朱科　肖奎　謝忠祥　王海鑌　肖發(fā)新

摘 要 依據(jù)CDIO工程教育模式，借鑒國內(nèi)高校CDIO工程教育寶貴經(jīng)驗，緊密把握以工程教育為背景，工程項目設(shè)計為導(dǎo)向，工程能力培養(yǎng)為核心的理念，從專業(yè)培養(yǎng)目標、知識素質(zhì)能力大綱、一體化課程、保障體系幾個方面構(gòu)建了材料物理專業(yè)人才培養(yǎng)體系，以期為企業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)崗位需求的高素質(zhì)高能力的材料工程技術(shù)人才奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 CDIO 工程教育模式 材料物理專業(yè) 人才培養(yǎng)

Abstract In order to cultivate high quality and ability of materials engineering and technical personnel for enterprise， a materials physics professional talent cultivation system was built from the professional training objectives， knowledge and ability syllabus， curriculum integration and security system by drawing the valuable CDIO engineering education experience of domestic college and adopting CDIO engineering education mode.

Keywords CDIO； Engineering education mode； materials physical specialty； talent cultivation

CDIO工程教育作為一套先進的教育模式由麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)于2000年發(fā)起并經(jīng)過四年的探索研究而創(chuàng)立，受到國內(nèi)外高校廣泛矚目。CDIO即構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），以工程實踐為背景，以學(xué)生為中心，主動參與到工程學(xué)習(xí)實踐，獲得相關(guān)知識技能[1-2]。2005年顧佩華教授首次將CDIO教學(xué)理念引入中國[3]。2011年中國共57 所高校開展 CDIO 工程教育模式試點工作，且已取得較好的成果[4]。

湖南工學(xué)院屬于教育部卓越工程師培養(yǎng)計劃高校，致力于培養(yǎng)“重基礎(chǔ)、重技術(shù)、重能力、高素質(zhì)”的“三重一高”應(yīng)用型人才。根據(jù)信息、新能源與光電行業(yè)的發(fā)展需求，我校2015年新申請設(shè)置了材料物理專業(yè)，并將其作為CDIO工程教育試點專業(yè)。以此為契機，在過去一年中，我們在對企業(yè)崗位需求進行系統(tǒng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，結(jié)合相關(guān)兄弟院校的教學(xué)改革經(jīng)驗，從專業(yè)培養(yǎng)目標、專業(yè)培養(yǎng)標準（知識、能力與素質(zhì)大綱）、一體化課程計劃、保障體系等方面構(gòu)建了材料物理專業(yè)CDIO人才培養(yǎng)體系。

1 材料物理專業(yè)人才培養(yǎng)目標設(shè)計

依據(jù)社會需求、學(xué)校定位、專業(yè)特色，結(jié)合實地調(diào)研和網(wǎng)絡(luò)調(diào)研，同時借鑒兄弟院校的經(jīng)驗，我們設(shè)計了材料物理專業(yè)人才培養(yǎng)目標。我們設(shè)定專業(yè)目標為培養(yǎng)掌握較系統(tǒng)的材料物理專業(yè)知識，具備工程管理基本知識，具備工程開發(fā)與應(yīng)用CDIO全過程的潛質(zhì)，具有較強的社會責(zé)任感的應(yīng)用型人才。同時依據(jù)CDIO大綱，從知識能力素質(zhì)幾個方面具體細化了專業(yè)目標。此外，在明確本專業(yè)的一般目標基礎(chǔ)上，我們以材料物理專業(yè)學(xué)生畢業(yè)后可能從事的職業(yè)為基礎(chǔ)設(shè)定了三類崗位目標（系統(tǒng)應(yīng)用工程師、材料與器件設(shè)計師、材料與器件制備/質(zhì)量工程師），這三類崗位是學(xué)生通過系統(tǒng)學(xué)習(xí)后可能達到的不同目標，并對崗位任務(wù)做了相應(yīng)規(guī)劃。三種崗位涉及的知識分配在大學(xué)四年的不同階段，這些知識是每一位學(xué)生都要學(xué)習(xí)的，但是根據(jù)知識掌握情況與學(xué)生興趣、特長等特點，因材施教，側(cè)重不同，引導(dǎo)學(xué)生朝不同方向努力，以充分發(fā)揮學(xué)生的能動性，突出重點，使學(xué)生學(xué)習(xí)有興趣，學(xué)完有特長，最終成為特色人才。

2 材料物理專業(yè)CDIO知識、能力和素質(zhì)大綱設(shè)計

為了實現(xiàn)材料物理CDIO工程教育模式的專業(yè)培養(yǎng)目標，在對學(xué)生、教師、行業(yè)、企業(yè)進行充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，我們制定出了涵括知識能力素質(zhì)的詳細可行的材料物理專業(yè)CDIO培養(yǎng)標準。制定的專業(yè)培養(yǎng)標準包括4個方面：（1）技術(shù)知識和推理；（2）個人能力、職業(yè)能力和態(tài)度；（3）人際交往能力：團隊工作和交流；（4）在企業(yè)和社會環(huán)境下構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行系統(tǒng)（CDIO）。這4個培養(yǎng)標準構(gòu)成CDIO大綱的第一層內(nèi)容。從第一層內(nèi)容出發(fā)，進一步將標準細化、充實，我們構(gòu)建了專業(yè)培養(yǎng)標準的第二層內(nèi)容，如個人能力、職業(yè)能力與態(tài)度方面，我們細化為工程推理與解決問題的能力，對工程問題進行實驗和調(diào)查、分析的能力，個人能力與態(tài)度等幾個二級標準。每個二級標準下面再詳細構(gòu)建若干三級標準，直至在具體的課程和教學(xué)中能充分實現(xiàn)CDIO教學(xué)大綱所包含的知識、能力和素質(zhì)標準。按照這樣的思路，我們構(gòu)建了集知識、能力和素質(zhì)為一體的材料物理專業(yè)CDIO大綱，如表1所示。

表1 材料物理專業(yè)CDIO知識、能力和素質(zhì)大綱

3 一體化課程體系的構(gòu)建

為了達到材料物理CDIO專業(yè)培養(yǎng)標準，我們按照CDIO培養(yǎng)模式，構(gòu)建了以三級團隊設(shè)計項目為載體的一體化課程體系。如圖1所示的魚骨型一體化課程明確了材料物理專業(yè)培養(yǎng)的基本路線，將各學(xué)科課程與實踐能力培養(yǎng)有機結(jié)合在一起。我們?yōu)椴牧衔锢韺I(yè)設(shè)計了4個一級團隊設(shè)計項目，6個二級團隊設(shè)計項目，若干三級團隊設(shè)計項目作為主干，以此安排課程門類、進度。其中一級項目面向角色定位與培養(yǎng)目標，包含本專業(yè)核心課程和能力要求，持續(xù)貫穿于整個大學(xué)4年階段。在項目實施中，教師將全班學(xué)生分為若干團隊，每個團隊4～6人，由教師分派或?qū)W生自己提出一個具體的項目，從功能材料選擇、材料與器件結(jié)構(gòu)與性能設(shè)計、材料與器件制備工藝設(shè)計、系統(tǒng)設(shè)計與建造等方面出發(fā)構(gòu)思、設(shè)計，直到將產(chǎn)品成功制造出來，完成一個完整的C-D-I-O全過程，從而達到相關(guān)能力培養(yǎng)要求。在“材料合成與制備工藝”、“材料結(jié)構(gòu)與性能設(shè)計”、“器件制備工藝”和“器件結(jié)構(gòu)與性能”等6個二級項目中，每個項目都是基于材料物理課程群的綜合性設(shè)計項目，能夠把各門課程中密切關(guān)聯(lián)的知識點有效貫通起來，實現(xiàn)課程群知識之間的有機聯(lián)系。三級項目以單門課程為基礎(chǔ)，根據(jù)課程教學(xué)重點設(shè)立的實踐項目，可加強學(xué)生對課程重要知識點的掌握，達到對理論知識的靈活應(yīng)用。

通過項目設(shè)計（如圖1），可以有效地打通課程學(xué)習(xí)脈絡(luò)，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生探索精神，訓(xùn)練學(xué)生學(xué)習(xí)、實踐與創(chuàng)造能力，達到專業(yè)培養(yǎng)標準。

4 CDIO保障體系的構(gòu)建

為了保證材料物理專業(yè)CDIO工程教育順利開展并能持續(xù)改進，需要構(gòu)建相應(yīng)的保障體系。我們從學(xué)校教學(xué)條件、師資力量、校企合作及管理與改進機制四個方面加以配置資源及深化改革。

首先學(xué)校將在材料物理專業(yè)前期投入500萬資金，重點建設(shè)三個專業(yè)實驗室，兩個校內(nèi)實訓(xùn)實習(xí)基地。學(xué)校安排一名副校級領(lǐng)導(dǎo)聯(lián)系、指導(dǎo)專業(yè)建設(shè)工作。學(xué)校鼓勵、支持教師參加國內(nèi)高校CDIO教育交流、培訓(xùn)，減少教師年課堂授課課時，增加CDIO實踐課時與課酬；在與學(xué)生學(xué)分政策方面進行相應(yīng)改革，增加實踐學(xué)分，設(shè)立實踐加分獎勵，從而調(diào)動教師與學(xué)生的參與熱忱度。

其次，在師資方面，成立CDIO項目指導(dǎo)教師團隊及課程改革師資團隊。項目團隊指導(dǎo)教師由教授、副教授、博士擔(dān)任，每位指導(dǎo)教師指導(dǎo)一個6～7名學(xué)生組成的項目組，負責(zé)一、二級項目選題設(shè)計、組織與運行。課程改革團隊教師主要負責(zé)開展單門課程的CDIO大綱、教案、三級項目的設(shè)計及基于項目/問題探究式教學(xué)方法的研究實踐。此外，教師工程能力是CDIO教育的一個重要標準，特別要加強教師CDIO能力的培養(yǎng)。為此，我們專業(yè)將每年選派教師參加全國CDIO教育工作會議，到CDIO試點高校交流、訪問，到企業(yè)掛職鍛煉，建立高校、企業(yè)培訓(xùn)教師CDIO能力的雙重機制。

第三，加強與深化校企合作辦學(xué)。目前，學(xué)校牽頭與衡陽市白沙洲高新技術(shù)開發(fā)區(qū)的數(shù)家新材料及光電企業(yè)開展校企合作，建立材料物理企業(yè)實踐實習(xí)基地。聘請10位企業(yè)人員擔(dān)任項目導(dǎo)師，負責(zé)指導(dǎo)部分學(xué)生的實踐。下一步擬將企業(yè)引入校園，成立校企合作創(chuàng)新工作室，雙方提供資金、技術(shù)、人員，指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)設(shè)計。同時加強雙師型教師培養(yǎng)，選派教師進入企業(yè)掛職鍛煉。

第四，在CDIO教育全過程的管理與改進方面，注重項目管理，每個項目組配備一名項目秘書負責(zé)項目建檔與監(jiān)控。在項目考核上，實行分階段分節(jié)點考核，以加強過程管理?？己朔矫妫身椖恐笇?dǎo)教師設(shè)計相應(yīng)的考核大綱，以小組成果展示，項目匯報、答辯，項目體會與分享等形式進行。課程考核降低理論考核比重、增加三級項目考核比重。項目實施過程實行階段性教學(xué)總結(jié)與反饋，及時修訂項目方案與培養(yǎng)方案。

5 總結(jié)與展望

近年來，CDIO工程教育在國內(nèi)多所高校試點、推行，取得了很大成功，獲得工程教育界熱烈反響。我們依據(jù)CDIO工程教育模式，借鑒國內(nèi)高校CDIO工程教育寶貴經(jīng)驗，從專業(yè)培養(yǎng)目標、知識素質(zhì)能力大綱、一體化課程、保障體系幾個方面構(gòu)建材料物理專業(yè)人才培養(yǎng)體系。該體系以工程教育為背景，工程項目設(shè)計為導(dǎo)向，工程能力培養(yǎng)為核心出發(fā)為培養(yǎng)高素質(zhì)高能力的材料工程技術(shù)人才提供有力保障。

€L鼙疚牡玫膠鮮〗逃萄Ц母鏘钅俊盎贑DIO工程教育模式的材料物理專業(yè)人才培養(yǎng)方案的研究與實踐”（發(fā)文號：湘教通〔2005〕291 號）的資助

參考文獻

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