融入CDIO人文情懷的機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式研究

侯勁汝 趙利軍 劉曉婷 劉軍 王雪蓮

[摘 要] 文章以新工科建設(shè)與實(shí)踐為研究基礎(chǔ)，立足于卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃2.0的升級(jí)改革探索與實(shí)施，融入CDIO人文精神熏陶，探索建立符合長(zhǎng)安大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)發(fā)展的、以培養(yǎng)德才兼?zhèn)涓呒?jí)工程專(zhuān)業(yè)人才為目標(biāo)的高等工程教育新模式。通過(guò)探索新工科自主發(fā)展自我激勵(lì)機(jī)制、打造工程教育開(kāi)放融合新生態(tài)，增強(qiáng)長(zhǎng)安大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)工程教育國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

[關(guān)鍵詞] 新工科;CDIO;工程教育

[基金項(xiàng)目] 2019年度陜西省高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目（重點(diǎn)項(xiàng)目）“基于信息技術(shù)與思維導(dǎo)圖理論的混合式教學(xué)模式構(gòu)建研究與實(shí)踐”（19JZ001）;2019年度長(zhǎng)安大學(xué)高等教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目“融入CDIO人文情懷的機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐”（3001103302505）

[作者簡(jiǎn)介] 侯勁汝（1982—），女，新疆石河子人，博士，副主任，講師（通信作者），研究方向?yàn)楣こ虣C(jī)械作業(yè)質(zhì)量控制;趙利軍（1976—），男，河北宣化人，博士，副教授，研究方向?yàn)閿嚢枥碚摷霸O(shè)備;劉曉婷（1962—），女，陜西西安人，博士，教授，研究方向?yàn)楣芾硇畔⑾到y(tǒng)。

[中圖分類(lèi)號(hào)] G642.3 ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A ? ?[文章編號(hào)] 1674-9324（2020）39-0331-03 ? ?[收稿日期] 2019-12-19

一、引言

長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)自2011年起啟動(dòng)了“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”，8年來(lái)卓越計(jì)劃已培養(yǎng)造就了一大批具有一定創(chuàng)新能力、適合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要的優(yōu)秀工科畢業(yè)生;培養(yǎng)了一批具有工程實(shí)踐能力的專(zhuān)業(yè)教師。構(gòu)建工科專(zhuān)業(yè)新結(jié)構(gòu)、更新工程人才知識(shí)體系、創(chuàng)新工程教育方式與手段、探索新工科自主發(fā)展自我激勵(lì)機(jī)制、打造工程教育開(kāi)放融合新生態(tài)，增強(qiáng)了我院工程教育國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。

二、融入CDIO人文情懷的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式

我國(guó)高等工科教育實(shí)踐中還存在不少問(wèn)題，突出表現(xiàn)在重理論輕實(shí)踐、強(qiáng)調(diào)個(gè)人學(xué)術(shù)能力而忽視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、重視知識(shí)學(xué)習(xí)而輕視開(kāi)拓創(chuàng)新的培養(yǎng)等問(wèn)題。為此我學(xué)院在卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃2.0項(xiàng)目的實(shí)施中融入了近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果CDIO工程教育模式。CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。它將工程師必須具備的工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和整個(gè)CDIO全過(guò)程能力以逐級(jí)細(xì)化的方式表達(dá)出來(lái)，更加突出了人在工程實(shí)踐中的重要地位，使工程教育改革具有更加明確的方向性和系統(tǒng)性，對(duì)學(xué)生和教師都具有重要指導(dǎo)意義。

1.創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。近年來(lái)，在對(duì)長(zhǎng)安大學(xué)工程機(jī)械學(xué)院工程教育各利益相關(guān)者集團(tuán)進(jìn)行深入調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革，制定出機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)集知識(shí)能力素質(zhì)為一體的、詳細(xì)的、具體的、可操作的“面向產(chǎn)出”目標(biāo)集合，即面向未來(lái)發(fā)展的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。該培養(yǎng)模式包括4個(gè)方面的內(nèi)容：①技術(shù)知識(shí)和推理;②個(gè)人能力、職業(yè)能力和態(tài)度（職業(yè)道德）;③人際交往能力：團(tuán)工作和交流;④在企業(yè)和社會(huì)環(huán)境下構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行系統(tǒng)（CDIO）。這4個(gè)方面形成教學(xué)大綱的第一層內(nèi)容。再將第一層內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化和分解，例如：技術(shù)知識(shí)和推理就可以被細(xì)化和分解為基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)、核心工程基礎(chǔ)知識(shí)、專(zhuān)業(yè)工程基礎(chǔ)知識(shí)三部分，依此類(lèi)推，繼續(xù)細(xì)化和分解，直至教師認(rèn)為教學(xué)大綱中的知識(shí)、能力和素質(zhì)能夠在具體的課程和教學(xué)中實(shí)現(xiàn)并能夠被測(cè)量和評(píng)估。最終制定出機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)集知識(shí)、能力和素質(zhì)為一體的創(chuàng)新型培養(yǎng)模式大綱。

2.課程體系構(gòu)建。為了達(dá)到拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)工科畢業(yè)生“面向產(chǎn)出”的期待，必須設(shè)計(jì)和編制適當(dāng)?shù)囊惑w化課程體系去實(shí)現(xiàn)。我院機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)結(jié)合自身學(xué)校和專(zhuān)業(yè)特色，擬提出以三級(jí)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)項(xiàng)目為載體的一化課程體系如圖2示，一級(jí)項(xiàng)目為包含本專(zhuān)業(yè)主要核心課程和能力要求的項(xiàng)目;二級(jí)項(xiàng)目為包含一組相關(guān)核心課程、能力要求的項(xiàng)目;三級(jí)項(xiàng)目是為單門(mén)課程而設(shè)的項(xiàng)目，旨在增強(qiáng)理解和培養(yǎng)相關(guān)能力，三級(jí)項(xiàng)目的設(shè)立與否及采用何種形式由各門(mén)課程大綱根據(jù)需要確定。通過(guò)以團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目為骨架的設(shè)計(jì)，可以將學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)和綜合能力訓(xùn)練、扎實(shí)的課程學(xué)習(xí)和廣泛的探索興趣結(jié)合起來(lái)，將知識(shí)學(xué)習(xí)和個(gè)人能力培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作精神以及大系統(tǒng)掌控能力等有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。

三、工程教育范式的融合創(chuàng)新

工程教育范式發(fā)展的歷程是：技術(shù)范式→科學(xué)范式→工程范式。工程范式的概念于20世紀(jì)90年代提出，20多年過(guò)去了，在面向新工業(yè)革命的今天，工程教育范式是否應(yīng)當(dāng)改變？為了適應(yīng)國(guó)家建設(shè)對(duì)人才需求的發(fā)展變化，長(zhǎng)安大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)提出將CDIO人文精神熏陶融入人才培養(yǎng)模式、教學(xué)內(nèi)容及方式方法等方面的改革，建立以培養(yǎng)德才兼?zhèn)涓呒?jí)工程專(zhuān)業(yè)人才為目標(biāo)的高等工程教育新模式。

1.將技術(shù)知識(shí)、個(gè)人能力、職業(yè)能力和態(tài)度（職業(yè)道德）、人際交往能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作和交流、在企業(yè)和社會(huì)環(huán)境下構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行系統(tǒng)等融入教學(xué)大綱，并逐層細(xì)化，直至教學(xué)大綱中的知識(shí)、能力和素質(zhì)能夠在具體的課程和教學(xué)中實(shí)現(xiàn)并能夠被測(cè)量和評(píng)估。從課程設(shè)計(jì)、實(shí)踐環(huán)節(jié)、考核評(píng)價(jià)方式多方面進(jìn)行改進(jìn)，以實(shí)現(xiàn)新型工程人才培養(yǎng)的要求。

2.基于“互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)互動(dòng)、學(xué)用結(jié)合的教學(xué)方式方法研究，構(gòu)建集“課堂教學(xué)、討論互動(dòng)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、項(xiàng)目研究、課程設(shè)計(jì)”五位于一體并且有機(jī)融合的課程教學(xué)體系，實(shí)現(xiàn)多方位培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和素質(zhì)。在基于項(xiàng)目或問(wèn)題的學(xué)習(xí)方面將進(jìn)行有益的探索與實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)以“工程的方法”培養(yǎng)學(xué)生。

3.基于ISO的教學(xué)過(guò)程管理質(zhì)量保證體系，明確教學(xué)過(guò)程中的質(zhì)量監(jiān)控重點(diǎn)，設(shè)置合理的、可測(cè)量的長(zhǎng)期及短期管理目標(biāo)，堅(jiān)持短期與長(zhǎng)期結(jié)合，多維度評(píng)估專(zhuān)業(yè)目標(biāo)和學(xué)習(xí)效果、課程計(jì)劃、學(xué)習(xí)環(huán)境、教學(xué)、教師發(fā)展和學(xué)習(xí)考核等方面，以促進(jìn)專(zhuān)業(yè)的持續(xù)改進(jìn)。

四、推廣價(jià)值

悄然來(lái)襲的新工業(yè)革命正在影響和改變工程項(xiàng)目的組織、管理與實(shí)施，“大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能”等更是對(duì)我們的生活和所處的社會(huì)產(chǎn)生千絲萬(wàn)縷的影響和深刻的變革，新工業(yè)革命、以及“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展”和“一帶一路”等國(guó)家戰(zhàn)略對(duì)我們培養(yǎng)的工程人才的知識(shí)體系、理論水平、多方面能力和綜合素質(zhì)提出了新的更高的要求;“工業(yè)4.0”“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”“中國(guó)制造2025”等三種新工業(yè)模型重新定義的工程對(duì)工程教育范式的變革提出了非常直接的需求，對(duì)更加多元的人才培養(yǎng)模式、多樣化的教學(xué)模式，以及新的專(zhuān)業(yè)評(píng)估和認(rèn)證制度的需求比以往任何時(shí)候都更加的迫切。作為具有鮮明行業(yè)特色的高水平高校，我們學(xué)校學(xué)科相近且集中，與行業(yè)緊密聯(lián)系，發(fā)展水平較高，通過(guò)進(jìn)一步地建設(shè)、整合，完全具有沖擊世界一流學(xué)科甚至于一流大學(xué)和的實(shí)力。

長(zhǎng)安大學(xué)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)卓越計(jì)劃2.0教育改革的總體思路借鑒現(xiàn)代質(zhì)量管理的基本思想：P-D-C-A，即設(shè)立目標(biāo)—實(shí)施目標(biāo)—反饋—持續(xù)改進(jìn)。依據(jù)改革的基本思想，融入CDIO人文精神的特色，總體研究思路如圖3所示。

全面推進(jìn)以明確專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)、制定專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（知識(shí)、能力與素質(zhì)大綱）、構(gòu)建一體化課程計(jì)劃、實(shí)施教授與學(xué)習(xí)方法以及建立保障與持續(xù)反饋改進(jìn)體系等工作為核心的一體化改革的全過(guò)程，并以一屆四年從入學(xué)到畢業(yè)為周期，持續(xù)改進(jìn)與提高?！叭谌隒DIO人文情懷的機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐”項(xiàng)目具有較強(qiáng)的系統(tǒng)性、科學(xué)性、指導(dǎo)性和可操作性。在明確改革升級(jí)后的專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)的前提下，探索新的卓越工程教育范式、升級(jí)工程教育知識(shí)體系、優(yōu)化課程結(jié)構(gòu)，引進(jìn)先進(jìn)豐富的教學(xué)模式，完善教學(xué)效果閉環(huán)控制系統(tǒng)，建立有利于德才兼?zhèn)鋭?chuàng)新型人才成長(zhǎng)的培養(yǎng)模式。對(duì)其它專(zhuān)業(yè)和高校進(jìn)行培養(yǎng)模式改革與實(shí)踐、提升本科教學(xué)水平具有重大的參考價(jià)值。

五、總結(jié)

機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)作為長(zhǎng)安大學(xué)歷史悠久、特色鮮明、實(shí)力雄厚的優(yōu)勢(shì)專(zhuān)業(yè)，必須堅(jiān)持學(xué)科建設(shè)的一流標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持立德樹(shù)人的根本任務(wù)，堅(jiān)持頂天立地的學(xué)術(shù)品位，堅(jiān)持精益求精的制度建設(shè)，集中資源、率先突破，通過(guò)三至四年左右時(shí)間轉(zhuǎn)型、改造和升級(jí)，使專(zhuān)業(yè)特色更加突出，優(yōu)勢(shì)更加明顯。在人才培養(yǎng)模式、師資隊(duì)伍建設(shè)、實(shí)踐教育基地、科研發(fā)展路線研究等方面形成一套可供示范的體系，并取得實(shí)用經(jīng)驗(yàn)，有效地促進(jìn)機(jī)械工程專(zhuān)業(yè)在應(yīng)對(duì)世界范圍內(nèi)新一輪的科技革命和產(chǎn)業(yè)變革以及席卷全球的新經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展對(duì)工程教育的改革要求。

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