国际创新型工程教育模式在中国的理论与实践

2023-11-28 理论教育版权反馈

【摘要】：（一）制定工程教育教学大纲中国版CDIO教学大纲以现代工程实践的实际为背景环境，是在对工程教育的主要利益相关者进行系统调研、科学建构的基础上产生的，具有合理的目标来源。工程教育应该根据各地各校的具体情况多样化发展，不应该让任何一种培养模式在一个省乃至一个国家占主导地位。因此，有必要在成功实施CDIO工程教育模式的基础上总结提炼创新人才培养工程教育标准。

（一）制定工程教育教学大纲中国版

CDIO教学大纲以现代工程实践的实际为背景环境，是在对工程教育的主要利益相关者进行系统调研、科学建构的基础上产生的，具有合理的目标来源。CDIO教学大纲的产生基于培养能领导新产品、新过程、新系统的开发与运行的工程师，大纲的条文契合目前的研究与实践对创新能力及其培养的广泛认识。大纲完整涵盖了联合国教科文组织关于教育的四大支柱，满足世界主流工程教育认证体系、工程教育社团和工业界对工程师培养的要求，是一个完整的工程教育培养目标体系。大纲将高层目标进行系统的分解，使得这些高层目标能够落实到具体的教学培养环节中，并且能够得到有效的观察。大纲的详细性使其能够很好地实现教育培养目标的功能性，即能够完成目标的导向、选择、调控、激励和评价等各项功能。因此，CDIO教学大纲是一个优秀的创新能力培养目标体系，可以作为广泛的工程教育领域创新能力培养的目标体系。

然而，中国具有与美国等发达国家不同的社会制度，处在不同的工业发展阶段，不具有不同的工业实践环境和不同的普通和高等教育环境。因此需要在CDIO教学大纲中根据中国的具体环境进行修订。

（二）工程能力评估方法研究与评估标准的制定

要从教学中心的考试观向学习中心的考试观转移。学习中心的考试观要求考评的内容、手段和方法与学习的目标相一致，以考试作为指导学生学习的方向和手段；需要一整套理论、方法、手段和实践研究的支持。CDIO对学生学习的评估方法总结了已有的以学习为中心的评估的研究和实践，有比较完整的体系，可以作为早期实践的指引。汕头大学工学院的实践取得了一些成果，但总的来看还属于较低层次的实践探索。有必要通过严格、系统的理论和实践研究建立比较完善、有强大的研究与实践背景支持的学生考核系统，促进学生综合素质的整体提高。

（三）课程体系整合研究

课程体系整合研究，包括学科课程的整合、学科课程与专业课程的整合以及学科课程与实习实践的结合，实施与评估方法体系研究。

国内外课程研究对于高等学校课程编者的过程、课程内容的确定、课程的结构化及其优缺点有较为一致的观点。然而，几乎所有理论研究都偏向于对“应该如何”进行描述，对具体工作的“怎样实施”缺乏指导。CDIO教学大纲首次对工程能力作了极为详尽的分解和表述，此表述将课程设计理论思想得以落实到课程设计的实践上。一体化课程计划是CDIO一体化教学思想的重要基础。详尽的能力目标的表述使得一体化课程计划的编制得以实现。汕头大学工学院对教学项目的三级分类体系和鱼骨课程结构清晰地表达了专业课程体系的内在关系，在实践上具有生命力，得到工程专业课程体系编制者的广泛认同和模仿。

然而，这个实践还没有涉及课程计划内学科课程拥挤的问题。长期的理论化倾向和学科发展的深入，使得一个专业所需要学的课程越来越多。学科课程拥挤妨碍了专业课程体系的建立和发展，不能切实解决专业培养的理论化倾向。况且，过多的课程必然降低课程和学习者的学习深度。我们认为，以数量充质量的课程体系也是阻碍学生思维能力和创新能力发展的一个重要因素。因此，课程体系的整合将是决定工程教育改革成功、教学质量飞跃提高的一个非常重要的工作。然而，成功的整合和精简的课程体系在很大程度上依赖于教学理念和教学方法的改变和提高。因此，课程体系的整合与精简应该与教学理念和教学方法的实践研究以相互依赖、相互支持的方式统筹发展、共同进步。

（四）以能力素质为目标的学术性工程教育研究(www.chuimin.cn)

任何一个教学过程都必然对学生产生两个方面的影响，即明确预设的教学目标的实现（显性课程）与对学生知识、能力和素质的潜在影响（隐性课程）。一体化教学思想是通过将一部分隐性课程目标显性化以帮助提高隐性课程的效率，追求最大教育迁移。创新能力是一个人综合素质的一种体现。按照整合思维对个人知识体系的模型，个人在面临一个问题时的态度是决定他如何解决此问题的关键，而他所采用的工具会对他解决问题的结果造成影响，解决一个问题所取得的经验会反过来强化他面临其他问题时所持的态度、使用工具的能力和更大经验的获得。因此，为了提高学生的创新能力就需要设计问题让学生解决，培养他们面对问题的态度、提供适当的工具和支持从而取得相应的创新经验。通过一定数量的问题解决过程使学生养成良好的创新习惯或素质。将隐性课程显性化需要细化的教学目标体系的指引，CDIO教学大纲提供了一个很好的范例。

我国高等教育采用的教学方法总体上仍然非常单一，教学方法需要多样化。教学方法的改革需要教师和学生教学观念的更新，同时还需要进行广泛的教学方法改革和模式的提炼与总结推广。结合学习科学研究成果和教学大纲要求的目标，可设立广泛（上百个）的小型、深度教学方法学术性研究项目，争取在10%～20%的优秀项目中产生具有普遍与创新意义、经过严谨的科学研究的方法验证的新型教学方法，并得到广泛交流与推广。

（五）创新人才培养工程教育标准

参考《美国国家科学教育标准》，研究制定独立于教学模式、具有一般指导意义的创新型工程人才培养课程标准、内容标准、教学标准、考核标准和教师标准等。工程教育应该根据各地各校的具体情况多样化发展，不应该让任何一种培养模式在一个省乃至一个国家占主导地位。然而，一个成功的培养模式背后所包含的基本思想应该推广出去，作为指导建立新培养模式的基础。因此，有必要在成功实施CDIO工程教育模式的基础上总结提炼创新人才培养工程教育标准。

（六）基于创新人才能力培养的学习环境研究

学生在校学习，不仅是对知识的汲取，同时还是能力与素质的养成。仅将学校当作知识传授的场所势必妨碍学生应用知识与创新能力的发展，学生学习知识仅仅是为了考试的准备而不能解决实际问题。在无背景的情况下求得的知识经常是惰性的和不具实践作用的。知识是基于社会情境的一种活动，而不是一个抽象具体的对象。知识是个体与环境交互过程中构建的一种交互状态，不是事实；知识是一种人类协调一系列行为，去适应动态变化发展的环境的能力。学校不仅要给学生提供学习知识的环节，还需要给学生创造实践和交流的环境，促进他们知识的构建和能力的提高。因此，教育不仅包括提供学习和实践的场所和时间，还包括对相互学习与交流的支持和安排。

（七）基于人才培养与评估目标的调查研究

问卷调查是社会科学量化研究的重要手段之一，问卷设计是问卷调查的基础。本项目分别对校友、在校生和企业工程师进行了问卷调查，但调查都不成功，无法从调查结果中提取有意义的量化信息。这种失败的根源在于没有一个经过科学设计的调查量表和调查问卷。量化研究是工程教育改革与持续改进的一个重要工具，调查问卷是这个工具的核心技术。因此，需要设立专项研究设计一个科学的量表和与之相配合的调查问卷。

进行工程教育改革，构建创新型工程教育模式需要工程教育的专业人才。我们建议制订计划，通过一定的周期，在全国造就一批国家级工程教育专家、成百上千名在工程教育改革和教学方法研究方面有所建树的专业教师，同时抓紧培养几百名对教育实践与教学改革目标具有实践经验的教育学博士和硕士研究生。

国际创新型工程教育模式在中国的理论与实践

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