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[摘要] CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它包括产品生命周期的整个过程以及在这个周期中所涉及的各个方面，让学生充分发挥主动性和积极性，将学到的理论真正应用到产品研发的实践中去。文章通过对CDIO内容的深入分析，并结合我国工科教育现状，探讨了工科教育中存在的问题以及和CDIO对工科教育的启示，希望能够促进工科教学质量的提高。
[关键词] CDIO 工科教育 能力 启示
CDIO的产生背景
美国工科教育起源于18世纪后半期,没有系统化理论化的课程,授课教师以工程企业的一线工程师为主，极其重视生产实践,以提高学生解决实际问题的能力为主要教育目标，一直到第一次世界大战初期[1]。20世纪下半叶以后,随着第3次和第4次科技革命的相继到来,科学知识越来越多越来越广地被应用于生产实践当中,逐渐形成了现代工程理论体系。工科教育也逐渐从实践训练转向工程科学知识传授,工科教育逐渐和生产实践相互脱离,更加侧重于理论研究。然而,近年来,工业界逐渐认识到由于严重脱离实践,高校工程专业所培养的毕业生难以适应现实工业生产的需要：主要是随着现代的跨国企业式的大工业的发展，工作分工的细化，一个人难以完成所有的任务，这就对工科毕业生提出要有较好的团体协作能力，高效的沟通和交流能力以及跨学科的知识。为弥合高校教育与工业生产之间的裂痕，美国工程技术认证委员会在充分调研的基础上,对工科专业毕业生人才培养目标作出了大规模调整。高校工科教育必须主动调整人才培养模式,以满足工业生产领域的需求, CDIO工科教育模式就是在这种情况下应运而生的[2]。因此, CDIO工科教育模式一个显著的特征,就是实现了高校教育与工程实践关系的重构——在继续加强基础理论学习的基础上,向关注生产实践回归[3]。但是CDIO模式不是简单的回归，虽然强调了实践，但是在理论方面的要求不但没有降低，而且对某些方面的要求更高，在实践方面，更是将工程实践能力的内容进行充实、细化和发展，提倡在实践中学习理论，在实践中深化理论认识。
CDIO的基本内容
1.12条标准。CDIO所规定的12条标准是实施工科教育模式必须严格遵守的，因为这些标准确保了CDIO教育模式的最高标准，并且最终考核也是根据这些标准来制订的，其中标准1、2、3、5、7、9、11是这12条标准中比较关键的，可以自成体系，并可以相对独立实施的[4]。12条标准实际上是说明了实施CDIO的各个环节之间的关系，如下图所示，首先，以一体化教学计划和主动学习为两条主线，在他们之间有3个结合点：工程实践场所、综合性学习经验和学习目标；它们的最终目的就是专业评估，最后将评估结果返回的主动学习和一体化教学计划中去。另外还有一条副线，就是教师通过专业评估，提高专业能力，提高教学能力，并实际反映到实际教学当中去。
图1 CDIO 12条标准关系图
2.能力大纲。CDIO的能力大纲建立在对人才培养目标（12条标准）综合分析的基础之上，主要包括4个方面的内容，第一方面是技术知识和推理能力，主要指理工科理论知识和数学逻辑思维及推理，是必需的理论基础。第二方面是个人职业技能和职业道德，即成熟工程师必备的基本素质和要求，涉及到解决工程问题所需要的思想、方法、手段、顺序、态度和职业操守等各个方面。第三方面主要指的是交流与合作，因为现代的大工程和以前工程的概念不一样，往往需要许多跨学科、跨专业的专业人士共同合作完成，因此，合作与交流是现代工程师必不可少的能力。第四方面是CDIO的核心，只有前面三个都具备了以后，才能执行和实施，主要指的是企业和社会的构思、设计、实施和运行(CDIO)系统，其要求充分体现了CDIO的实质要求。
CDIO能力大纲主要对学生的能力提出了具体的要求，首先是成为工程师所具备的职业技能；其次，学生具备严谨的推理能力，必须掌握适当的技术知识和手段等；再次，学生还必须掌握一定的人际交往技巧和沟通协作能力；最后，为了能够真正做到创建和运行产品/系统，学生还必须具备在经济效益和社会责任两个方面进行构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行(Operate)产品/系统的能力[5]。
CDIO模式对我国工科教育模式的启示
当前，我国本科应用型人才培养过程中存在的诸多问题与20世纪末美国工科教育领域存在的问题极其相似。主要表现为：人才培养观念滞后，高校教育与社会需求严重脱节；课程设计重“学”轻“术”，毕业生缺乏将科研成果转化为现实产品的能力；学生缺乏必要的团队合作意识和沟通协调能力等。CDIO大纲的提出，基本解决了工科教育中存在的主要问题，对我国工科教育有很大的启示。
1.人才培养方案的设计应当以工程能力培养为核心
CDIO大纲提出，工科教育是培养工程师的，而工程师的核心能力就是工程能力，而工程能力在CDIO能力大纲里面有明确诠释。所以，培养计划应是以培养学生的工程能力为核心的，培养计划的内容应该能涵盖CDIO能力大纲的4个一级标题、17个二级标题、70个三家标题的所有内容，针对每种能力，都有相应的内容。同时，CDIO是全新的大纲，各个国家、学校要根据自身的实际情况制订相应的教学计划，而不是照抄外国或外校的经验；另外，在CDIO模式下实施的教学计划，应根据最终专业评估进行调整，因为市场对毕业生能力的需求不是一成不变的。
2.对教师的要求提升到工程层次
要培养出具有现代工程意识和能力的工程师，首先就需要具有工程意识和工程能力的教师去指导学生的学习。但是目前国内高校教师普遍存在这样的问题，一般是都是本科、硕士、博士乃至博士后，然后到学校当教师，普遍存在理论水平高，实践水平低的现象。要解决这个问题，用三种方法：一是“请进来”，请大型国企或跨国企业里面那些具有丰富实践经验的工程师和高级工程师到高校指导学生实践；二是“走出去”，就是派遣缺乏工程实践的教师定期到国企和跨国企业里面进行一定时间的见习，提高工程意识和工程能力，更好地为学生服务。
结 语
总之， CDIO教育模式是先进的教育理念，是解决当前工科教育中问题的指导性文件，是一个资源开放、兼容性强、包容性广的教育改革纲领，任何一个引进CDIO 教育模式的工科专业，必须根据各自专业不同的特点，重新修订或设计教学大纲，才能有效地实施CDIO教育理念和精神。
参考资料:
[1]林凤,李正.美国高等工科教育的历史沿革与发展趋势[J].理工高教研究,2007(5):37～39.
[2]The Need for CDIO [EB/OL].(2008-06-30)[2009-04-13].http://www.cdio.org.
[3]王硕旺,洪成文.CDIO:美国麻省理工学院工科教育的经典模式[J].理工高教研究,2009(9):116～119.
[4]Raymond Lynch, Niall Seery and Seamus Gordon,An Evaluation of CDIO Approach to Engineering Education,http://www.cdio.org.
[5]Edward F.Crawley,The CDIO Syllabus A Statement of goals for Undergraduate Engineering Education:1,4,17,9[EB/OL].(2008-06-30)http://www.cdio.org.
作者單位：西安文理学院机械电子工程系 陕西西安
[关键词] CDIO 工科教育 能力 启示
CDIO的产生背景
美国工科教育起源于18世纪后半期,没有系统化理论化的课程,授课教师以工程企业的一线工程师为主，极其重视生产实践,以提高学生解决实际问题的能力为主要教育目标，一直到第一次世界大战初期[1]。20世纪下半叶以后,随着第3次和第4次科技革命的相继到来,科学知识越来越多越来越广地被应用于生产实践当中,逐渐形成了现代工程理论体系。工科教育也逐渐从实践训练转向工程科学知识传授,工科教育逐渐和生产实践相互脱离,更加侧重于理论研究。然而,近年来,工业界逐渐认识到由于严重脱离实践,高校工程专业所培养的毕业生难以适应现实工业生产的需要：主要是随着现代的跨国企业式的大工业的发展，工作分工的细化，一个人难以完成所有的任务，这就对工科毕业生提出要有较好的团体协作能力，高效的沟通和交流能力以及跨学科的知识。为弥合高校教育与工业生产之间的裂痕，美国工程技术认证委员会在充分调研的基础上,对工科专业毕业生人才培养目标作出了大规模调整。高校工科教育必须主动调整人才培养模式,以满足工业生产领域的需求, CDIO工科教育模式就是在这种情况下应运而生的[2]。因此, CDIO工科教育模式一个显著的特征,就是实现了高校教育与工程实践关系的重构——在继续加强基础理论学习的基础上,向关注生产实践回归[3]。但是CDIO模式不是简单的回归，虽然强调了实践，但是在理论方面的要求不但没有降低，而且对某些方面的要求更高，在实践方面，更是将工程实践能力的内容进行充实、细化和发展，提倡在实践中学习理论，在实践中深化理论认识。
CDIO的基本内容
1.12条标准。CDIO所规定的12条标准是实施工科教育模式必须严格遵守的，因为这些标准确保了CDIO教育模式的最高标准，并且最终考核也是根据这些标准来制订的，其中标准1、2、3、5、7、9、11是这12条标准中比较关键的，可以自成体系，并可以相对独立实施的[4]。12条标准实际上是说明了实施CDIO的各个环节之间的关系，如下图所示，首先，以一体化教学计划和主动学习为两条主线，在他们之间有3个结合点：工程实践场所、综合性学习经验和学习目标；它们的最终目的就是专业评估，最后将评估结果返回的主动学习和一体化教学计划中去。另外还有一条副线，就是教师通过专业评估，提高专业能力，提高教学能力，并实际反映到实际教学当中去。
图1 CDIO 12条标准关系图
2.能力大纲。CDIO的能力大纲建立在对人才培养目标（12条标准）综合分析的基础之上，主要包括4个方面的内容，第一方面是技术知识和推理能力，主要指理工科理论知识和数学逻辑思维及推理，是必需的理论基础。第二方面是个人职业技能和职业道德，即成熟工程师必备的基本素质和要求，涉及到解决工程问题所需要的思想、方法、手段、顺序、态度和职业操守等各个方面。第三方面主要指的是交流与合作，因为现代的大工程和以前工程的概念不一样，往往需要许多跨学科、跨专业的专业人士共同合作完成，因此，合作与交流是现代工程师必不可少的能力。第四方面是CDIO的核心，只有前面三个都具备了以后，才能执行和实施，主要指的是企业和社会的构思、设计、实施和运行(CDIO)系统，其要求充分体现了CDIO的实质要求。
CDIO能力大纲主要对学生的能力提出了具体的要求，首先是成为工程师所具备的职业技能；其次，学生具备严谨的推理能力，必须掌握适当的技术知识和手段等；再次，学生还必须掌握一定的人际交往技巧和沟通协作能力；最后，为了能够真正做到创建和运行产品/系统，学生还必须具备在经济效益和社会责任两个方面进行构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行(Operate)产品/系统的能力[5]。
CDIO模式对我国工科教育模式的启示
当前，我国本科应用型人才培养过程中存在的诸多问题与20世纪末美国工科教育领域存在的问题极其相似。主要表现为：人才培养观念滞后，高校教育与社会需求严重脱节；课程设计重“学”轻“术”，毕业生缺乏将科研成果转化为现实产品的能力；学生缺乏必要的团队合作意识和沟通协调能力等。CDIO大纲的提出，基本解决了工科教育中存在的主要问题，对我国工科教育有很大的启示。
1.人才培养方案的设计应当以工程能力培养为核心
CDIO大纲提出，工科教育是培养工程师的，而工程师的核心能力就是工程能力，而工程能力在CDIO能力大纲里面有明确诠释。所以，培养计划应是以培养学生的工程能力为核心的，培养计划的内容应该能涵盖CDIO能力大纲的4个一级标题、17个二级标题、70个三家标题的所有内容，针对每种能力，都有相应的内容。同时，CDIO是全新的大纲，各个国家、学校要根据自身的实际情况制订相应的教学计划，而不是照抄外国或外校的经验；另外，在CDIO模式下实施的教学计划，应根据最终专业评估进行调整，因为市场对毕业生能力的需求不是一成不变的。
2.对教师的要求提升到工程层次
要培养出具有现代工程意识和能力的工程师，首先就需要具有工程意识和工程能力的教师去指导学生的学习。但是目前国内高校教师普遍存在这样的问题，一般是都是本科、硕士、博士乃至博士后，然后到学校当教师，普遍存在理论水平高，实践水平低的现象。要解决这个问题，用三种方法：一是“请进来”，请大型国企或跨国企业里面那些具有丰富实践经验的工程师和高级工程师到高校指导学生实践；二是“走出去”，就是派遣缺乏工程实践的教师定期到国企和跨国企业里面进行一定时间的见习，提高工程意识和工程能力，更好地为学生服务。
结 语
总之， CDIO教育模式是先进的教育理念，是解决当前工科教育中问题的指导性文件，是一个资源开放、兼容性强、包容性广的教育改革纲领，任何一个引进CDIO 教育模式的工科专业，必须根据各自专业不同的特点，重新修订或设计教学大纲，才能有效地实施CDIO教育理念和精神。
参考资料:
[1]林凤,李正.美国高等工科教育的历史沿革与发展趋势[J].理工高教研究,2007(5):37～39.
[2]The Need for CDIO [EB/OL].(2008-06-30)[2009-04-13].http://www.cdio.org.
[3]王硕旺,洪成文.CDIO:美国麻省理工学院工科教育的经典模式[J].理工高教研究,2009(9):116～119.
[4]Raymond Lynch, Niall Seery and Seamus Gordon,An Evaluation of CDIO Approach to Engineering Education,http://www.cdio.org.
[5]Edward F.Crawley,The CDIO Syllabus A Statement of goals for Undergraduate Engineering Education:1,4,17,9[EB/OL].(2008-06-30)http://www.cdio.org.
作者單位：西安文理学院机械电子工程系 陕西西安