重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法

CDIO 代表构思(conceive)､设计(design)､实施(implement)､运行(operate),是由美国麻省理工学院､瑞典皇家工学院､瑞典查尔摩斯工业大学和瑞典林雪平大学共同创立的工程教育改革模式｡CDIO 改革是基于CDIO理念而建立的国际工程教育改革合作计划,包括CDIO理念和与之相适应的学习目标(教学大纲)､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｡截至2008年底,CDIO国际合作组织已有包括麻省理工学院在内的36个成员｡

CDIO改革的愿景是为学生提供一种在实际系统和产品的构思—设计—实施—运行的背景环境下强调工程基础的工程教育,使学生能够

掌握深厚的技术基础知识;

领导新产品和新系统的开发与运行;

理解工程技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响｡

本书是由CDIO改革的最初几位创始人根据他们的研究成果和实践经验而总结撰写的,是对CDIO改革理念和实践的首次全面介绍和总结｡本书的第一章简要介绍了CDIO工程教育改革的原理､背景､教学大纲和标准,以及CDIO改革的发展;第二章详细介绍了工程教育改革的要求､CDIO改革的愿景､教育学基础,以及如何实现CDIO改革的愿景;第三章介绍了作为CDIO改革重要文件的CDIO教学大纲的形成､发展及其特点;第四章阐述了能够取得知识教育和能力培养双重效果的一体化课程计划的设计;第五章介绍了工程实践场所的设计与要求;第六章总结了教与学的方法､手段和资源;第七章讨论了如何通过对学生的有效考核来促进教与学;第八章讨论了实施CDIO改革对组织､文化改变的要求和建议;第九章论述了如何对改革的效果进行评估;第十章对国际工程教育的历史发展进行了全面的回顾

目录
- 前辅文
- 第一章导论
  - 1.1 基本原理
  - 1.2 背景
  - 1.3 CDIO工程教育改革
  - 1.4 教学大纲与标准
  - 1.5 实施与发展过程
  - 1.6 关于此书
- 第二章综述
  - 2.1 引言
  - 2.2 本章目标
  - 2.3 改革的动力
    - 2.3.1 现代工程师的任务
    - 2.3.2 构思—设计—实施—运行
    - 2.3.3 工程教育改革的必要性
    - 2.3.4 工程教育改革的要求
  - 2.4 CDIO工程教育改革
    - 2.4.1 目标集
    - 2.4.2 愿景
    - 2.4.3 教育方法的基础
    - 2.4.4 满足教育改革的要求
  - 2.5 愿景的实现
    - 2.5.1 CDIO教学大纲
    - 2.5.2 CDIO标准
    - 2.5.3 组织与文化的改变
    - 2.5.4 提高教师的能力
    - 2.5.5 开源下的CDIO方法和资源
    - 2.5.6 并行发展的合作价值
    - 2.5.7 与国家标准和其他改革项目的一致性
    - 2.5.8 吸引和留住具有工程师资质的学生
    - 2.5.9 满足改革要求
  - 2.6 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 第三章 CDIO教学大纲——工程教育的学习效果
  - 3.1 引言
  - 3.2 本章目标
  - 3.3 工程知识和能力
    - 3.3.1 工程所需的知识和能力
    - 3.3.2 合理和详细的教学大纲的重要性
  - 3.4 CDIO教学大纲
    - 3.4.1 CDIO教学大纲的开发和整合
    - 3.4.2 CDIO教学大纲的内容和结构
    - 3.4.3 CDIO教学大纲的验证
    - 3.4.4 现代工程主旋律——创新和可持续性
    - 3.4.5 CDIO教学大纲的通用性
  - 3.5 学习效果和学生应具备的程度
    - 3.5.1 四所CDIO发起大学的学习效果研究
    - 3.5.2 对掌握的熟练程度的调查
    - 3.5.3 麻省理工学院的调查结果
    - 3.5.4 三所瑞典大学的调查结果
    - 3.5.5 四所大学调查结果的比较
    - 3.5.6 贝尔法斯特女王大学的学习效果研究
    - 3.5.7 将应掌握的程度转化为学习效果
  - 3.6 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 第四章一体化课程计划的设计
  - 4.1 引言
  - 4.2 本章目标
  - 4.3 一体化课程计划的依据
    - 4.3.1 实际的需要
    - 4.3.2 教育方法的理由
    - 4.3.3 课程计划设计的特性
    - 4.3.4 教师印象中的基本能力
  - 4.4 课程计划设计基础
    - 4.4.1 课程计划设计过程模型
    - 4.4.2 课程计划内容和学习效果
    - 4.4.3 已有条件
    - 4.4.4 现有课程计划标准化分析
  - 4.5 一体化课程计划设计
    - 4.5.1 课程计划的结构
    - 4.5.2 课程计划内容和学习效果的顺序
    - 4.5.3 课程计划与学习效果的对应
  - 4.6 工程导论
  - 4.7 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 第五章设计—实现经验和工程实践场所与条件
  - 5.1 引言
  - 5.2 本章目标
  - 5.3 设计—实现的经验
    - 5.3.1 设计—实现经验的意义
    - 5.3.2 设计—实现经验的角色和价值
    - 5.3.3 基本设计—实现的经验
    - 5.3.4 高级设计—实现的经验
    - 5.3.5 设计—实现经验的特性
    - 5.3.6 贯穿于课程计划的设计—实现经验
    - 5.3.7 设计—实现经验的挑战
    - 5.3.8 利益相关者的反映和总结
  - 5.4 工程实践场所
    - 5.4.1 工程实践场所的角色和益处
    - 5.4.2 实践场所的设计
    - 5.4.3 CDIO实践场所的实例
    - 5.4.4 CDIO实践场所中的教与学模式
    - 5.4.5 工程实践场所对管理和使用的挑战
  - 5.5 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 第六章教与学
  - 6.1 引言
  - 6.2 本章目标
  - 6.3 学生对教与学的认识
  - 6.4 一体化学习
    - 6.4.1 一体化学习的益处
    - 6.4.2 多课程经验的一体化学习
  - 6.5 提高一体化学习的方法和资源
    - 6.5.1 预期学习效果的具体要求
    - 6.5.2 预期学习效果的分类
    - 6.5.3 预期学习效果的实例
    - 6.5.4 预期学习效果的建设性调整
    - 6.5.5 教师对一体化学习的支持
  - 6.6 主动学习和经验学习
    - 6.6.1 主动学习的方法
    - 6.6.2 经验学习方法
    - 6.6.3 采用多种主动学习和经验学习的方法
    - 6.6.4 使工程教育对学生更具吸引力
  - 6.7 收益与挑战
  - 6.8 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 第七章学生学习的评估
  - 7.1 引言
  - 7.2 本章目标
  - 7.3 学习评估的过程
  - 7.4 使评估方法和学习效果相一致
  - 7.5 学生学习效果的评估方法
    - 7.5.1 笔试和口试
    - 7.5.2 表现评分
    - 7.5.3 产品审查
    - 7.5.4 学习日记和卷案
    - 7.5.5 其他自我测评的方法
  - 7.6 评估结果对教与学的改进
  - 7.7 主要收益和挑战
  - 7.8 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 第八章适应并实施CDIO教学模式
  - 8.1 引言
  - 8.2 本章目标
  - 8.3 以CDIO专业计划建设作为文化与组织改革的案例
    - 8.3.1 促进文化改革成功的关键因素
    - 8.3.2 第一阶段改革——有一个正确的开端
    - 8.3.3 第二阶段的改革——建立改革的核心工作的动力
    - 8.3.4 第三阶段的改革——制度性的改革
    - 8.3.5 大学的改革作为组织改革的案例
  - 8.4 教师的提高和对教师的支持
    - 8.4.1 提高教师的能力水平
    - 8.4.2 提高教师的教学和评估能力
  - 8.5 用于支持专业计划改革的资源
    - 8.5.1 用工程设计的模式开发CDIO方法
    - 8.5.2 开源方法和资源
    - 8.5.3 并行发展合作的价值
  - 8.6 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 第九章专业评估
  - 9.1 引言
  - 9.2 本章目标
  - 9.3 基于标准的专业评估
  - 9.4 CDIO标准和相关的主要问题
    - 9.4.1 CDIO标准的原理与组成
    - 9.4.2 与标准相一致的主要问题
  - 9.5 专业评估的方法
    - 9.5.1 审阅文件
    - 9.5.2 与个人和专题小组面谈
    - 9.5.3 问卷调查
    - 9.5.4 教师工作体会备忘录
    - 9.5.5 校外专家的专业审查
    - 9.5.6 不同学习时期的分析
  - 9.6 按CDIO标准评价一个专业
  - 9.7 专业的持续改进过程
  - 9.8 CDIO专业计划的总体影响
    - 9.8.1 输入､过程和短期效果的初步成果
    - 9.8.2 长期效果和整体影响的研究
  - 9.9 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 第十章工程教育的历史回顾
  - 10.1 引言
  - 10.2 本章目标
  - 10.3 工程教育的起源
    - 10.3.1 法国的工程教育
    - 10.3.2 北欧的工程教育
    - 10.3.3 英国的工程教育
    - 10.3.4 美国的工程教育
  - 10.4 工程和工业发展
  - 10.5 科学作为工程的基础
    - 10.5.1 美国的发展
    - 10.5.2 欧洲的发展
    - 10.5.3 战后的发展
  - 10.6 实践能力和经验的减少
    - 10.6.1 技术学校的转化
    - 10.6.2 工业界的反应
    - 10.6.3 回归实践
  - 10.7 学科大量增加和学科边界模糊化
    - 10.7.1 学科大量增加的解决办法
    - 10.7.2 技术与自然边界的模糊化
    - 10.7.3 新技术的影响
  - 10.8 当代的挑战
    - 10.8.1 新的工程职业形象
    - 10.8.2 培养工程师新的教育模式
    - 10.8.3 用CDIO方法应对当代教育的挑战
  - 10.9 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 第十一章展望
  - 11.1 引言
  - 11.2 本章目标
  - 11.3 改革工程教育的动力
    - 11.3.1 科学突破与技术发展
    - 11.3.2 国际化､学生的流动性和适应能力
    - 11.3.3 工科新生的能力和态度
    - 11.3.4 性别考虑和拓宽生源的问题
    - 11.3.5 政府和多边协议项目
  - 11.4 CDIO方法的未来发展
    - 11.4.1 应用到其他工程学科
    - 11.4.2 在研究生培养中实施
    - 11.4.3 工程教育以外的应用
  - 11.5 小结
  - 讨论题
  - 参考文献
- 附录A CDIO教学大纲
- 附录B CDIO标准

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