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基于CDIO大纲构建专业学位研究生技术知识体系

来源:用户上传      作者:王冲 刘芳 万朝均 贾兴文

  [摘 要] 目前,国内各高校专业学位研究生的招生比例越来越高,但基于工程应用为导向的专业研究生的技术知识能力培养模式还不够清晰。文章以建筑材料专业学位研究生的技术知识为研究对象,肯定了CDIO理念在专业学位研究生工程能力培养中的适用性,总结了建筑材料学科特点,基于CDIO大纲,提出了具体的建筑材料专业学位研究生的工程基础知识构成。
  [关键词] CDIO大纲;建筑材料学科;专业学位研究生;技术知识
  [中图分类号] G643    [文献标识码] A    [文章编号] 1674-9324(2020)41-0095-03    [收稿日期] 2020-02-24
   2012年4月,教育部发布的《关于全面提高高等教育质量的若干意见》中明确指出:为优化人才培养结构,要加大应用型、复合型、技能型人才培养力度,大力发展专业学位研究生教育,逐步扩大专业学位硕士研究生招生规模,促进专业学位和学术学位协调发展[1]。
  一、CDIO教育理念与大纲
  CDIO是2001年由美国Massachusetts Institute of Technology(MIT)与瑞典的Chalmers University of Technology、Linkoping University以及Royal Institute of Technology共同创立的工程教育改革模式。这一培养模式的产生主要基于学术界、工业界和政府部门对工程教育实践的批评以及人们对“工程师应该是什么样的”的思考[2]。CDIO是英文“构思”(Conceive)、“设计”(Design)、“实施”(Implement)、“运行”(Operate)的缩写。这一模式包括CDIO理念和与之相适应的学习目标(大纲)、实现与评估标准以及一系列的规划、设计、实施、评估理论和实践资源。其中,CDIO能力培养大纲是基础。CDIO大纲将工科学生的能力分为技术知识和推理;个人能力、职业能力和态度;人際交往能力包括团队工作和交流;在企业和社会环境下构思设计、实施和运行系统四类能力。每一大类第一层能力又包括一些次级能力(如表1所示),每一大类第一层能力之间的相互关系如图1所示。
  CDIO理念传承和发展了美国20多年来的工程教育改革的理念,是一个将工程科学、工程学科知识和工程实践能力整合为一体的工程教育方法,使学生在CDIO全过程中在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个方面得到全面的训练和提高。CDIO模式具有一定的普适性,它既能运用于对精英化的高水平创新人才的培养,也适用于大众化工程专业的教育。CDIO理念一经推出,立即受到了教育界的大力推崇和积极响应,截至2014年,全世界已经有111所高校加入了CDIO合作组织[3]。
  二、CDIO理念在专业学位研究生工程能力培养中的适用性
  CDIO虽为本科工程教育而创立,但已扩展到硕士研究生教育,CDIO非常适合以工程导向为目标的专业学位硕士研究生培养。国内已有学者研究得出,CDIO能力目标与创新型人才的素质要求存在相当高的契合性[5],已有多位研究者提出基于CDIO理念培养研究生。于福莹等[6]提出了基于CDIO教育理念的全日制工程硕士研究生培养模式探析,余保华[4]提出了基于CDIO理念的教育硕士培养模式,Yanbin Shi[7]在机械工程、史金龙[8]在计算机、朱爱民在土建工程、贾敏在电信工程等不同领域研究了基于CDIO的专业学位研究生培养。多位研究者的成果表明,CDIO完全适用于专业学位研究生工程能力的培养。
  三、研究生技术知识分析的必要性
  如前所述,基于CDIO理念,加强工程能力培养,是我国专业学位研究生培养模式改革的方向。笔者所在的重庆大学建筑材料学科已经认识到加强研究生工程能力培养的重要性,提出了“基于CDIO理念的建筑材料专业学位研究生培养模式研究与实践”的研究课题。本课题的核心工作就是厘清建筑材料学科专业学位研究生必备的技术知识构成,这也是由CDIO大纲特点所决定的。从表1和图1CDIO教学大纲层级和图1可以看出,工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力中,CDIO大纲对后三类能力进行了非常详细的细化,对第一类能力工程基础知识只给出了3项二级能力,其三级能力由具体专业确定。CDIO大纲规定的工程基础知识能力是整个CDIO理念的基础。CDIO发起人,麻省理工学院的Edward F.Crawley在其著作[2]中,把技术知识和推理能力放在教学大纲的最前面是为了提醒人们,深厚的工程技术基础知识应该是工程教育的基本目标。现代工程系统越来越依赖多学科背景知识的支撑;因此,学生必须掌握适当的技术知识,并具备严谨的推理能力[2]。
  四、建筑材料专业学位研究生的技术知识
  (一)建筑材料学科特点
  建筑材料学科的主要特点,一是典型的交叉学科,主要横跨土木工程与材料学两个学科。建筑材料服务于土木工程建设,是土木工程技术发展的物质基础。它的工程问题涉及机械、电子、计算机等学科,它的经济问题则涉及经济学、系统学等学科;建筑材料则涉及无机非金属材料、高分子材料和金属材料等学科。二是典型的工程应用型学科。建筑材料研究生毕业后,除一小部分进入高校与科研机构外,就业主要面向的是工程应用型单位,包括质量检测单位、建筑材料生产企业、施工与监理企业等,即使从事科学研究,也主要以材料的工程应用研究为主。
  (二)建筑材料专业学位研究生技术知识构成
  CDIO大纲提出的工程基础知识包括3组第二层能力,即基础科学知识、核心工程基础知识和高级工程基础知识。三组能力的相互关系如图2。从图2可以看出,基础科学知识是工程基础知识另两个二级能力的基础,是工程师具备工程能力的首要条件。   1.基础科学知识。参照美国工程与技术认证委员会ABET发布的认证标准EC2000给出的解释,基础科学知识和核心工程基础是应用数学、自然科学和工程知识的能力。基础科学知识主要是应用数学和自然科学的能力。研究生经过4年的本科阶段学习,基本的数学、物理和化学等知识已经具备,需要继续学习的基础知识应该是本科阶段
  2.核心工程基础知识。参照ABET发布的EC2000认证标准,核心工程基础知识主要指的是应用本学科工程知识的能力。按照建筑材料学科特点和毕业生未来就业方向要求,建筑材料专业学位研究生的核心工程基础应该包括水泥化学、水泥材料学、建筑材料试验方法、材料科学基础、建设工程质量控制与管理等。
  3.高级工程基础知识。参照ABET发布的EC2000认证标准,高级工程知识是指在工程实际中使用现代技术和必备工具的能力。按照建筑材料学科特点和毕业生未来就业方向要求,建筑材料专业学位研究生的高级工程基础知识应该包括现代测试技术、计算机技术、材料制备技术等。
  五、结语
  作者分析了当前最先进的CDIO教育理念和教育大纲,肯定了CDIO理念在专业学位研究生工程能力培养中的适用性。基于CDIO大纲,作者提出了适应于建筑材料学科特点和毕业生职业发展需要的专业学位研究生技术知识的具体内容。
  鉴于目前国内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适性,对其他学科的专业学位研究生教学具有一定的借鉴作用。
  参考文献
  [1]靳培培.论我国专业学位研究生教育发展的基本导向[J].学位与研究生教育,2013(1):48-52.
  [2]Edward F.Crawley,Johan Malmqvist,S?觟ren ?魻stlund等著,顧佩华,沈民奋,陆小华译.重新认识工程教育:国际CDIO培养模式与方法[M].北京:高等教育出版社,2009.
  [3]http://www.cdio.org/cdio-organization
  [4]余保华.基于CDIO理念的教育硕士培养模式探析[J].研究生教育研究,2012(5):60-64.
  [5]康全礼,陆小华,熊光晶.CDIO大纲与工程创新型人才培养[J].高等教育研究学报,2008(12):15-18.
  [6]于福莹,肖宏,王加春,等.基于CDIO教育理念的全日制工程硕士研究生培养模式探析[J].学位与研究生教育,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]史金龙,白素琴,庞林斌,等.研究生机器视觉课程的CDIO教学改革实践[J].计算机教育,2013(9):40-44.
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