基于CDIO大綱構(gòu)建專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生技術(shù)知識(shí)體系

王沖 劉芳 萬(wàn)朝均 賈興文

[摘 要] 目前，國(guó)內(nèi)各高校專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的招生比例越來(lái)越高，但基于工程應(yīng)用為導(dǎo)向的專(zhuān)業(yè)研究生的技術(shù)知識(shí)能力培養(yǎng)模式還不夠清晰。文章以建筑材料專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的技術(shù)知識(shí)為研究對(duì)象，肯定了CDIO理念在專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生工程能力培養(yǎng)中的適用性，總結(jié)了建筑材料學(xué)科特點(diǎn)，基于CDIO大綱，提出了具體的建筑材料專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的工程基礎(chǔ)知識(shí)構(gòu)成。

[關(guān)鍵詞] CDIO大綱;建筑材料學(xué)科;專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生;技術(shù)知識(shí)

[中圖分類(lèi)號(hào)] G643? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A? ? [文章編號(hào)] 1674-9324（2020）41-0095-03? ? [收稿日期] 2020-02-24

2012年4月，教育部發(fā)布的《關(guān)于全面提高高等教育質(zhì)量的若干意見(jiàn)》中明確指出：為優(yōu)化人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，要加大應(yīng)用型、復(fù)合型、技能型人才培養(yǎng)力度，大力發(fā)展專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教育，逐步擴(kuò)大專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生招生規(guī)模，促進(jìn)專(zhuān)業(yè)學(xué)位和學(xué)術(shù)學(xué)位協(xié)調(diào)發(fā)展[1]。

一、CDIO教育理念與大綱

CDIO是2001年由美國(guó)Massachusetts Institute of Technology（MIT）與瑞典的Chalmers University of Technology、Linkoping University以及Royal Institute of Technology共同創(chuàng)立的工程教育改革模式。這一培養(yǎng)模式的產(chǎn)生主要基于學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和政府部門(mén)對(duì)工程教育實(shí)踐的批評(píng)以及人們對(duì)“工程師應(yīng)該是什么樣的”的思考[2]。CDIO是英文“構(gòu)思”（Conceive）、“設(shè)計(jì)”（Design）、“實(shí)施”（Implement）、“運(yùn)行”（Operate）的縮寫(xiě)。這一模式包括CDIO理念和與之相適應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)（大綱）、實(shí)現(xiàn)與評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)以及一系列的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)估理論和實(shí)踐資源。其中，CDIO能力培養(yǎng)大綱是基礎(chǔ)。CDIO大綱將工科學(xué)生的能力分為技術(shù)知識(shí)和推理;個(gè)人能力、職業(yè)能力和態(tài)度;人際交往能力包括團(tuán)隊(duì)工作和交流;在企業(yè)和社會(huì)環(huán)境下構(gòu)思設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行系統(tǒng)四類(lèi)能力。每一大類(lèi)第一層能力又包括一些次級(jí)能力（如表1所示），每一大類(lèi)第一層能力之間的相互關(guān)系如圖1所示。

CDIO理念傳承和發(fā)展了美國(guó)20多年來(lái)的工程教育改革的理念，是一個(gè)將工程科學(xué)、工程學(xué)科知識(shí)和工程實(shí)踐能力整合為一體的工程教育方法，使學(xué)生在CDIO全過(guò)程中在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)方面得到全面的訓(xùn)練和提高。CDIO模式具有一定的普適性，它既能運(yùn)用于對(duì)精英化的高水平創(chuàng)新人才的培養(yǎng)，也適用于大眾化工程專(zhuān)業(yè)的教育。CDIO理念一經(jīng)推出，立即受到了教育界的大力推崇和積極響應(yīng)，截至2014年，全世界已經(jīng)有111所高校加入了CDIO合作組織[3]。

二、CDIO理念在專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生工程能力培養(yǎng)中的適用性

CDIO雖為本科工程教育而創(chuàng)立，但已擴(kuò)展到碩士研究生教育，CDIO非常適合以工程導(dǎo)向?yàn)槟繕?biāo)的專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)。國(guó)內(nèi)已有學(xué)者研究得出，CDIO能力目標(biāo)與創(chuàng)新型人才的素質(zhì)要求存在相當(dāng)高的契合性[5]，已有多位研究者提出基于CDIO理念培養(yǎng)研究生。于福瑩等[6]提出了基于CDIO教育理念的全日制工程碩士研究生培養(yǎng)模式探析，余保華[4]提出了基于CDIO理念的教育碩士培養(yǎng)模式，Yanbin Shi[7]在機(jī)械工程、史金龍[8]在計(jì)算機(jī)、朱愛(ài)民在土建工程、賈敏在電信工程等不同領(lǐng)域研究了基于CDIO的專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)。多位研究者的成果表明，CDIO完全適用于專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生工程能力的培養(yǎng)。

三、研究生技術(shù)知識(shí)分析的必要性

如前所述，基于CDIO理念，加強(qiáng)工程能力培養(yǎng)，是我國(guó)專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革的方向。筆者所在的重慶大學(xué)建筑材料學(xué)科已經(jīng)認(rèn)識(shí)到加強(qiáng)研究生工程能力培養(yǎng)的重要性，提出了“基于CDIO理念的建筑材料專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式研究與實(shí)踐”的研究課題。本課題的核心工作就是厘清建筑材料學(xué)科專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生必備的技術(shù)知識(shí)構(gòu)成，這也是由CDIO大綱特點(diǎn)所決定的。從表1和圖1CDIO教學(xué)大綱層級(jí)和圖1可以看出，工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力中，CDIO大綱對(duì)后三類(lèi)能力進(jìn)行了非常詳細(xì)的細(xì)化，對(duì)第一類(lèi)能力工程基礎(chǔ)知識(shí)只給出了3項(xiàng)二級(jí)能力，其三級(jí)能力由具體專(zhuān)業(yè)確定。CDIO大綱規(guī)定的工程基礎(chǔ)知識(shí)能力是整個(gè)CDIO理念的基礎(chǔ)。CDIO發(fā)起人，麻省理工學(xué)院的Edward F.Crawley在其著作[2]中，把技術(shù)知識(shí)和推理能力放在教學(xué)大綱的最前面是為了提醒人們，深厚的工程技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)該是工程教育的基本目標(biāo)。現(xiàn)代工程系統(tǒng)越來(lái)越依賴(lài)多學(xué)科背景知識(shí)的支撐;因此，學(xué)生必須掌握適當(dāng)?shù)募夹g(shù)知識(shí)，并具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砟芰2]。

四、建筑材料專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的技術(shù)知識(shí)

（一）建筑材料學(xué)科特點(diǎn)

建筑材料學(xué)科的主要特點(diǎn)，一是典型的交叉學(xué)科，主要橫跨土木工程與材料學(xué)兩個(gè)學(xué)科。建筑材料服務(wù)于土木工程建設(shè)，是土木工程技術(shù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。它的工程問(wèn)題涉及機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等學(xué)科，它的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題則涉及經(jīng)濟(jì)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科;建筑材料則涉及無(wú)機(jī)非金屬材料、高分子材料和金屬材料等學(xué)科。二是典型的工程應(yīng)用型學(xué)科。建筑材料研究生畢業(yè)后，除一小部分進(jìn)入高校與科研機(jī)構(gòu)外，就業(yè)主要面向的是工程應(yīng)用型單位，包括質(zhì)量檢測(cè)單位、建筑材料生產(chǎn)企業(yè)、施工與監(jiān)理企業(yè)等，即使從事科學(xué)研究，也主要以材料的工程應(yīng)用研究為主。

（二）建筑材料專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生技術(shù)知識(shí)構(gòu)成

CDIO大綱提出的工程基礎(chǔ)知識(shí)包括3組第二層能力，即基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)、核心工程基礎(chǔ)知識(shí)和高級(jí)工程基礎(chǔ)知識(shí)。三組能力的相互關(guān)系如圖2。從圖2可以看出，基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)是工程基礎(chǔ)知識(shí)另兩個(gè)二級(jí)能力的基礎(chǔ)，是工程師具備工程能力的首要條件。

1.基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)。參照美國(guó)工程與技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)ABET發(fā)布的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)EC2000給出的解釋?zhuān)A(chǔ)科學(xué)知識(shí)和核心工程基礎(chǔ)是應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程知識(shí)的能力?；A(chǔ)科學(xué)知識(shí)主要是應(yīng)用數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的能力。研究生經(jīng)過(guò)4年的本科階段學(xué)習(xí)，基本的數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等知識(shí)已經(jīng)具備，需要繼續(xù)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)該是本科階段

2.核心工程基礎(chǔ)知識(shí)。參照ABET發(fā)布的EC2000認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，核心工程基礎(chǔ)知識(shí)主要指的是應(yīng)用本學(xué)科工程知識(shí)的能力。按照建筑材料學(xué)科特點(diǎn)和畢業(yè)生未來(lái)就業(yè)方向要求，建筑材料專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的核心工程基礎(chǔ)應(yīng)該包括水泥化學(xué)、水泥材料學(xué)、建筑材料試驗(yàn)方法、材料科學(xué)基礎(chǔ)、建設(shè)工程質(zhì)量控制與管理等。

3.高級(jí)工程基礎(chǔ)知識(shí)。參照ABET發(fā)布的EC2000認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，高級(jí)工程知識(shí)是指在工程實(shí)際中使用現(xiàn)代技術(shù)和必備工具的能力。按照建筑材料學(xué)科特點(diǎn)和畢業(yè)生未來(lái)就業(yè)方向要求，建筑材料專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生的高級(jí)工程基礎(chǔ)知識(shí)應(yīng)該包括現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料制備技術(shù)等。

五、結(jié)語(yǔ)

作者分析了當(dāng)前最先進(jìn)的CDIO教育理念和教育大綱，肯定了CDIO理念在專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生工程能力培養(yǎng)中的適用性。基于CDIO大綱，作者提出了適應(yīng)于建筑材料學(xué)科特點(diǎn)和畢業(yè)生職業(yè)發(fā)展需要的專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生技術(shù)知識(shí)的具體內(nèi)容。

鑒于目前國(guó)內(nèi)多所高校招收建筑材料研究生，因此本文的研究有一定的普適性，對(duì)其他學(xué)科的專(zhuān)業(yè)學(xué)位研究生教學(xué)具有一定的借鑒作用。

參考文獻(xiàn)

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[2]Edward F.Crawley，Johan Malmqvist，S？觟ren ？魻stlund等著，顧佩華，沈民奮，陸小華譯.重新認(rèn)識(shí)工程教育：國(guó)際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

[3]http：//www.cdio.org/cdio-organization

[4]余保華.基于CDIO理念的教育碩士培養(yǎng)模式探析[J].研究生教育研究，2012（5）：60-64.

[5]康全禮，陸小華，熊光晶.CDIO大綱與工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].高等教育研究學(xué)報(bào)，2008（12）：15-18.

[6]于福瑩，肖宏，王加春，等.基于CDIO教育理念的全日制工程碩士研究生培養(yǎng)模式探析[J].學(xué)位與研究生教育，2010（9）：28-31.

[7]Yanbin Shi，Chonghai Xu， Guangchun Xiao. Exploration on the Cultivation for Professional Degree Postgraduate Majoring in Mechanical Engineering Based on CDIO[C].Proceedings of 2013 3rd International Conference on Social Sciences and Society，2013，43：

[8]史金龍，白素琴，龐林斌，等.研究生機(jī)器視覺(jué)課程的CDIO教學(xué)改革實(shí)踐[J].計(jì)算機(jī)教育，2013（9）：40-44.