1、工程教育专业认证与 CDIO 培养模式探 析 马发顺 尚增振 张坤朋 王景顺 安阳工学院生物与食品工程学院 摘 要： 工程教育专业认证是教育界和工程界广泛认可的国际化的能力和资格确认。 首先, 介绍了我国工程教育专业评估和认证的历程, 阐明了我国工程教育专业认证标 准和理念, 通过工程教育专业认证不仅可以提高学校、 专业的社会声誉, 而且还 可以提升办学实力, 提高教育质量, 指出工程教育专业认证必将是未来较长时 期内我国高等院校积极追求参与的一项事业。其次, 介绍了CDIO培养模式的含 义和人才培养标准, 论述了中国特色的CDIO 培养模式及教学效果。最后, 指 出:CDIO 培养模式有规范
2、的能力培养大纲和标准, 能显著提高人才培养质 量;CDIO培养理念与工程教育专业认证理念相吻合, CDIO的能力培养标准与工程 教育专业认证标准是无缝对接的。CDIO培养模式是顺利通过工程教育专业认证 的最佳途径。 关键词： 工程教育专业认证; CDIO; 培养模式; 教育改革; 应用型本科; 作者简介：马发顺 (1963-) 男, 河南长垣人, 安阳工学院生物与食品工程学院 教授, 主要从事动物医学专业教学和教学改革研究工作。 基金：安阳工学院教育教学改革研究项目 (AGJ2016055) Analysis of Engineering Education Accreditation and
3、 CDIO Training Mode MA Fashun SHANG Zengzhen ZHANG Kunpeng WANG Jingshun Shool of Biotechnology and Food Science, Anyang Institute of Technology; Abstract： Engineering education accreditation is widely recognized by the education sector and the international competence and qualification. First, intr
4、oduces the process of Chinas engineering education professional assessment and certification, and expounded on Chinas engineering education accreditation standards and philosophy, through the engineering education accreditation and professional schools can not only improve the social reputation, but
5、 also can enhance the strength of running a school, to improve the quality of education, points out that engineering education accreditation will be a long career in Colleges and universities in China to actively pursue in the future. Then, it introduces the meaning of the CDIO training mode and the
6、 personnel training standard, and discusses the training mode and teaching effect of CDIO with Chinese characteristics. Finally it points out that the CDIO training model specification ability syllabus and standard, can significantly improve the quality of personnel training; CDIO training concept a
7、nd engineering education professional certification concept match, CDIO ability standard education professional certification standards and engineering is seamless. CDIO training mode is the best way to pass the engineering education accreditation. Keyword： engineering education accreditation; CDIO;
8、 training mode; education reform; applied undergraduate; CDIO培养模式是近年来国际工程教育改革的成果, 具有鲜明的工程教育理念和 具体的培养大纲, 要求以综合的培养方式使学生在各个能力层面上均达到预定 的目标。CDIO还是一个国际合作组织, 世界上几十所著名大学为该组织的成员, 他们均采用CDIO工程教育的理念和教学大纲, 这些学校的毕业生深受社会与企 业欢迎1。 为了充分认识工程教育专业认证的意义, 接受工程教育专业认证的理念, 推动 在应用型本科院校实施 CDIO培养模式并积极投入工程教育专业认证工作, 笔者 对工程教育专业认证和
9、 CDIO培养模式进行探讨, 以供同仁们参考。 1 我国工程教育专业认证源起和发展 1.1华盛顿协议的签署是工程教育专业认证的源头 1989年, 美国、 加拿大和英国等 6个国家的工程专业团体共同发起并签署了 华 盛顿协议 , 其目的在于通过对工程教育本科专业标准化认证, 提高高等工程教 育质量, 实现工程师资格的国际互认;确认由签约成员认证的工程本科学历的毕 业生均应被其他签约成员视为已获得从事初级工程工作的学术资格。随着华盛 顿协议的影响力不断扩大, 世界上多个国家的工程团体也纷纷加入了该协议, 截至2013 年, 该协议的正式成员和预备成员增加到 22个, 2013年 6月我国成 为 华
10、盛顿协议 的预备会员。 2014年初我国提交转正申请, 于2016 年6月, 在 吉隆坡召开的国际工程联盟大会上全票通过了我国的转正申请, 我国成为 华盛 顿协议的第18个正式成员。华盛顿协议是国际上公认的专业化程度最高、 最具权威性的高等工程教育专业互认协议2。 1.2 我国工程教育专业评估和认证简历 我国的高等工程教育专业评估和认证工作起自 20世纪80年代。1986 年11月我 国高等工程教育评估考察团对发达国家访问调研, 系统学习了国外高等工程教 育评估的制度、程序、标准和政策。1992年原建设部首先制定了建筑学专业评 估制度, 并成立了“全国高等学校建筑工程专业教育评估委员会”, 随
11、后陆续 开展了相关本科专业评估工作。2006年5月我国成立了“全国工程教育专业认 证专家委员会”, 正式开展高校工程教育专业认证试点。2007年12 月成立了 “全国工程教育专业认证监督与仲裁委员会”, 具体负责对专业认证政策、 程序 和结果的监督与抽查。2012年 1月正式成立“中国工程教育认证协会”, 取代 了“全国工程教育专业认证专家委员会”, 全面负责工程教育认证工作。2013 年6月我国工程教育专业认证工作被华盛顿协议认可2。 2 工程教育专业认证的标准 2.1华盛顿协议中对毕业生素质要求的表述 在华盛顿协议中, 有对教育质量的明确定义和毕业生的素质要求, 其中毕业 生的素质要求概括
12、为 12条: (1) 工程知识; (2) 问题分析; (3) 设计、开发解 决方案; (4) 调研; (5) 现代工具的应用; (6) 工程师与社会; (7) 环境与可持 续发展; (8) 道德操守; (9) 个人与团体工作; (10) 沟通交流; (11) 项目管理 与财务; (12) 终身学习。其中每一条均有详细的解释说明。 2.2 ABET 通用标准中对学生培养结果的表述 美国工程与技术认证委员会 (ABET) 制订的认证标准, 包括学生、专业培养目 标、学生培养结果、持续改进、课程体系、教师、设施和学校的支持 8个方面。 通用标准中既强调了课程目标和学习结果, 又规定了毕业生能力, 而
13、把学习结 果的持续改进作为核心内容。其中对学生培养结果的具体表述是: (1) 数学、自 然科学和工程学知识的应用能力; (2) 制订实验方案、进行实验、分析和解释数 据的能力; (3) 根据需要, 设计一个系统、一个部件或一个过程的能力; (4) 在多学科工作集体中发挥作用的能力; (5) 对于工程问题进行识别、建立方程, 以 及求解的能力; (6) 对职业和伦理责任的认知; (7) 有效的人际交流能力; (8) 宽厚的教育根基, 足以认识工程对于世界和社会的影响; (9) 对终身学习的正 确认识和学习能力; (10) 有关当代问题的知识; (11) 在工程实践中运用各种技 术、技能和现代工程
14、工具的能力。 2.3 我国工程教育专业认证标准 在保证我国高等工程教育专业认证具有国际实质等效的前提下, 中国工程教育 认证协会制订了中国工程教育认证通用标准。从学生、培养目标、毕业要求、持 续改进、课程体系、师资队伍和支持条件 7 个方面与国际标准相接轨。而在每一 个方面均有直接涉及学习结果的条款。其中毕业要求列出了素养、知识和能力 12条具体要求: (1) 工程知识; (2) 问题分析; (3) 设计/开发解决方案; (4) 研究; (5) 使用现代工具; (6) 工程与社会; (7) 环境和可持续发展; (8) 职业 规范; (9) 个人和团队; (10) 沟通; (11) 项目管理;
15、(12) 终身学习3。 3 工程教育专业认证的理念和意义 3.1 工程教育专业认证的理念 “以学生为中心、目标导向和持续改进”是工程教育认证的基本理念3。“以 学生为中心”体现了学生是教学活动的主体, 在教师指导下学生通过自己的努 力获取理论知识并掌握特定的技能。 这一理念与当前应用型本科院校所倡导的模 块化教学法高度吻合4。“目标导向”就是把培养目标和毕业要求作为人才培 养的总航标开展全部的教学活动。 在模块化教学课程体系构建时, 首先要通过对 就业岗位所要求的专业能力进行分析, 然后把专业能力分解为能力要素, 再将 与之对应的课程 (或知识点) 组装成教学模块, 最后形成以能力培养为导向的
16、 模块化课程体系4。可见, 模块化教学法也充分贯彻了目标导向理念。“持续 改进”强调了教学单位对教学活动的持续监控和评估, 以有效的机制不断改进 教学中的问题, 提高教学效果。 贯彻持续改进的理念还可根据经济社会发展的需 求不断调整培养目标, 修订人才培养方案, 使毕业生能够更好地面向地方经济 社会发展需要。 3.2 工程教育专业认证的意义 高等工程教育专业认证是教育界和工程界广泛认可的国际化的能力和资格确认, 是对高等工程技术专业质量必须达到某一标准的合格性评价, 其本质是保证高 等工程教育质量的一种方法和手段2。随着经济社会发展的全球化趋势, 高校 有对专业建设进行整体的、综合的审视与改革
17、的要求, 希望有统一的建设目标, 有统一的规范标准, 有全体教师的参与, 并能够持续发展等3。认证的目的是 为了推动专业建设的不断改进, 所以在未来较长时期内, 工程教育专业认证必 将成为我国高等院校积极追求和参与的一项事业, 是高教领域的一个大趋势。 通 过专业认证不仅可以提高学校和专业的知名度, 增强学校招生和毕业生就业方 面的优势, 扩大在行业及社会上的影响, 而且通过学校内部的自查自评, 可使教学组织更加规范, 教学管理体系更加完整, 教学信息采集更加及时全面, 教 学质量保障体系更加有效。认证是不断发现问题、持续改进、提升教学质量的过 程, 具有先进的理念作指引, 具有操作的系统性和
18、科学性, 对教学质量的提高 具有直接的指导意义。 通过认证可提升办学水平, 在使学生获得各种专业知识和 能力的同时, 还为毕业生创造了更多的就业机会。 4 工程教育的CDIO培养模式 4.1 CDIO 培养模式简介 CDIO是构思 (Conceive) 、设计 (Design) 、实现 (Implement) 、运行 (Operate) 的缩写。 它是以产品的研发到运行的整个生命周期为载体, 建立有机 联系并相互支撑的一体化课程体系, 让学生以主动的、 实践的方式学习工程, 培 养学生的四大工程能力, 即:个人的工程科学和技术知识, 学生的终身学习能力, 团队交流能力, 社会企业环境下产品、过
19、程和系统的建造能力。CDIO 能力培养 大纲和12条标准是实施 CDIO教育的两个重要文件5。CDIO能力培养大纲是目 前在工程教育目标上最详细的表述, 其培养总目标是要培养具有更好的技术基 础知识, 能领导创新开发与运行并且具有社会与历史责任感的工程师。 把现代工 程师所需具备的知识、工程实践能力和素质分解整理成 CDIO教学大纲, 这个大 纲细化到了能够在具体培养环节直接观察到学生的表现行为并可以对学生学习 效果进行评估的程度5。 4.2 CDIO 人才培养标准 在如何培养人方面, CDIO 通过12条标准指引工程教育的实施。这 12 条标准是: (1) 背景环境:以CDIO 为工程教育的
20、背景; (2) 学习效果:经利益攸关方认定的 CDIO能力大纲; (3) 一体化课程计划:学科体系、知识和能力培养一体化; (4) 工程导论:引导学生对工程的兴趣, 并为工程能力培养打下基础; (5) 设计、实 现的经验:将工程实践、理论知识和职业兴趣联结起来; (6) 工程实践场所:一体 化CDIO学习的基本资源, 学生为中心, 社会学习; (7) 一体化学习经验:同时学 习技术基础知识和工程能力的经验; (8) 主动学习:操作、 运用、 分析和判断, 模 仿工程实践进行; (9) 提高教师的工程实践能力; (10) 提高教师的教学能 力:CDIO 要求达到知识和能力双重效果, 教与学都要改
21、变; (11) 学习考核:多元 (知识+能力) 考核项目, 达到多元的培养目标; (12) 专业评估:实施自身的评 估, 确定实施的效果、效率与持续改进。 可见, 12 条标准从基本理念、培养目标、课程体系、工程实践环境、教育能力 和考核与评估等方面指导工程教育的实践。CDIO教学大纲完整地包含工程人才 所需要的知识、 能力和素质要求, 反映了当代工程实践和教育改革实践对工程教 育培养目标的总体要求。CDIO教学大纲要求用一体化的课程体系, 给予学生知 识、能力和素质一体化培养, 通过教、学、考过程让学生取得一体化学习经验。 从内涵来看, CDIO模式是将企业产品生产全过程融合到高校人才培养的
22、全过程, CDIO模式下的教学过程主要包括:教师提出任务目标, 学生对任务目标进行分析并设计实施方案, 将方案转化为产品或系统, 经过不断调试、 修改形成一个产 品或系统6。 4.3 中国特色的 CDIO 培养模式 以学生为中心, 以能力为导向, 突出实践性和创新性, 强调团队协作精神, 是 CDIO培养模式的显著特点。这些特点与我国正在倡导的应用型人才培养计划完 全吻合, 与创新型国家的战略目标完全一致, 也与教育领域中以能力为导向的 教育模式改革方向不谋而合。所以, 当CDIO 引入我国之后, 立即受到各高校的 广泛关注和高度认可, 广大高校结合我国工程教育实际, 并根据自身的教育特 点和
23、优势, 融入自己的教育理念, 于是, 就形成了具有中国特色的多样化的人 才培养模式。 如汕头大学将素质教育与 CDIO 四大能力相结合的EIP-CDIO培养模 式, 石家庄铁路职业技术学院注重校企合作与CDIO有机结合的CEC-CDIO培养模 式, 上海第二工业大学注重知识、技术和社会责任与 CDIO有机结合的 KSR-CDIO 培养模式, 大连东软信息学院突出强调能力指标的 TOPCARES-CDIO培养模式;另 外, 还有张奇等学者提出的注重复合型、创新型和开放型与 CDIO相结合的 CIO-CDIO 培养模式, 刘春等人提出的A-H-CDIO 培养模式等6-7。 4.4 CDIO 培养模
24、式的教学效果 CDIO工程教育模式是培养创新型人才的有效途径。据韩雁等的研究, 在CDIO教 育模式下学生自主学习积极性提高, 学习成绩显著, 学生的责任意识、 团队合作 能力、发现及解决问题能力和交流能力等方面均有明显提高6。在 EIP-CDIO 培养模式下, 学生的知识面得到拓展, 学习兴趣得到激发, 学生的自主学习能 力、 表达能力、 实践应用能力、 人际交往能力和团队协作精神得到培养和锻炼, 并 具备了初步的创新能力和进行应用设计的自信心8。李琳研究指出, 地方高校 可以在CDIO的能力大纲和标准指引下, 根据各专业的定位、课程和人才需求特 点, 制订符合教育规律的培养模式, 这种模式
25、不仅可以在工科类专业中推行, 也可以在其他类专业中比照设计并实施;他还指出 CDIO的培养理念正适应地方 高校应用型本科教育的人才培养要求9。 邓海燕提出了 CDIO视角下高等职业教 育人才培养标准问题, 制定了高等职业教育人才培养标准框架, 这不仅为相关 专业各个教学环节的展开指明了方向, 同时也可以保证高等职业教育人才培养 的规格和质量1。 5 CDIO 培养模式是获得工程教育专业认证的最佳途径 5.1 CDIO 培养理念与工程教育专业认证理念相吻合 CDIO的培养理念是将产品、流程、系统的构思、设计、实现、运作过程作为工 程教育的环境, 强调培养过程中的有效实践, 将工程教育纳入工程实践
26、环境, 在实践中学习基础知识和技术10;通过自身的专业评估, 确定实施的效果和效 率, 并持续改进。在 CDIO的实施过程中, 始终把学生放在教学的中心位置, 在 实践环境下以任务目标作为教学驱动, 让学生通过自觉地积累知识、 查阅资料等 手段, 不断地分析问题、提出解决方案, 最终完成目标任务;在此过程中实现掌握知识、获得实际操作能力的目标。可见, CDIO 的培养理念与工程教育专业认 证的理念是完全吻合的。 5.2 CDIO 大纲和标准与工程教育专业认证标准契合度很高 从CDIO 能力培养大纲及细化的 12条标准来看, 主动学习、设计实现的经验、一 体化学习经验、学习效果与工程教育专业认证
27、通用标准中的学生、培养目标、毕 业要求有高度对应性;一体化课程计划、 工程导论与其课程体系相对应;提高教师 的工程实践能力、提高教师的教学能力与其师资队伍有对应关系;学习考核、专 业评估与其持续改进有对应性;背景环境、工程实践场所与其支持条件相对应。 可见, CDIO 的能力培养标准与工程教育专业认证标准是无缝对接的。 6 小结 工程教育专业认证对于专业建设的内涵式发展具有良好的推进作用, 是提高办 学质量、提升学校和专业知名度, 获得社会和同行认可的有效途径。要使工程教 育专业认证获得成功, CDIO培养模式是一种有效的培养方法。要实行 CDIO培养 模式, 首先应明确培养目标, 制定出专业
28、培养标准, 构建起基于毕业要求的培 养体系, 然后采取以目标为导向的教学方法, 使学生在实践中学习知识, 达到 知识和能力一体化提高。 在教学过程中要注意积累各种材料, 以便在专业认证时 起佐证说明的作用。 在工程教育专业认证时重点考察的内容是, 课程大纲的内容 与实现, 毕业要求的达成度, 教学效果及持续改进情况, 实验实习条件等, 这 也是学校自评时要重点关注的内容。CDIO是一种工程教育培养模式, 工程教育 专业认证是一个过程和手段。CDIO培养模式对于地方高校的应用型本科转型发 展是适用的。为了积极参与工程教育专业认证工作而实施 CDIO培养模式时, 可 借鉴国内其他高校实行 CDIO
29、模式的经验, 结合自身优势和特点, 开创出个性化 的CDIO 培养模式, 这样不仅可以顺利通过工程教育专业认证, 而且可以为地方 经济社会培养出更多更优的应用型、创新型人才, 以实现教育的最终目的。 参考文献 1邓海燕.CDIO视角下高等职业教育人才培养标准研究J.中国市场, 2015 (49) :234-235. 2姚韬, 王红, 佘元冠.我国高等工程教育专业认证问题的探究:基于华盛顿 协议的视角J.大学教育科学, 2014 (4) :28-32. 3吴晓明, 李冬林, 孙金风, 等.2015版中国工程教育认证标准研究J.机械 工业标准化与质量, 2017 (5) :21-24. 4马发顺,
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