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1、CDIO工程教育及焊接技术与工程专业实施方案探讨,王浪平 闫久春 方洪渊哈尔滨工业大学焊接科学与工程系,内容,CDIO原理焊接技术与工程专业当前工程教育问题CDIO实施方案,1.CDIO原理,从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knut and Alice Wallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的国际合作组织。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
2、动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。,1.1 CDIO简介,CDIO 的理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。瑞典国家高教署2005年采用这12条标准对本国100个工程学位计划进行评估，结果表明，新标准比原标准适应面更宽，更利于提高质量，尤为重要的是新标准为工程教育的系统化发展提供了基础。已有几十所世界著名大学加入了CDIO组织，其机械系
3、和航空航天系全面采用CDIO工程教育理念和教学大纲，取得了良好效果，按CDIO模式培养的学生深受社会与企业欢迎。,1.2 CDIO 12条标准,标准1 以CDIO 为基本环境 学校使命和专业目标在什么程度上反映了CDIO的理念,即把产品、过程或系统的构思、设计、实施和运行作为工程教育的环境?技术知识和能力的教学实践在多大程度上以产品、过程或系统的生产周期作为工程教育的框架或环境?标准2 学习目标 从具体学习成果看,基本个人能力、人际能力和对产品、过程和系统的构建能力在多大程度上满足专业目标并经过专业利益相关者的检验?专业利益相关者是怎样参与学生必需达到的各种能力和水平标准的制定的?标准3 一体
4、化教学计划 个人能力、人际能力和对产品、过程和系统的构建能力是如何反映在培养计划中的?培养计划的设计在什么程度上做到了各学科之间相互支撑,并明确地将基本个人能力、人际能力和对产品、过程和系统构建能力的培养融于其中?标准4 工程导论 个人能力、人际能力和对产品、过程和系统的构建能力是如何反映在培养计划中的?工程导论在多大的程度上激发了学生在相应核心工程领域的应用方面的兴趣和动力?,标准5 设计-实现经验 培养计划是否包含至少两个设计-实现经历(其中一个为基本水平,一个为高级水平)?在课内外活动中学生有多少机会参与产品、过程和系统的构思、设计、实施和运行?标准6 工程实践场所 实践场所和其他学习环
5、境怎样支持学生动手和直接经验的学习?学生有多大机会在现代工程软件和实验室内发展其从事产品、过程和系统建构的知识、能力和态度?实践场所是否以学生为中心、方便、易进入并易于交流?标准7 综合性学习经验 综合性的学习经验能否帮助学生取得学科知识以及基本个人能力、人际能力和产品、过程和系统构建能力?综合性学习经验如何将学科学习和工程职业训练融合在一起?标准8 主动学习 主动学习和经验学习方法怎样在 CDIO环境下促进专业目标的达成?教和学的方法中在多大程度上基于学生自己的思考和解决问题的活动?,标准9 教师能力的提升 用于提升教师基本个人能力和人际能力以及产品、过程和系统构建能力的举措能得到怎样的支持
6、和鼓励?标准10 教师教学能力的提高 有哪些措施用来提高教师在一体化学习经验、运用主动和经验学习方法以及学生考核等方面的能力?标准11 学生考核 学生的基本个人能力和人际能力,产品、过程和系统构建能力以及学科知识如何融入专业考核之中?这些考核如何度量和记录?学生在何种程度上达到专业目标?标准12 专业评估 有无针对CDIO12条标准的系统化评估过程?评估结果在多大程度上反馈给学生、教师以及其他利益相关者,以促进持续改进?专业教育有哪些效果和影响?,1.3 工程能力内容,1 技术知识和推理能力1.1 基础科学知识1.2 核心工程基础知识1.3 高级工程基础知识2 个人职业技能和职业道德2.1 工
7、程推理和解决问题认识和系统表述问题2.1.2 建立模型2.1.3 判断和定性分析2.1.4 带不确定性因素分析2.1.5 解决方法和建议,2.2 实验中探寻知识2.2.1 建立假设2.2.2 查询相关书刊或者电子文献2.2.3 实验探索2.2.4 假设检验和论证2.3 系统思维2.3.1 整体思维2.3.2 系统内的紧急性和互交性2.3.3 确定优先级和焦点2.3.4 决议时权衡、判断和平衡,2.4 个人技能和态度2.4.1 主动和愿意冒险2.4.2 执着与变通2.4.3 创造性思维2.4.4 批评性思维2.4.5 自省个人的知识、技能、态度2.4.6 求知欲和终生学习2.4.7 时间和资源的
8、管理2.5 职业技能和道德2.5.1 职业道德、正直、责任感和负责任2.5.2 职业行为2.5.3 主动规划个人职业2.5.4 与世界工程界保持同步,3 人际交往技能：团队协作和交流3.1 团队精神3.1.1 组建高效团队3.1.2 团队工作运行3.1.3 团队成长和演变3.1.4 领导能力3.1.5 技术协作3.2 交流3.2.1 交流战略3.2.2 交流结构3.2.3 写作交流3.2.4 电子和多媒体交流3.2.5 图表交流3.2.6 口头表达和人际交流3.3 外语交流3.3.1 英语3.3.2 其他欧洲语言3.3.3 其他外语,4 企业和社会的构思，设计，实施和运行(CDIO)系统4.1
9、 外部和社会环境4.1.1 工程师的角色和责任4.1.2 工程界对社会的影响4.1.3 社会对工程界的规范4.1.4 历史和文化环境4.1.5 现时的焦点和价值观4.1.6 发展全球观4.2 企业及商业环境4.2.1 认识不同的企业文化4.2.2 企业策略，目标和计划4.2.3 技术创业4.2.4 成功地在一个团队中工作4.3 构思与工程系统（conceiving and engineering system)4.3.1 设立系统目标和要求4.3.2 定义功能，概念和体系结构4.3.3 系统建模并确保目标可能达成4.3.4 项目发展的管理,4.4 设计4.4.1 设计过程4.4.2 设计过程分
10、期与方法4.4.3 设计中对知识的利用学科专业设计4.4.5 跨学科专业设计4.4.6 多体综合设计 4.5 实施4.5.1 设计实施的过程4.5.2 硬件制造过程4.5.3 软件实现过程4.5.4 硬件，软件的结合4.5.5 测试，验证，认证以及取得证书4.5.6 实施过程管理,4.6 运行4.6.1 设计和优化操作4.6.2 培训及操作4.6.3 支持系统的生命周期4.6.4 系统改进和演变4.6.5 弃置处理与产品报废问题4.6.6 运行管理,2.焊接技术与工程专业当前工程教育问题,学生工程能力缺失 技术知识和推理能力 个人职业技能和职业道德 人际交往技能：团队协作和交流？企业和社会的构
11、思，设计，实施和运行(CDIO)系统？,教师工程能力 从大学到大学，缺乏工程能力,工程实践场所 演示为主，没有一个CDIO过程,3.CDIO实施方案,1、专业培养方案的提升与完善根据CDIO12条标准，深入航天、能源、船舶、汽车、航空等焊接技术密切相关企业调研，联合焊接学会，共同制定与焊接生产实践、焊接技术发展需要相结合的工程应用型高级焊接技术人才培养方案，培养学生的焊接基础科学知识以及创新、团队协作和工程实践能力。2、课程建设教学方法提升 根据CDIO12条标准规划具体工作内容，开展教学方法研讨，改进教学方式，改革与更新教学内容。,焊接综合实验课程建设 将专业课程实验完全从课程中剥离，独立形
12、成一门与专业培养目标匹配的综合实验课程，内容分两部分：基础实验部分和选修实验课程。基础实验和选修实验均为综合性实验，每一个实验均包括构思，设计，实施和运行四个阶段，学生以4-6人的团队方式来完成每一个综合实验，在实践中学习知识。双语教学课程建设 引入部分教学内容与英文教材。国际焊接工程师培训课程建设 与哈尔滨焊接技术培训中心合作，进一步完善国际焊接工程师培训课程，提高学生的国际化工程实践能力。创新课程建设 进一步提升焊接创新试验课程，完善创新试验教学实验平台；开展“全国大学生焊接创新大赛”，培养学生团队能力及创新性思维；依托专业科研优势，开设科研实习课程，组织学生（包括低年级学生）参与国家及省
13、部级科研项目，以提高实践能力和创新能力。,3、“焊接科学与工程”系列化教材建设主干课教材增加工程方面的内容。4、师资队伍建设选送骨干教师5-10人到焊接工程制造单位进行焊接结构制造工程能力的培训。选送优秀青年教师2-4人到国外进修，向世界高水平的大师级人物学习和接受培训，提高科研能力和学习、交流教学经验，提高英语教学能力。在骨干教师中培训国际焊接工程师10-15人，提高教师工程能力。从国内大中型企业及合资企业技术负责人中聘请5-10人作为兼职教师，讲授典型焊接结构的构思、设计、实施和运行过程。5、实践教学基地建设利用专业教师与国内企业之间的科研合作建立实践教学基体3-5个。6、教学评估体系建设建立针对CDIO12条标准的系统化评估体系。建立评估结果的反馈及奖惩机制。,谢谢！,
