CDIO-介绍-PPT课件

CDIO工程教育与CDIO创新实践中心2010.10CDIO中心公共邮箱：[e-mail]邮箱密码：12345615659982821唐晓明它是现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程CDIO工程教育理念就是要以这个全过程为载体培养学生的工程能力，其能力不仅包括学科知识，而且包括学生的终身学习能力、团队交流能力和在企业和社会环境下的构思-设计-实施-运行能力什么是CDIO？构思（Conceive）设计（Design）实施（Implement）运行（Operate）学院引入CDIO工程教育理念的目的就是要对传统的工程教育模式进行改革。是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等大学经四年摸索，并成立了CDIO国际合作组织。什么是CDIO？构思（Conceive）设计（Design）实施（Implement）运行（Operate）CDIO工程教育与CDIO创新实践中心CDIO创新实践中心工作室的管理CDIO创新实践中心CDIO工程教育模式工程教育改革的必要性工程教育改革的必要性传统工程教育的弊端教育的根本问题教育的根本问题如何教育才能确保学生更好的学到这些知识、能力和态度？学生毕业后，他们应该具有什么样的知识、能力和态度？•基础知识的理解•设计与制造过程的理解•具有多学科系统观点•具有很强的交流能力•具有高的道德标准•理解如何构思－设计－实施－运行•创造复杂、高附加值的工程系统•置身于现代团队协作的工程环境中教育的根本问题构思设计实现运行目标概念设计初步设计施工设计元件制造系统整合、测试全生命支持演化-商业战略-技术战略-客户需求-目标-竞争-项目计划-商业计划-需求-功能-概念-技术-构建-平台计划-市场定位-法规-供应商-承诺-需求定位-模型开发-系统分析-系统解构-界面要求-元件设计-需求确认-失效和预案分析-确认设计-硬件制造-软件编程-资源-元件测试-元件改进-系统整合-系统测试-改进-取得认证-投产-交货-销售和铺货-运行-物流-客户服务-维护与维修-回收-升级-系统改进-产品家族扩张-退休在这个服务过程中他们不仅需要学科知识，而且包括学生的终身学习能力、团队交流能力和和在企业和社会环境下的构思-设计-实施-运行能力现代工程师总是在领导或具体从事产品、过程或系统的构思、设计、实现和运行中的某个环节或全部过程教育的根本问题What？•大部分工程师的学习都是从具体到抽象，例如：从操作物件到理解理论概念•刚踏进大学的学生缺乏建造和修理的经验（动手能力）•设计-实现活动及其它形式的体验式学习为学生建立认知框架，学生需要具有这种认知框架才能对基本理论有更深的理解•这样的学习方式对学习产品、过程和系统的构建能力和对加深技术知识的理解具有双重的作用教育的根本问题工程教育存在的问题传统的授课方式不能满足·需要学生缺乏自主学习、自主实践的能力实践教学脱离工程实际教师队伍工程背景欠缺，教学脱离工程实际。毕业生不能满足社会和工业界的要求工程教育的弊端CDIO工程教育模式什么是CDIO？CDIO的基本内容CDIO教学大纲CDIO的标准CDIO的愿景它是现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程CDIO工程教育理念就是要以此全过程为载体培养学生的工程能力，此能力不仅包括学科知识，而且包括学生的终身学习能力、团队交流能力和在企业和社会环境下的构思-设计-实施-运行能力什么是CDIO？构思（Conceive）设计（Design）实施（Implement）运行（Operate）1个愿景（vision）1个大纲–对学生4个层面的能力要求12条标准–对是否实践CDIO教学理念的判定标准，对培养计划、课程结构、教学方法、教学评估和学生考核等方面进行指导CDIO的基本内容CDIO教育在产品、过程或系统的构思-设计-实施-运行的背景环境下强调基础知识学习。这个愿景的突出特点是：教育是基于明确的、经利益相关者确认的专业目标和学习效果目标学习效果目标通过一系列一体化的学习经验来实现，让学生体验真正的工程师在职业生涯所经历的问题精心设计的一体化学习经验产生双重影响，既能提高学生的能力又能加深基础知识的学习CDIO的愿景（vision)CDIO大纲的四个层面构思－设计－实现－运行（CDIOlearningtodo）复杂的工程系统（技术learningtoknow）基于工程环境的现代团队（团队交流learningtolivetogether）和有成熟思维的个体（个人learningtobe）CDIO教学大纲1.1基础科学知识1.2核心工程基础知识1.3高级工程基础知识CDIO教学大纲1技术知识和推理2.1工程推理和解决问题的能力2.1.1发现问题和系统的表述问题2.1.2建模2.1.3估计与定性分析2.1.4带有不确定性的分析2.1.5解决方法和建议2.2实验和发现知识2.2.1建立假设2.2.2查询印刷资料和电子文献2.2.3实验性的探索2.2.4假设检验与答辩2.3系统思维2.3.1全方位思维2.3.2系统的显现和交互作用2.3.3确定主次与重点2.3.4解决问题时的妥协、判断和平衡2.4个人能力和态度2.4.1主动性与愿意承担风险2.4.2执着与变通2.4.3创造性思维2.4.4批判性思维2.4.5了解个人的知识、能力和态度2.4.6求知欲和终身学习2.4.7时间和资源的管理2.5职业能力和态度2.5.1职业道德、正直、责任感和负责任2.5.2职业行为2.5.3主动规划个人职业2.5.4与世界工程发展保持同步CDIO教学大纲2个人能力、职业能力和态度3.1团队工作3.1.1组建有效的团队3.1.2团队工作运行3.1.3团队成长和演变3.1.4领导能力3.1.5形成技术团队3.2交流3.2.1交流的策略3.2.2交流的结构3.2.3书面的交流3.2.4电子及多媒体交流3.2.5图表交流3.2.6口头表达和人际交流3.3使用外语的交流3.3.1英语3.3.2其他区域工业国的语言3.3.3其他语言CDIO教学大纲3人际交往能力：团队工作和交流4.1外部和社会背景环境4.1.1工程师的角色与责任4.1.2工程对社会的影响4.1.3社会对工程的规范4.1.4历史和文化背景环境4.1.5当代课题和价值观4.1.6发展全球观4.2企业与商业环境4.2.1重视不同的企业文化4.2.2企业战略、目标和规划4.2.3技术创业4.2.4成功地在一个组织中工作4.3系统的构思与工程化4.3.1设立系统目标和要求4.3.2定义功能、概念和结构4.3.3系统建模和确保目标实现4.3.4开发项目的管理4.4设计4.4.1设计过程4.4.2设计过程的分段与方法4.4.3知识在设计中的利用4.4.4单学科设计4.4.5多学科设计4.4.6多目标设计（DFX）4.5实施4.5.1设计实施过程4.5.2硬件制造过程4.5.3软件实现过程4.5.4硬、软件集成4.5.5测试、证实、验证和认证4.5.6实施过程的管理4.6运行4.6.1运行的设计和优化4.6.2培训与操作4.6.3支持系统的生命周期4.6.4系统改进和演变4.6.5弃置与（产品或系统）寿命终结问题4.6.6运行管理CDIO教学大纲4在企业和社会环境下构思、设计、实施、运行系统重新安排当前的实践和资源：•课程体系•设计-实现经验及工程工作空间•教学、学习及考核方法•提高教师能力•评估与提高设计一种教学模式，使现有资源能更好地应用与提升学生的学习能力如何做？1－采用CDIO理念*2－学习效果*3－一体化教学计划*4―工程导论5－设计制造经验*6－CDIO学生实践场所7－一体化学习经验*8－主动学习9－教师CDIO能力的提高*10–教师的教学能力的提高11–CDIO能力考核*12－CDIO专业评估CDIO的标准CDIO创新实践中心CDIO的项目分级CDIO的平台建设CDIO中心的制度和工作国外高校及我校拟开展的实践华侨大学厦门工学院CDIO创新示范中心的创建本着以华侨大学厦门工学院的实际情况为出发点，以CDIO教学大纲为依据，整合院内所有各系现有实验室、实践资源创建CDIO创新实践平台，支持学院、专业和学科课程三个不同层次的项目和实验的实施以及创新实践活动的开展；建设综合性、系统性、多层次的实验教学基地和院系两级的学生创新实践中心，形成以学生为主的多学科交叉团队自主创新设计平台；面向院内外学生开放，学生可以跨专业、跨年级选择开放项目，激发学生参加各类工程实践活动的热情，从机制上保证学生创新精神和创新能力的培养；实现实践教学和理论教学的无缝连接，共同为工程知识、能力和素质的一体化培养服务。学院CDIO创新实践中心根据CDIO以项目为导向的培养模式，将CDIO项目划分为三级:1.级为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目；2.级为包含一组相关核心课程,能力要求的项目；3.级为单门课程内为增强该门课程能力与理解而设的项目，3级项目的设立由各门课程大纲根据需要确。各系CDIO创新中心:1.负责2级涉及核心课程组能力要求的项目。2.2级项目则以相关核心课程群和相关能力要求为基础。作为1级项目的支撑，2级项目既是对相关课程群的综合，也是对整个教学体系的补充，主要培养学生综合应用相关课程内容的能力，特别注重学生的创新思维能力与终生学习能力的培养。CDIO以项目为导向分三级院级CDIO创新实践中心主要的两类项目（1）1级项目要求能完整的贯穿于整个本科教学阶段，使学生系统地得到构思、设计、实现、运作的整体训练。（2）负责综合跨学科类或交叉类项目，使学生系统培养综合复杂交叉项目的构思、设计、实现、运作的整体强化训练。为了使综合、交叉的贯穿性的院级CDIO创新实践项目具有实际可操作性，院级CDIO创新实践中心通过全院各系部专业选拔品学兼优的学生组建十多个高级实践班，学生被分成不同的兴趣小组，对诸多领域一些前沿课题和老师一起进行专题讨论和实施，完成科技项目和论文写作的实施，使得学生在本科阶段有了做科研的经历。此外组织实践班的同学还应积极参加各级别的科技竞赛，组织实践班的同学进行创新发明，申请专利并选择应用前景好、技术水平高的项目学院给予各方面的支持、孵化和转化，真正使学院培养各类创新型拔尖人才成为可能。CDIO创新实践中心负责的项目CDIO创新实践中心的平台建设主要从四个方面展开：1）逐步建立健全一支结构合理、相对稳定、教育理念先进、学术水平高、教学科研能力强、实践经验丰富、熟悉实验技术、勇于创新的实验教学队伍。科学规划，合理配置中心人员，同时要采取措施鼓励高水平教师投入实验教学，使实验教学与理论教学队伍互通，教学、科研、技术兼容。2）提供15间CDIO工作室。为了给学生提供一创新学习、讨论的良好环境，组建众多的学习小组。小组由专业老师和工作室教师统一管理，成员是大一至大四的学生按梯队比例组成，并且按兴趣分成了多个小组，每组都有明确的任务，由老师监督完成。CDIO创新实践中心的平台建设3）分批组建十多个高级实践班，数十个较高水平综合、交叉支撑项目的硬件平台。4）建立学院CDIO创新实践中心综合网站，包括各创新实践班及项目组的活动管理、创新理念、各学科前沿知识、创新论坛、各及竟赛的组织、发明专利的申请与实施、资料下载、成果展示等栏目，使之真正成为学院CDIO创新实践的软平台。5）中心以营造校园创新氛围，培养我校大学生的创新意识为宗旨。为广大同学打造科技创新的平台。中心为学生提供与竟赛、专利、创新思维有关的报纸、图书、杂志等。中心通过讲座、参观、沙龙、竟赛等多种方式，为会员提供创新思维成长的土壤。为有力调动学生的创新积极性，鼓励学科交叉，CDIO创新实践中心，开放十五间CDIO创新工作间，为各CDIO项目小组提供研讨、资料共享的独立空间。CDIO创新实践中心的平台建设CDIO中心设置:1.结构与金工综合工作室2.RoboCup机器人、工业机器人实验室3.微机综合应用实验室4.机电一体化设备实验室、5.新材料实验室6.新能源实验室7.电子电路