基于协同理论的CDIO工程教育模式探索_以机械工程及自动化专业为例

教改论文

中国大学教学 2012年第5期

基于协同理论的CDIO工程教育模式探索

——以机械工程及自动化专业为例

潘柏松 胡 珏 秦宝荣

摘 要：CDIO理念下的工程教育改革受到各国的普遍关注，然而CDIO模式的普适性同样遭到质疑。本文从协同理论的研究视野探索CDIO的本土化路径，构思了基于协同理论的CDIO工程教育模式（S-CDIO）。根据S-CDIO模式的特征，结合浙江工业大学机械工程及自动化专业实际，设计了S-CDIO模式的框架，并对其教学大纲、课程体系和评价体系等进行具体阐述。

关键词：CDIO；协同理论；工程教育；机械工程

论研究。

一、基于协同理论的CDIO工程教育模式的兴起与特征

2000年，美国麻省理工学院（MIT）等4所大学组成了跨国研究组织，经过4年的探索研究，创立了CDIO工程教育模式，即：构思（C）、设计（D）、实现（I）、运行（O）。该模式强调以主动的、实践的及课程之间有机联系的方式学习工程，反映了系统论中整体性、结构性、层次性的特征。然而，每个专业、学科、大学乃至国家都有自身独特的教育环境和需求。在进行工程教育改革中，各组织、要素间复杂的相互作用既可以产生协同效应，发挥“1＋1＞2”的育人功能；也可能产生消极效应，制约工程教育的发展。

立足我国工程教育现状，具代表性误区可归为两类。其一，把教育体系视作一个封闭的系统，对于尚处试点阶段的CDIO模式既缺乏本土化的探索，又与产业界互动甚微，教育资源无法与改革步伐协同。其二，把CDIO工程教育实践教学项目机械地叠加在基于学科的专业知识教育之上，学生的学习负担不断加重，理论教学与能力培养之间的“紧张关系”仍然无法消除。

为了增加CDIO教育模式在各地的普适性，研究者已开发了许多资源，力求将其整合并系统化，使其成为一种开放资源[1]。尤其值得注意的是，在开放的、多样的、复杂的工程教育系统中，CDIO模式并不是一种规定的模式，它还有开放性、协同性的特征。为此，我们必须拓展视野，用一种新的科学理论指导操作实务和理

协同理论即协同学（Synergetics）就是这样一种理论。它由德国著名物理学家赫尔曼·哈肯于1969年创立。作为一门新兴的跨学科理论，它的研究与应用非常广泛，范围横跨自然科学和社会科学。协同学以非平衡开放系统的“协同性”为研究对象，其目标是在千差万别的各科学领域中确定系统自组织赖以进行的自然规律[2]。作为现代科学基础理论的协同理论，为工程教育提供了更为有效的研究视野和探索路径。

工程教育系统是一个复杂而庞大的系统，它符合协同理论下自组织形成所具备的要件。其一，它是一个开放的系统，其发展变化与教育界、产业界、政府、非营利性社会机构等多个利益相关者息息相关。其二，工程教育系统存在非平衡性：一方面系统内部的专业设置、课程设置、教学方式等构成错综复杂的相互联系，具有非线性的特点；另一方面工程教育的发展要求系统远离平衡态，系统涨落发生与否，取决经济、社会、自然环境的发展状况。其三，工程教育系统具备协同性，在非平衡条件下，子系统之间的协同效应使系统中的某些运动趋势联合起来并占据优势地位，从而支配系统整体的演化。

从全球范围看，工程教育系统出现明显的涨落，各国都在困境中寻求最佳的工程教育模式。CDIO教育模式诞生于工程教育系统运动过程中，从构思、设计、实现、运行4个环节培养的工科人才，逐渐成为工程教育改革的风向标和支配力量。我们认为，在协同理论（Synergetics）视角下的CDIO工程教育模式（简称

潘柏松，浙江工业大学机械工程学院副院长，教授；胡 珏，浙江工业大学机械工程学院助理研究员；秦宝荣，浙江工业大学机械工程学院机械工程及自动化系主任，教授。

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S-CDIO），必然与协同思想在其他自然系统、社会经济系统等复杂系统中的应用呈现出不同的特征。

1．在合作和竞争的基础上建立的协同关系。协同理论认为，系统要从无序状态向有序状态演进与发展，必须不断打破平衡状态，扩大对外开放，与外界进行物质、各部门间教育资源的集成与共享。委员会还应与推行S-CDIO模式的院系、学校教学主管部门共议重大决策和阶段性政策制度，引导学校形成合理的人才培养目标、课程体系和评价体系，保障改革试点工作的顺利开展，实现S-CDIO模式的动态平衡。

信息和能量的交换。因此，S-CDIO模式的提出在于构建一个开放的、既与国际接轨又与本国经济社会发展相适应的工程教育系统，这就是要解决CDIO模式的本土化的问题。要实现S-CDIO模式，需要在学校与利益相关者之间建立一个利于资源共享和交流的战略联盟或平台，通过合作达到共赢。同时，S-CDIO模式的形成必然涉及两个及以上的部门或组织，每个参与成员都是具有自治权利的独立单位，除了联合与合作外，必然也存在着自主与竞争。

2．以资源集成与共享为核心的协同。S-CDIO工程教育模式的运作应当能够保证教育部门能及时获得其发展所需的资源。时至今日，CDIO成员已经开发了诸多教育资源以供各国高校学习交流共享。此外，S-C …… 此处隐藏：4952字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……