式下的运行机制和组织文化，有必要在学校成立专门的机械工程人才培养协作委员会。委员会成员由政府、企业专家、学校高层管理者或学科带头人组成，旨在统筹与协调人才培养过程中各部门间教育资源的集成与共享。委员会还应与推行S-CDIO模式的院系、学校教学主管部门共议重大决策和阶段性政策制度，引导学校形成合理的人才培养目标、课程体系和评价体系，保障改革试点工作的顺利开展，实现S-CDIO模式的动态平衡。

本文关注的重点是微观层次上的协同，即S-CDIO模式在演化过程中产生的协同关系和现象。

首先，要关注培养目标与课程体系的协同关系。培养目标直接反映利益相关者对人才知识、能力、素质的需求。现在众多高校试图通过要求理工科学生选修一些属于人文科学的课程来解决“专门化”的倾向问题。然而，正如一般系统论的创始人贝塔朗菲所指出的，增加或者“并列”各种不同方面的课程，既培养不出“素养”，也带不来“通才”教育[3]。因此，我们借鉴当前许多CDIO成员学校的做法，一方面夯实工科通识基础，为学生提供与工程专业关联的人文社科类课程，把工程活动所涉及的知识融会贯通地传授给学生；另一方面将项目式教学方法应用于传统的课堂教学中，共享产学合作课题，创新课程内容，调整课程结构，以集成方式综合培养学生的工程能力。S-CDIO课程体系应从原来的学科、专业导向，转变为能力、素质导向。

其次，实现评价体系与课程体系的协同。在S-CDIO评价体系中，评价指标不仅是对人才培养质量和教师能力的一种体现，而且是对课程体系所涉及的课程结构、课程内容、教学方法的一种检验。如果将评价指标看做S-CDIO模式的一种序参量，那么它既是微观层面教学系统合作效应的表征和度量，又是工程教育系统整体运动状态的度量[4]。因此，评价体系一方面告知各课程体系该如何调整，另一方面又反映了S-CDIO模式的整体运作效果。

最后，要实现评价体系与培养目标的协同。评价目的不仅在于规范教学活动，而且要促进学生独特的学习方法与思维方式的形成，促进学生工程能力的协同提升；评价指标的设置要紧密结合S-CDIO的培养目标，实现个性化和多元化；评价内容要指向人才质量、教师能力以及其他的教学成果。评价体系支撑着工程能力的培养，同时为培养大纲的修订和完善提供了参考依据。评价体系的确立应充分考虑产业界的意见，真正创造面向地区产业特色和引领产业技术创新的校内工程实践环境。

2．面向地区产业的S-CDIO模式教学大纲

在我国经济社会发展过程中，各地区产业特征差异显著，人才和科技成果对于地区产业的发展至关重要。我校所在省份以轻纺和机械两大行业为主，企业规模一般较小，知识创新和技术研发能力薄弱[5]。作为输送人力资源和科技成果的高校，与地区产业之间存在高度的协同性。地方制造业对于知识和技术创新的追求，对于产品质量和生产流程的管理的改进，有赖于高校工程科技人才培养模式的全面调整。

培养目标是工程教育改革的逻辑起点，因此改革的首要工作是构建适应地区产业的S-CDIO教学大纲，形成包括知识、能力、素质在内的框架体系，如表1所示。在原有CDIO大纲的基础上增加“工科通识与人文素养”，旨在使工科学生立足地方产业，思考与地区产业发展相适应的工程问题，实现构思、设计、实现和运作能力的全面提升。此外，通过与地方企业构建产学联盟，为机械工程及自动化专业学生提供了解区域产业的典型产品、科研成果、技术应用成果的认知教学平台和主题研究项目支持平台。

3．S-CDIO模式的课程体系

S-CDIO工程教育模式更加注重的不是学生掌握知识和取得高分，而是使他们得以终身受益的内在素质和外在能力。因此，课程体系创新改革的关键落脚点是适应多样化与专业性要求的能力培养[6]。方法是依据S-CDIO大纲中的要求整合原有的课程资源，形成一个一体化的课程计划。根据机械工程及自动化专业S-CDIO培养大纲，结合浙江工业大学的发展战略目标、学科优势、师资力量等办学条件与特色，机械工程及自动化专业建立相应的“培养目标实现矩阵”，形成了包含导论课程、学科课程和专业课程及总结性课程（实践）的课程体系。表2给出了实现其中四项标准的课程组合，将知识、能力、素质目标融入各具体的教学环节如表2所示，S-CDIO课程体系打破原有的学科化倾向和线性格局，课程之间的关系不再局限于知识点的衔接，而是以能力素质为导向，整合成为一个矩阵式结构。全新的课程体系在“纵向”上依照大纲二级标准整合关联课程，并据此安排教学进程；“横向”上仍然保留课程之间的学科属性和内在逻辑顺序。值得注意的是，矩阵中的课程，除了原有的工科基础课程和专业课程外，增加总结性课程。总结性采用项目式教学方法，或称项目课程。

其中，项目课程旨在强化学生的“构思、设计、实现、运行”经历。我们采取项目式教学手段，结合浙江省制造业特色和产学合作课题为每个阶段的项目确立主题。项目式课程的安排分为四个阶段：工程与人文主题项目实践，主题设计与制造项目I，主题设计与制造项目II，毕业设计。

不同复杂度的工程问题需要具备相应的知识能力水平，采取相应的方法解决。S-CDIO课程体系根据工程人才的认知水平和能力发展规律，按学年整合各类理论课程和项目课程，如表3所示。在第一学年，通过基础课程和导论性质的课程向学生介绍学科概念和基础知识，工程与人文主题实践课程面向地区产业进行市场调研和产品构思（C）。第二学年重点在简单的设计（D），专业课程根据主题设计与制造项目I的任务要求设置分解项目，结合机械设计、机械制造工程原理等理论知识的学习，集成若干个分解项目，实现产品部分功能，完成主题设计与制造项目I。第三学年重点在设计－实现环节（D－I），适当增加跨学科知识的学习，应用集成多学科知识的项目课程，实现CDIO后三个环节（从设计到运行）的训练，最后完成综合性的项目，即主题设计与制造项目II，培养学生解决复杂工程问题的能力，初步实现产品的制造。毕业设计环节则在前面三个阶段团队项目实践的基础上由每位学生独立完成。

4．S-CDIO模式的评价体系

S-CDIO工程教育模式评价体系，要结合我国高等教育评价的特征和高校办学特色，实现以下几方面的转变：（1）在评价功能上，突出评价的激励与调控功能，从强调知识传承和知识教育的单一功能，向重视工程人才的全面发展转变。（2）在评价方法上，从过度强调定量评价向定性评价与定量评价相结合转变，从结果性评价为主向过程性评价与结果性评价相结合转变。（3）在评价内容上要构建多维度评价指标体系，教学效果上更加重视对学生的综合评价，关注能力培养；教师评价上则从重视科研向重视教学水平、教学方法等方面倾斜。（4）实现评价对象（客体）的多元化，学生、教师、培养目标、课程体系、校企联合工程教育的软件硬件都可被列为考查对象，作为评价的要素。（5）实现评价主体的多元化，高校的教师、学生、专业研究人员、管理者，企业专家，社会团体等均可承担评价和监控的职责。

在教学实施过程中，我们依照上述理念，逐步实现对CDIO教师的资质和教学效果做出合理的价值判断。在学生评价方面，制订了《基于CDIO工程教育大纲的学生多维评价考核表》，“多维”既是评价内容的多维度，又是评价主体的多维度。考核表的评价内容与能力素质框架相一致，设置了5个一级指标，分值比例分别是：工科通识与人文素养15％，技术知识与推理20％，个人职业能力与素养20％，人际能力20％，在企业与社会环境下的CDIO能力25％。

参考文献：

[1] Crawley E., et al. Rethinking Engineering Education: The CDIO Approach[M]. New York: Springer, 2007.

[2] 赫尔曼?哈肯. 高等协同学[M]. 郭治安译. 北京：科学出版社，1989.

[3] 贝塔期菲. 人的系统观[M]. 北京：华夏出版社，1989.

[4] 赫尔曼?哈肯. 信息与自组织[M]. 宁存政，郭治安等译. 成都：四川教育出版社，1988.

[5] 潘柏松，柴国钟等. 机械工程学生创新实践能力培养模式探索[J]. 高等工程教育研究，2008（增刊）.

cdio工程教育论文范文第4篇

关键词：MPE-CDIO工程教育 软件项目管理 实践能力 CCSE

中图分类号:G642.423 文献标识码:A

文章编号:1004-4914（2012）10-097-03

一、引言

软件工程专业培养方案中的软件项目管理课程主要是为了使软件项目能够按照预定的成本、进度、质量顺利完成而进行分析和管理的活动。该课程的传统教学环节更多的是教师为主，学生更多的充当“听众”的角色，跟着教师的思路去理解、记忆知识。它的问题在于忽视与实际项目的有效结合，且缺乏促进团队沟通与交互的机制，对学生系统化工程技术素质培养的重视程度不够，因此，学生感觉该课程所学知识离自己很远，不能有效地将所学的理论知识应用在软件项目管理的过程中。

二、CDIO与MPE-CDIO高等工程教育模式

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，黑龙江科技学院在引进CDIO理念的基础上，又进行了创新，提出了MPE-CDIO工程教育模式。

（一）CDIO教育理念

CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育理念是由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等4所大学组成的工程教育改革研究团队提出建立的一整套工程教育理念和实施体系。该理念强调以能力培养为目标，并于2004年成立了CDIO国际合作组织。迄今已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织。通过国际合作的方式，多个国家、大学、专业可并行探索，大大加快了改革步伐，取得了很大成绩。在国内，我校全面启动了基于MPE-CDIO的实践环境建设，并于2010年由副校长张凤武教授带队与CDIO试点高校成都信息工程学院开展CDIO改革经验交流。

（二）MPE-CDIO培养模式

MPE-CDIO是我校提出基于大德育、大实践、大工程（Moral Pratice Engineering)教育理念下的构思-设计-实现-运行工程教育培养模式。所谓“大德育”，对学生而言，就是使其成人的教育，对学校而言，就是全员、全过程、全方位育人。这里的成人是指成为一个健全的人、一个和谐的人、一个有社会责任感的人，一个能适应社会需要的人，一个有益于人类文明进步的人。所谓“大工程”，是以工程应用型人才培养为目标，以工程为背景和主线，着力于学生的工程意识、工程素质和工程实践能力的培养，将工程教育、自然科学教育、人文社会科学教育相融合的现代工程教育观。所谓“大实践”，是以提高学生实践能力和创新能力为目标，将实践锻炼贯穿于人才培养的全过程，将知识和理论固化为学生的素质，转化为能力，满足社会需要的教育理念。

自我院加入英特尔软件学院计划以来，充分挖掘英特尔先进的技术资源，结合软件项目管理课程和CDIO工程教育模式的特点，在该课程的实践教学中实施MPE-CDIO工程教育模式，它使学生的专业工程素质得到明显增强，其教学效果较好。

三、软件项目管理课程的特点

软件项目管理是软件工程专业开设的专业课程，本课程的目的是让学生在短时间内掌握软件项目管理的基本知识和实践能力，并讲授作为一个项目管理者的主要工作和权利。在本课程的教学过程中，是以面授为主，讲授一些基本概念和管理的经典理论，同时结合大公司的软件项目管理案例有层次地拓展讲授；最后是实践阶段，学生采用项目管理工具编写项目管理计划，并跟踪项目的实施。但很多学生在实践环节出现问题，感到无从下手，甚至到了不喜欢学的程度。经过认真分析研究，我认为该课程具有以下特点。

1.软件项目管理实践性强。其本身的特点决定了它不是完全可以从书本和课堂上学会，理解和实践是非常重要的。老师要做到把软件企业中的一些实践经验与学生分享，不能仅限于照本宣科地抽象介绍一些基本原理。

2.合理制定学时。现有的软件项目管理理论学时较多，应当加大对实践环节学时的投入，必要的话可以参照“大学物理实验”模式，单独设置实验学时，让学生参与项目的开发，否则学生根本没有兴趣，更何谈锻炼。

3.学生独立性较强。面向对象程序设计、数据结构等基础课程主要是培养学生独立的逻辑思考和编程能力，但是，它忽视了沟通、交互与团队合作。以往的实践环节，也强调团队开发，但缺乏必要的监督和评价机制，流于形式。

综合上述分析，软件项目管理课程的教学不仅要注重学生专业理论知识的教育，更重要的是要重视学生的工程实践能力和职业道德素质的培养，即培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，自我创新、团队合作交流的能力以及职业道德感和责任心。而这些能力培养完全符合MPE-CDIO教育模式的能力培养目标，因此引入MPE-CDIO的能力培养模式对软件项目管理的教学改革具有很好的指导作用。

四、MPE-CDIO工程教育模式

cdio工程教育论文范文第5篇

CDIO是国外高等工科教育的一种创新模式，它代表构思(Conceive)，设计(Design)，实现(Implement)和运行(Operate)。它以产品的从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间存在有机联系的方式学习工程。CDIO是由美国麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等四所世界前沿工程大学从2000年起组成的跨国研究组织，在1600多万美元巨额的资助下，经过四年探索研究的成果，他们创立了CDIO工程教育理念并成立了CDIO国际合作组织。CDIO因其与社会需要一致性、具有国际先进性、实践可操作性、全面系统性和普遍适应性等特点而被国际上几十所院校所采纳，其育人成效显著。2006年，汕头大学成为首所加入CDIO国际组织的中国大学，从此，CDIO之风吹进了中国大地，其先进的教育理念引起了中国高等工程教育界的高度关注。经过10年的扩大招生，普通本科院校招进了中国95%的大学生，与早期的大学生相比，他们有着：思维灵活、兴趣广泛，但不能专一；热情高昂、积极参与，但不能持久；做事遇难而退，虎头蛇尾，责任意识不强等特点，加上接受着单一的、知识型的高等工程教育模式培养，使毕业生在能力和素质上与当代经济发展需求不相适应，供需矛盾日益突出，因此，中国高等工程教育模式的改革迫在眉睫。作为工程教育的典型代表，计算机专业工程教育目标是培养IT行业工程师，即培养必须掌握基础技术中深厚的应用知识；善于构思、设计、实现、运作计算机产品或系统的技能；能完成较为复杂的系统工程；能适应现代化开发团队和开发环境的工科毕业生。CDIO不妨是实现这一目标的可探索之道。从2004年起，浙江万里学院计算机专业致力于学生的工程技术能力和素质培养，率先在集中实践性课程中实施“项目化”训练，即在课程中引进具有实际意义的软件工程项目，通过对项目进行构思(需求分析)、设计、开发、运行和维护的全过程，训练学生的综合知识能力、自学能力、组织沟通和协调能力，这与CDIO的教学方法和教育宗旨是完全一致的。近年来，通过学习CDIO国际先进的教育理念，结合学生实际，提出了IPR-CDIO的工程教育思路，其中IPR是指兴趣(Interest)、毅力(Perseverance)和责任(Responsibility)，IPR-CDIO就是将学生探索兴趣、解决问题毅力和社会责任感的培养，融入到项目研发的CDIO过程。通过不同级别的项目设计，激发学生学习兴趣，培养其获取知识(自主学习)、共享知识(团队合作)、运用知识(解决问题)、总结知识(技术创新)和传播知识(沟通交流)的能力与素质，同时训练其职业道德修养和社会责任意识。本文重点讨论的是IPR-CDIO教育环境下的计算机专业课程体系设置，教学方式方法改革及实施效果分析。

2IPR-CDIO教育环境及课程体系设置

工程教育是为了培养具有熟练技术基础和广泛专业能力的工科学生，使其成为未来的行业工程师，工程师角色的核心是在一定的环境下设计和实施问题的解决方案，而环境是理解并学习知识和技能的一整套文化，因此，只有良好的文化氛围才能培育出合格优秀的工程师。以CDIO作为工程师的培养环境，通过多个项目生命周期的完整训练，能够帮助学生进行知识学习和技能培养，而且使其IPR素养得以锻炼。以工程能力培养为核心的计算机专业课程体系设置应该充分体现IPR-CDIO环境教学，如图1所示是计算机专业课程体系鱼骨图，即以三级项目体系为育人环境。其中1级是能体现知识综合与专业能力要求的项目，从专业入门——产生学习兴趣——专业基本技能训练——专业核心能力培养，最终达到创新应用知识的能力和素质；2级为包含课程群和某一方面专业能力要求的项目，一般为某一阶段或某一方向上的综合知识和能力；3级为单一课程级和基本技能的项目。工程教育过程就是通过3级和2级的知识及能力支撑，最终实现1级能力目标的培养过程。该体系是经过了课外的素质拓展实践，课内的集中实习训练，专业课程的教学试点而最终形成的。与传统的课程体系相比，在总学分不变的情况下，每门课程的授课学时减少了30%～35%，用于学生在项目环境中自学与合作研讨，增加了团队设计项目，以提升学生的自主学习能力、团队协作能力及工程项目的驾驭能力。其特点体现在以下几个方面：(1)加强了基础学科和兴趣培养课程，奠定工程知识基础，有利于开展IPR教育体验。(2)强调以课程群为单位组织教学，有利于师资团队建设，也避免了知识重复，递进培养学生专业技能。(3)重视阶段性综合性训练和工程实践课程，逐步培养学生工程意识和实践能力。(4)全程实施CDIO环境教学，通过校企合作，引进师资、项目，使学生在创新意识、项目设计能力、团队合作精神、职业道德修养等方面得到有效训练。基于以上课程体系，针对不同年级的学生，经过由产品概念设计到工程意识再到综合能力的提升式训练，最终实现学生的IPR素质及CDIO能力的培养目标。图2是IPR-CDIO环境下的分层项目训练体系。

3教学实施研究

3.1营造IPR-CDIO环境，设计课程教学体系

理论讲授学时大大压缩，讨论与研究的学时增添，到底讲什么？讨论什么？怎样讨论？这些现实问题，促进教师们认真学习领会CDIO教育思想，重新梳理课程的性质及作用、教学内容与结构、教学方式方法、考核评价形式等，创设IPR-CDIO教学环境，自然形成教学团队，并在整个教学过程中联系紧密，达到了CDIO的师师互动教育目标。例如“计算机图形学”课程，学时分配由原来的每周理论和实验各为2个，调整为理论∶讨论∶实验=1∶1∶2的结构。整个课程教学体系随之而变，如图3所示。课程设置了3级项目体系，通过3级知识和合作学习专题及2级基本能力支撑着1级课程教学目标。课程创设的IPR-CDIO教学环境主要是通过两个1级讨论项目：一是以扩展领域知识、激发探索兴趣为目的的“图形技术在某领域的应用综述”；二是贯穿教学全过程，集软件工程、算法理论和编程技能融为一体作品设计，教学过程经历着项目的构思、设计、实现、运行及答辩过程，在IPR-CDIO环境下的训练过程和结果占成绩的70%。结果表明，这种工程环境教学成效凸显，学生的项目设计、知识综合、编程技术、团队合作等能力的提高远远超过传统的教学方式。这种综述与作品设计答辩成为整个课程体系中的一级课题——毕业设计奠定了基础，大多小组的作品扩充为毕业设计题目、获得了各级参赛奖励、软件著作权登记、甚至推动了学生的高质量就业。到目前为止，这种营造IPR-CDIO环境的教学体系设计已在专业教学的20余门课程中推广应用。

3.2教学方法研究

作为国家改革创新实验区，浙江万里学院倡导“自主学习与合作性学习相结合”的教学方法，这与CDIO的“做中学”和“基于项目的教育和学习”的原则同出一辙，目的是调动学生学习的主动性、积极性和创新性。美国著名哲学家、教育学家和心理学家杜威指出：“从做中学是比从听中学更好的学习方法”，“学与做相结合的教育将会取代传授他人学问的被动的教育”。IPR-CDIO环境教学无论在理论课程、实验课程或集中实践课程中，均是从学生的兴趣和能力出发，设计项目目标，将学生分成小组置于“做”的情景之中，为了完成任务，他们必须去做，去学习，去讨论。教师(或工程师)负责解决学生在项目周期的全过程中所出现的典型问题。针对不同性质和级别的课程，IPR-CDIO环境设立的项目内涵可能不一样，小到课程中某一案例分析，大到某一实用系统的综合性设计，有模拟有真实，因此，教学方式方法也不尽相同，但目标是让学生亲自去做，并坚持完成整个项目生命周期，实现专业能力和IPR素养的锻炼与提高。

3.3评价标准探索

教学评价是教学改革的关键。IPR-CDIO环境教学强调以能力和素质作为对学生个体评价的内容，如表1所示。其多元性体现在：①评价主体多方。学生本身、学生组长、教师均参与评价，对于涉及第三方(如用户)的项目，还有第三方参与评价；②评价内容多样。学习态度、参与力度、责任意识，以及对知识理解与掌握、实验技术水平、合作交流能力等综合体现；③评价方式多种。知识测试、作品展示、汇报答辩、调查报告、综述论文等等。实践表明，多元化评价增强了学生自信心，也促进其不断反思，修正不足，有利于学生在做人、做事上的健康成长。这种重能力和素质的评价取向，杜绝了在以知识为本位的评价方式中部分学生靠投机取巧取胜的心理现象，学生都会自觉地参与CDIO项目训练过程，并坚持完成小组合作任务，共同体验成功的快乐，促进了后进者不断进步，优秀者更上一层楼。教师在这个过程中，也会与时俱进，不断优化教学设计，改进教学手段与引导方法，提升CDIO的指导水平和能力。