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一体化培养成模式 成就卓越工程师教育培养

一体化培养成模式 成就卓越工程师教育培养. 陆小华 2011 年 11 月 20 日. 报告内容. 1. 汕头大学 CDIO 工程教育改革. 2. 一体化培养模式. 3. 汕头大学卓越工程师教育培养计划. 4. 一体化培养模式在全校的应用. 一、汕头大学 CDIO 工程教育改革. 1981 国务院 批准成立. 汕头大学基本情况. 汕头大学是中国高等教育改革的试验田. … 更开放一些 …. 进步和变化很大，我很高兴. 关心汕头大学的建设. 支持汕头大学教育改革. 2010. 1986. 1995. 2006. 2008.

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一体化培养成模式 成就卓越工程师教育培养

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  1. 一体化培养成模式 成就卓越工程师教育培养 陆小华 2011年11月20日

  2. 报告内容 1 汕头大学CDIO工程教育改革 2 一体化培养模式 3 汕头大学卓越工程师教育培养计划 4 一体化培养模式在全校的应用

  3. 一、汕头大学CDIO工程教育改革

  4. 1981 国务院 批准成立 汕头大学基本情况 汕头大学是中国高等教育改革的试验田 …更开放一些… 进步和变化很大，我很高兴 关心汕头大学的建设 支持汕头大学教育改革 2010 1986 1995 2006 2008

  5. 汕大基本数字资料 更新日期：2011年5月25日 • 国家重点学科1个 • 广东省高校重点学科4个 • 教育部特色专业4个 • 广东省名牌专业4个 • 博士后科研流动站2个 • 省部级重点实验室5个 • 教育部人才培养模式创新实验区2个 • 占地面积2,106.10亩, • 建筑面积44.8478万平方米 • 现有图书134.93万册；数字资源量达14,970GB，其中电子图书5,367GB。 • 医学院有5所附属医院，约2,722张病床，其中第一附属医院荣膺“全国百佳医院”和“三级甲等”医院 • 在校全日制学生9,310人（含博士、硕士、本科生） • 毕业生55,173人 • 教职工1,471人,专任教师656人，海外工作和学习经历的教师（229人）占学校专任教师总数35％； • 专业学院10个：文、理、工、医、法、商、艺术设计、新闻传播、研究生和成人教育 • 住宿制学院 1个 • 本科专业32个 • 博士点:一级学科1个；二级学科25个 • 硕士点：一级学科10个；二级学科 85个

  6. 我对汕大的支持将超越生命的极限 — 李嘉诚 54亿 至2011已捐约40亿 协助引进 优质海外 教育资源 帮助汕大 营造优质 育人环境 给予汕大 强大资金支持

  7. 以优质管理成就学术自由 更高层面的改革提升 深化 汕头大学发展历程 …… 整合思维计划，推进全人教育 广东省教育综合改革试点 一级学科博士点 2011 改革 领军人才计划 2008 行政改革 中国高校Nature/Science 论文排行第八名 2010 全球招聘计划：院长及师资 2007 住宿学院制度 2006 本科教学评估优秀 国际化培养：传媒学生采访美国大学实践活动；…… 2009 年薪制度改革 2008 2005 ISO质量/环境认证 CDIO工程教育改革 2002 首获博士点 建设 广东省“211工程” 学分制-英语提升-PBL 2001 1998 1996年汕大“211工程”预审，袁贵仁部长任专家组成员，到校考察 阳光财务及预算制 1997 筹办 1990 正式落成 1987 首获硕士点 校董会成立 1993 1986 获准一本招生 1991 1983 全国八所重点院校支援汕大师资 本科招生 1981 创校

  8. 汕头大学CDIO工程教育改革 CDIO • 2005年开始、EIP-CDIO强调道德、诚信和工程从业能力的培养 • 教育部CDIO工程教育模式研究与实践课题组组长单位，CDIO试点工作组组长单位 • 2006级开始在工学院所有五个专业实施 • 2010年首届学生毕业 • 总结一体化培养方法并应用于全校教学改革 • 2010年加入首批“卓越计划”，一体化教育作为“卓越计划”的基础

  9. 工程教育存在的问题 CDIO • 定位不清晰 • 目标不明确 • 教学理念落后 • 教学方法单一 • 实践教学脱离工程实际 • 教师队伍工程背景欠缺 • --毕业生不能满足社会和工业界的要求

  10. 什么是CDIO? CDIO 构思（Conceive）-设计（Design）- 实施（Implement）-运行（Operate） • 这是现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程 • CDIO工程教育理念就是要以此全过程为载体培养学生的工程能力，此能力不仅包括学科知识，而且包括学生的终身学习能力、团队交流能力和在企业和社会环境下的构思-设计-实施-运行能力

  11. 教育的根本问题 CDIO 培养什么人 • 学生毕业后，他们应该具有什么样的知识、能力和态度？ 如何培养人 • 如何教育才能确保学生更好的学到这些知识、能力和态度？ WHAT? HOW？

  12. 基础知识的理解 设计与制造过程的理解 具有多学科系统观点 具有很强的交流能力 具有高的道德标准 理解如何构思－设计 －实施 －运行 创造复杂、高附加值 的工程系统 置身于现代团队协作 的工程环境中 What? CDIO 培养学生能： 工科毕业生所需的品质：

  13. What？ CDIO • 现代工程师所从事的工作就是服务于现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程 • 在这个服务过程中他们不仅需要学科知识，而且包括学生的终身学习能力、团队交流能力和和在企业和社会环境下的构思-设计-实施-运行能力 采用CDIO作为工程教育的背景环境

  14. CDIO What？ 现代工程师总是在领导或具体从事产品、过程或系统的构思、设计、实现和运行中的某个环节或全部过程

  15. How? CDIO • 大部分人的学习都是从具体到抽象，例如：从操作机器到理解概念 • 刚踏进大学的学生缺乏建造和修理的经验（动手能力） • 设计-实现活动等各种形式的体验式学习为学生建立认知框架，学生需要具有这种认知框架才能对基本理论有更深的理解 • 这样的学习方式对学习产品、过程和系统的构建能力，对加深技术知识的理解具有双重的作用

  16. CDIO的基本内容 CDIO • 1个愿景（vision或定位） • 1个大纲 – 对 学生4个层面的能力要求（培养什么人或目标） • 12条标准 –为是否实践CDIO教学理念的判定标准，对培养计划、课程结构、教学方法、教学评估和学生考核等方面进行指导（如何培养人）

  17. CDIO的愿景（vision） CDIO 为学生提供一种强调工程基础、建立在真实世界的产品和系统的构思-设计-实现-运行过程的环境基础上的工程教育，培养学生成能够： • 掌握深厚的技术基础知识； • 领导新产品和新系统的开发和运行； • 理解技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响

  18. CDIO教学大纲（what） CDIO CDIO大纲的四个方面与UNESCO面向21世界教育的4大支柱相对应： • 构思－设计－实现－运行（CDIO）learn to do • 复杂的工程系统（技术） learn to know • 基于工程环境的现代团队（团队） learn to live together • 和有成熟思维的个体（个人） learn to be

  19. CDIO教学大纲 CDIO CDIO大纲的主要工程认证要求一致： • ABET EC2000的11条认证标准3a-3k • 加拿大CEAB工程教育12条认证标准3.1.1-3.1.12 • 英国UK-SPEC • 欧洲EUR-ACE • 欧洲都柏林标准（Dublin Descriptors） • 瑞典工程教育标准（Swedish Ordinance）

  20. CDIO的标准（how） 围绕实现培养目标的教学改革与持续改进 - 一体化教育

  21. 二、一体化培养模式

  22. 教育的 根本问题 培养什么人 怎样培养人 • 课程体系 • 教学方法 • 学习方法 • 考核方法 • 环境与资源 • … • 社会需求 • 基本定位 • 特色 • 培养标准 • … 持续改进 采用一体化培养模式

  23. 内涵 03 02 01 课程体系、 教学方法、 学习方法、 考核方式和 持续改进的 一体化设计 • 知识、能力和素质培养的一体化实现 • 培养目标、培养理念 与课程体系 的一体化设计

  24. 目标 Goals 专业培养标准 Syllabus 教学计划 Curriculum 教学方法 Teaching & Learning Methods 主动学习和实践的教学方法 课程体系 分解和细化 学校标准 知识、能力、素质 的具体要求 基于项目的学习 培养目标 学生特质培养 课程群模块 基于问题的学习 探究式学习 企业学习 研究性教学 学习结果 知识、能力、素质 案例教学 企业学习 课程 课程1 课程2 …… 教学大纲 学习结果 知识 √ 能力 √ √ 素质 √ 培养标准/课程学习结果 （Learning Outcome）实现矩阵 …… 基本构架

  25. 培养目标 一定时代国家对工程师 这一职业的普适性要求 国家通用标准 一个行业对本行业 入职工程师的起码要求 行业标准 以本校本专业基本定位和培养特色为基础，满足国家通用标准和行业标准而制定的本专业毕业要求，是具体的实施标准。 学校标准

  26. 培养目标的分解与细化 • 培养目标需要细化到可落实、可观测的程度 例：目标：培养学生分析问题与解决问题的能力 • 工程推理和解决问题的能力包括： • 发现问题和系统表述问题 • 评估数据和问题表像，建立假设、分析偏差源，把握总体目标、 • 分清事情的主次。 • 建模 • 作出估计与定性分析 • 进行带有不确定性的分析 • 提出解决方法和建议

  27. 培养目标的分解与细化 • 培养目标需要细化到可落实、可观测的程度(例)

  28. 培养目标的分解与细化 • 培养目标需要细化到可落实、可观测的程度(例)

  29. 课程体系的一体化设计

  30. 课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计 课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计 一体化课程体系： • 教学计划明确阐明各学科知识间的联系和工程能力与素质培养目标 • 课内外培养环节均包括具体培养目标 • 师生都明确知道这些培养目标要求（引导性）

  31. 课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计 一体化教学方法： • 教学方法适应教学目标的需要 • 教学方法的多样性适应教学目标的多元性 • 需要探索企业学习阶段的教学目标、教学形式、教学方法 • 以教学目标为导向的教学方法开发

  32. 课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计 课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计 一体化学习经验： • 在学习活动和学习过程中整合学科知识、工程能力和素质的培养 • 有工程经历的教师直接参与一体化教学实践 • 产业界和其他利益相关者人员参与筹划一体化学习经验的实现

  33. 课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计 课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计 一体化考核方式： • 采用与培养目标相适应的考核方法 • 重视形成性考核，及时反馈，以培养目标的实现为核心 • 多数教师采用与培养目标相一致的考核方法 • 考核方法建立在实践经验和可靠、有效的数据基础之上

  34. 课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计 课程体系、教学方法、学习方法、考核方式和持续改进的一体化设计 持续改进、科学发展： • 培养模式改革是一个复杂的系统工程，持续改进符合科学发展的要求 • 明确、可评估的目标体系是持续改进的基本要求 • 合理的评估标准和严格的评估制度是持续改进的保障 • 课程体系的整合，教学方法、学习方法的改革与创新和师生观念的改变相互作用、相互制约，是持续改进机制的关键因素

  35. 三、汕头大学卓越工程师教育培养计划

  36. 卓越工程师教育培养计划 • 2010年6月启动 • 根据《国家中长期教育改革法阵规划纲要（2010-2020年）》的安排实施 • 实施期限2010-2020，计划工科10%本科生、50%研究生参加 • 必须有企业培养阶段本科3+1,硕士1+1 37

  37. 2010年6月第一批61所学校加入卓越计划 • 2010年12月19日、22日在北京中苑宾馆举办第二批申报学校研讨会 • 2011年5月19-20日在北京交大红果园宾馆讨论编制典型案例 • 同济大学土木工程本科、硕士 • 华南理工大学电气工程及及其自动化本科、硕士 • 西南交通大学自动化本科、硕士 • 西安电子科技大学电子信息与通信工程本科、硕士 • 北京石油化工学院化学工程与工艺本科 • 汕头大学机械设计制造及其自动化本科 • 2011年6月2-3日高教司、研究生司在天津召开省级区域实施卓越工程师教育培养计划工作交流会 38

  38. 总体思路： 在总结我国工程教育历史成就和借鉴先进国家成功经验的基础上，以走中国特色新型工业化道路为契机，以行业企业需求为导向，以工程实际为背景，以工程技术为主线，通过密切高校和行业企业的合作、制定人才培养标准、改革人才培养模式、建设高水平工程教育师资队伍、扩大对外开放，着力提升学生的工程素养，着力培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力。 39

  39. 特点： • 企业培养阶段强制性要求 • 通过标准体系规范培养结果：给培养模式创新留下足够的空间 问题： • 培养标准怎样在培养模式、培养过程中落实？ • 如何创新培养模式？ • 企业培养阶段学生干什么？ 40

  40. 卓越计划方案编制需要体现（卓越计划的重点任务）：卓越计划方案编制需要体现（卓越计划的重点任务）： • 标准体系 • 培养模式改革 • 教师队伍建设 • 校企合作 • 国际化 基于CDIO工程教育模式的一体化培养 41

  41. 制定专业培养目标 面向国家未来工程人才的需求，培养能够在复杂技术环境中，具有良好的人文科学素养、社会责任感和工程职业道德，能够应用与本专业相关的科学、数学、工程科学基础知识，在团队中保持高效、创新所必需素质的机械类工程型人才。 工程设计是工程实践的精髓所在 以项目设计为导向的培养模式

  42. 制定专业特色的培养标准 将上述对机械类专业的学生在毕业时的“学习产出”期待进行细化和分解，在对工程教育各利益相关者集团进行深入调研的基础上，制定出集知识、能力和态度为一体的具体详细的“学习产出”目标集合，即专业培养标准。 机电 专业培养标准

  43. 为实现以上培养大纲要求所需要的培养环节，包括：为实现以上培养大纲要求所需要的培养环节，包括： -基础课程 -专业课程 -专业选修课程 -通识课 -各类综合应用项目 -实习环节 -课外科技活动 -校内外的各种活动等； • 以上各个培养环节在整个专业培养标准 中对学生能力培养中所起到的贡献、各 环节之间的联系等要素。

  44. 体现一体性，包括： -培养目标 -培养理念 -课程体系 -教学方法 -考核方式 -持续改进 • 体现整合性，包括： -知识-能力-态度的综合 -课程整合 -实践环节整合 • 以项目设计为导向，包括： -一级项目 -二级项目 -三级项目 • 工程实践平台，包括： -学校工程实践平台建设； -企业工程实践平台建设等；

  45. 一级项目 二级项目 三级项目 完整的、有衔接的贯穿于整个本科教学阶段，使学生系统地得到构思、设计、实现、运行的整体训练。 根据课程教学自身需要设立小规模实践项目，通过3级项目的训练使学生加深对课程内容的理解与应用。 包含一组相关核心课程、能力要求，作为1级项目的支撑 专业的培养方案鱼骨架图

  46. 宏观 细观 微观 中观 三、汕头大学EIP-CDIO工程教育改革的特色与实践(续) 深化EIP-CDIO改革路线图（再创新） 将“全面/系统/细化/可测评”的能力大纲(附水准)逐级落实成“规定”动作 MIT课程/项目教学文件编制细目模板 修订目标体系：依据EIP-CDIO大纲二级指标(14条)+美国和我国专业认证标准 + 水准要求(再创新) 修订能力-素质-知识实现矩阵：将目标体系导入能力-知识一体化课程体系， 建立精细化课程档案(CDIO二/三级指标，14-70条) 学习、消化、吸收MIT文档，再创新 建立精细化课堂教案(CDIO三/四级指标，70-400条)（关键是教学策略（Teaching Strategy） 对每节课各个环节精心设计、组织和实施。说明何时、用何策略（方法）实现对某种能力/知识的训练，学习兴趣的引导。

  47. 全面/系统/细化/可测评的能力培养大纲的逐级落实案例(三步走之一)全面/系统/细化/可测评的能力培养大纲的逐级落实案例(三步走之一) A中观: 能力-素质-知识实现矩阵（课程名称与能力对接/二级指标 ）

  48. 三、汕头大学EIP-CDIO工程教育改革的特色与实践(续)三、汕头大学EIP-CDIO工程教育改革的特色与实践(续) 全面/系统/细化/可测评的能力培养大纲的逐级落实案例(三步走之二) B细观: 课程档案（课程大纲与能力对接/二、三级指标）以《工程力学》为例

  49. 三、汕头大学EIP-CDIO工程教育改革的特色与实践(续)三、汕头大学EIP-CDIO工程教育改革的特色与实践(续) 全面/系统/细化/可测评的能力培养大纲的逐级落实案例(三步走之三) C微观: 课堂教案（课程内容与能力对接/三、四级指标）以《工程力学》为例

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