1.1《制药工程原理》课程现状
有些采用“制药工程原理与设备”，“制药工程原理与设备”存在同名，主题内容不同，各科交叉重复的现象。目前针对制药工程专业的教材有刘落宪主编的《中药制药工程原理与设备》，王志祥主编的《制药工程原理与设备》，袁其朋主编的《制药工程原理与设备》，姚日升主编的《制药工程原理与设备》。这些具有“药”味，但刘落宪主编的《中药制药工程原理与设备》的重点是中药制药，对于制药工程专业缺乏通用性，王志祥主编的《制药工程原理与设备》在化工单元操作的基础上增加了制药化工领域的新技术和新设备。姚日升主编的《制药工程原理与设备》以《化工原理》为基础，内容涵盖“三药合一”的知识点，涉及到制药工程类课程化工原理，药物制剂，化学制药工艺学，药厂车间设施规划及药事管理和GMP规范。王志祥主编的《制药工程原理与设备》以化工原理为基础，但袁其朋主编的《制药工程原理与设备》，介绍的是制药工程的原理与制药设备。内容涉及制药工业的各个环节，包括化学制药、生物制药、中药和天然药、制药分离、制剂工程、药品包装、药品质量控制等。同为《制药工程原理与设备》内容却大相径庭，出现在短学时《化工原理》后又开设王志祥主编以化工单元操作为主要内容的《制药工程原理与设备》的现象。教学实践还发现《制药工程原理与设备》的一些章节内容如制剂、质量控制等都与制药工程专业其他课程有重复现象。
1.2整体设置教学内容，加强教师之间的协作
课程之间内容重复影响学生学习的效率和积极性，CDIO工程教育注重整个专业的系统改革。CDIO的标准3:集成化课程设置，强调突出课程之间的关联性，围绕专业目标进行系统设计，从而避免不必要的重复，使关联的课程共同支持专业目标，使学生掌握各门课程知识之间的联系，并用于解决综合的问题。不同性质高校制药工程专业课程设置侧重点不同，培养从事药品制造，新工艺、新设备、新品种的开发、放大和设计人才为目标时相同的。所以制药工程原理不能独立，需要教师之间的协作，在制定培养方案时整体考虑设置本专业课程及课程内容、课时。对于制药工程不同专业方向(化学制药、生物制药、中药制药)的侧重点不同，但基本包括制药反应工程、制药分离工程和制剂工程技术，在理论教学中采取宽口径的方式，通过项目实践来体现侧重点的不同。制药工程原理与设备包括制药反应(发酵、提取工程)、制药分离、制剂三部分，制药分离包含制药过程涉及的典型单元操作，贯穿其中的流体流动、传质、传热是固体制剂单元操作如粉碎、混合、制粒、压片等的理论基础。负责不同课程的教师应相互协作，探讨，整体考虑各部分的内容，明晰知识之间的衔接与延伸，避免内容重复，在缺乏合适的教材情况下宜结合教材《化工原理》、《制药分离工程》、《制药化工原理》和《药物制剂及设备》等合理安排内容及课时。
2知识与能力的关联
CDIO工程教育标准1强调理论与实践、知识与能力的结合。CDIO工程教育要求获得专业知识的同时培养个人自身的能力、团队协作能力。知识必须与工程项目挂钩，制药工程原理的基本理论必须和实际制药过程结合起来。知识与能力的关联要求项目具有实践性，考核方式多样性。
2.1项目的选择
传统的化工原理课程设计主要是针对精馏和换热器的设计，毕业设计题目相似程度高，缺乏创新性。制药工程原理作为二级项目，项目的选择要以教学内容与企业实际为依据，适合制药工程专业特点。项目来源可以是企业合作项目，教师科研项目，学生参加的创新、竞赛项目，如制药工程设计大赛，创新创业等。学生主动提出或参与的项目更能激发学生的积极性和创造性。有助于实现让学生以主动的、实践的的方式学习工程。项目采取嵌套法，大项目包含小项目，二级项目和三级项目具有延续性。有助于实现让学生以课程之间有机联系的方式学习工程。大小项目体现不同要求，包括关键设备的设计，其他设备的选型。
2.2以提高能力为目标的评价
CDIO强调的不是内容而是能力，CDIO能力本位的教学观贯穿课程设置和教学实践的全过程，如何确保能力评价过程的合理性和有效性?CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。这四个层面的能力不是相互独立的。工程基础知识重在应用，体现在构思、设计、实现和运作每个过程，工程系统能力作为一种工程素养贯穿于构思、设计、实现和运作整个过程，个人能力和人际团队能力体现在个人和团队的表达和表现，包括完成项目的材料(包括设计说明书、图纸和产品等)呈现和口头、肢体表达。合理而有效的评价方式应是综合的、多样性的、有针对性的。评价应该贯穿项目的全过程，而不是最终的答辩。具体考核中包含的环节有阶段性的汇报，小组间互评，改进后专家审核，申请答辩。答辩环节包含团队展示，整体展示和负责项目中不同内容部分的个人展示，指导老师提问，旁观的学生提问，项目组学生向答辩专家提出自己在完成项目过程中的问题。一个宽松的环境有利于学生表达自己的思想和意见，实现提高能力的目标，而不是任务式的完成项目。
3师生关联，环境关联，加强教师的CDIO能力
改变项目组织形式，重视团队建设，一般的课程设计按学号分组，或学生自由组合，一个好的团队要使团队中每个成员发挥个性特长，使团队最优化。改变原来课程设计一成不变教师出题的套路，有利于教学相长，增强教师CDIO能力。高校青年教师普遍存在工程经验缺乏的问题，因此参与企业项目，邀请企业工程师参与指导有利于提高师生的工程素养。宣传CDIO工程教育模式，使作为主体的学生了解CDIO教育理念，通过明确学生学习目标营造学习环境。同时提供教学实践环境，即方便实施项目的教师和学生们查阅资料，讨论，制作等的场所和方便使用设备的的机制。
4结语
在CDIO工程教育模式的引进、消化、吸收和创新的过程中，我国学者重新审视了中国工程教育的现状，总结了我国工程科技人才的培养规律，分析和探讨了CDIO课程大纲和标准，重点研究了CDIO模式下的专业课程教学、一体化课程教学模式、大学生素质教育、创新型人才培养、学业评价、青年教师培养、工程文化教育等方面。典型的有：汕头大学实践了从CDIO到EIP-CDIO工程教育模式；北京交通大学探索并实践了基于CDIO的精英型软件人才培养模式；清华大学开展了联结理论与实践的CDIO工程教育模式；华中科技大学研究和传播了CDIO工程文化教育。然而公共基础课在CDIO工程教育模式下的教育教学研究甚少，其中黑龙江工程学院电子工程系对CDIO教育模式的工科大学物理教学内容改革进行了探讨。
二、大学物理课程概述
大学物理是一门重要的公共基础课程，是研究物质的基本结构、相互作用和物质最基本最普遍的运动形式及其相互转化规律的学科。它的基本理论渗透在自然科学的许多领域，应用于生产技术的各个部门。而大学物理课程除讲授物理学的基本理论外，还着重讲授物理学的研究方法及其在工程技术上的应用，为此大学物理课程在教学过程中应使学生对物理学的基本概念、基本理论和基本方法有比较系统的认识和正确的理解，掌握科学的学习方法，增强科学观察和思维的能力以及分析问题和解决问题的能力，培养学生的探索精神和创新意识。
三、大学物理课程教学现状分析
随着现代化教育事业的快速发展，传统的教育理念和方法已不利于专业发展和人才的培养，现代教育理念要求注重学生实践能力的培养，进而提高教学质量。我校教育不仅注重培养学生的动手能力、实践能力、可持续发展能力，还培养学生良好的团队合作精神和团队协作能力。当前，大学物理课程教学主要存在以下几个问题：（1）学生实践环节相对偏少，对学生实践能力训练不够；（2）教学方法以教师讲授为主学生学习为辅的传统单一的教学模式，以至于学生的学习兴趣和积极性不高；（3）学生的团队合作精神不高，团队协作意识不强。
四、基于CDIO工程教育模式下的大学物理课程教学改革
在全面理解CDIO教育理念的基础上，结合大学物理课程的特点，从教学模式上进行改革，使学生在实际动手能力、独立创新能力、团队合作能力等方面有所提高，以适应社会发展的需要。
1.基于CDIO教育模式下的学习小组设计
在教学过程中，选择2013级机械制造及其自动化专业132班进行试点，将该班同学分成10个小组，每个小组3-4名学生，每个小组自己推荐出组长，负责工作进度、成员的任务安排等领导工作。形成了一个以“以学生为主体，以教师为引导，以技能实训为主线，以职业能力培养为目标”的大学物理课程教学改革思路，利用好现有的教学资源，探索出一条行之有效的CDIO教学模式。
2.基于CDIO教育模式下的大学物理课程教学设计
大学物理课程共设计了六个模块，每个模块设置一个工程项目，利用工程项目为导向驱动教学任务，每一个项目都通过模拟工作的构思、设计、实施、运作4个阶段来实现：（1）构思阶段：根据项目任务书明确任务，即要学生明白自己要设计什么，学生收集相关资料整理资料，该阶段主要培养学生根据项目任务确定工作方案、收集资料的能力（2）设计阶段：小组讨论完成项目的概念性方案设计和初步设计，该阶段主要培养学生根据构思方案及所学知识设计工作方法及确定工作流程的能力；（3）实施阶段：根据设计方案学生自己动手完成项目，本阶段主要培养学生岗位职业能力和团队协作能力；（4）运作阶段：根据完成的效果进行项目评价，根据项目任务书的要求，每个小组成员把自己完成的项目情况做成PPT进行汇报，本组成员进行自评、小组互评和教师评价，指出优点与缺点，并根据考核评价标准给出学生的综合成绩，本阶段主要培养学生评估取舍能力、演说能力。
3.基于CDIO教育模式下的大学物理课程教学方法
改变传统的教学方式，突出学生在教学过程中的主体地位，增加教学实践环节。采用项目引导、任务驱动教学方法：结合生产企业的实际项目，将理论教学与实验教学、课程实训实习、课程设计等实践性环节相结合，阐述基本理论，课堂讨论，案例分析，安排社会调研实习，实践辅导，重点放在教学做合一，课堂理论教学与实训教学合二为一，以实现教学做一体。学做创结合进行，将人才培养置于工程环境中。
4.基于CDIO教育模式下的大学物理课程考核方式
在考核方面，改变单一的笔试考试方式，多种考核方式相结合，突出实践能力的考核。从本学期开始大学物理的考核分为两部分，一部分在教学中进行考核，以每个学习小组为考核单位，根据工程项目进行汇报、答辩，教师最后根据设计方案、效果表现、图纸完整程度、效果表现、汇报材料及提问的回答情况评定学生的综合成绩，每个小组都必须有合格的项目设计方案、设计图纸、文本说明才能通过考核，这种考核方式考核了学生的职业能力。一部分在期末进行笔试考核，考核学生对理论知识的掌握情况。
五、结语
1.1CDIO教育模式概述
20世界80、90年代，高校工程专业所培养的毕业生难以适应现实工业生产的需要，使工业界逐渐意识到高等教育脱离实践这一问题，直接教育已经远远满足不了现今社会教育的发展需要。迫于这种形势，2001年由美国麻省理工学院联合其他三所著名高校，共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系CDIO。CDIO教育模式旨在培养具有知识体系健全、双基扎实、工程业务水平高以及道德高尚的“新一代”卓越工程师。
1.2CDIO教育模式的应用情况
在国外，根据不同学科领域的要求，CDIO工程教育模式已被广泛应用且形成了一些特色CDIO教育模式。CDIO工程教育模式首先应用于麻省理工学院等4所高校的机械系、电气系。紧接着得到其他发达国家的认可，并且根据自己的情况开发出适合自己的具有特色的CDIO工程教育模式，以培养科学基础知识扎实，工程能力过硬的现代工程师，提高国家科技竞争能力。在国内，CDIO工程教育模式也得到了广泛的应用，2001年由北京交通大学主办，清华大学、北京航空航天大学、汕头大学、北京石油化工学院等高校协办的“2011北京CDIO区域性国际会议”称中国共57所高校开展CDIO工程教育模式试点工作，且已取得较好的成果。例如:汕头大学已根据自身教学情况以及资源，提出一种以工程设计为导向，以培养个人能力、团队能力和系统调控能力为主要目标的EIP-CDIO工程教育理念。汕头大学这种教育模式并不是发达国家CDIO教学模式的复制，而是吸取原有CDIO教育模式的经验精华之后，创立的属于汕头大学自己的工程师人才培养的教育模式，具有自己的特色，更符合自身教育教学实践情况。同时，CDIO工程教育模式也被应用于具体专业，例如:大连东软信息学院基于TOPCARES-CDIO工程教育理念，对专业设置驱动因素和影响因素进行分析，综合比较已有专业设置模型，应用鱼骨图的设计结构，引入模块化理念，突破固定维度限制，设计出鱼骨型专业培养方案设置模型。回顾国际工程教育改革背景，从哈尔滨理工大学工程教育与人才培养模式改革出发，结合校情，基于我校的物理专业的现况，以国外先进的CDIO教育模式为指导，借鉴国内的CDIO实践措施，建立起自己的CDIO工程教育模式势在必行。
2物理类专业现阶段的教育教学情况分析
第一、在大学物理类教学中，过分强调教师的教学量，进而忽视了其科研与办学的能力，这样就阻碍了大学在教学质量、科研成果和学校规划方面的发展。第二、学校的发展未能与社会同步，学校培养的人才不能满足社会的需求，更不能适应社会的发展。在校四年学习过程中，过多的学习科学理论知识，而忽略了实践环节，致使培养出来的学生缺乏工程实践能力以及创新能力;而这与社会需求的高素质的工程性人才是相悖的。第三、过分强调自然科学知识的学习，而忽略了人文科学的重要作用，致使培养来的学生丢失了传统文化，丧失伦理道德，成为“有才无德”之人，危害他人、危害社会。然而，CDIO工程教育模式要远远优于传统的教育模式，它拥有一套完备的教学框架，有自己的教学的大纲以及教学宗旨。首先，以德为本，培养具有高尚职业道德的人;其次，以学生自学为主，帮助学生掌握专业基础知识以及精湛的技艺，帮助学生开拓自己的创新能力以及认识自己潜在的价值;在此基础上，在人才培养中将教育过程与实际工程领域具体情境结合，培养“德才兼备”的新一代高水平工程师。因此，我校物理类专业可依据经典CDIO工程教育模式，构思适合自身情况的教育模式以及培养方案，以弥补现阶段教育教学中的不足，提高教学质量，促进学科发展，适应社会发展。
3构思基于CDIO模式的物理类专业教学培养方案
3.1科学理论基础的学习以及考核制度
根据大学生教学大纲指示，为完成大学生自学能力的培养任务，有关学生科学基础知识的学习当实施以“学生自主学习为主，老师答疑解惑为辅”的主观能动性学习模式。第一阶段:首先由教师对相关学科的知识点进行归纳、总结，并制定学习计划，然后将学习知识点以及学习计划分发到学生手中，由学生自行完成基础知识的学习过程(记忆、理解)，最后由教师编辑题库，对学生进行基础知识的考核，考核结果分为优、良、中，不合格4个级别，不合格者则不得进入下一学习阶段。第二阶段:首先由教师划分制定不同的知识模块，完成由同学选择自己喜爱的知识模块进行系统研究，挖掘知识深度，再由同学针对已学习的知识模块进行答辩，展示自己的学习成果，重点讲述自己对知识点的理解以及相关知识的联系性，最后由老师对其的答辩进行点评，提出今后的学习研究重点，并且给予答辩评价，并且此过程为循环过程，要求每个同学依次掌握不同的模块。第三阶段:基于第一以及第二阶段的学习成果，教师评定出学生的学习成绩(优、良、不合格3个级别)，成绩为优、良者方可参加相关的科技竞赛、科研项目，并且科技竞赛与科研项目的成绩可以转换成一定的学分，对于在科技竞赛以及科研项目中表现突出的同学，学校可以对其进行精英式培养，作为学校、社会以及国家的储备人才，为进一步培养优秀人才，奠定基础。第四阶段:仅仅经过以上3个阶段的培养，只能在专业技术方面对一个人有一定的提高;然而，这并不能使一个人在德行方面有所提高或蜕变。因此，对于基于CDIO模式物理专业人才的培养还需要新阶段的锻炼与培养，并且这个阶段势在必行。基于本校的特殊情况，应采取以下方案，来对学生的德行方面进行一个积极的考量与培养:首先由学生在年终进行自我评价，尤其是德行方面的表现进行逐一评价;接下来有辅导员、班主任以及一名任课老师给出相关的综合评价，最后由专家评论组对学生的德行给予中肯符合实际的评价。同时，将这次的评价结果告知学生，以便学生明确以后努力的方向，弥补不足，完善自己。
3.2科学理论学习与科技竞赛相结合
在夯实基础知识与基础能力之后，教师组织学生参加一些对理论分析、计算能力要求比较高的竞赛，比如:哈尔滨理工大学学术物理竞赛，全国大学生“高教杯”数学建模竞赛等。通过这类比赛来培养学生的团队协作能力，更重要的是在比赛过程中，可以将学习的数学、物理、化学等理论知识应用其中，使同学们对课本中的理论知识有一个新的认识。并且通过竞赛可以带动、检验基础知识的学习，让同学体验到用知识解决实际问题、解释现象的快乐，这样能够更好地激发学生的学习兴趣，提高学生的学术修养。在我校近期举行的《哈尔滨理工大学首届物理学术竞赛》中，参赛队员在比赛过程中得到锻炼，掌握设计出一套适合自己的解决问题的方法。最后，由教师结合比赛过程中学生的表现以及学生的比赛结果基于一定的评价分别为(优、良、中、差)。此评价结果计入学生的期末总评成绩。
3.3科学理论学习与科研项目相结合
在进行上述2个环节之后，接下来的环节要注重科学理论知识的实践应用以及交叉学科知识的运用，根据哈尔滨理工大学的现况，采用工程项目育人还是可行的。首先由教师进行交流、讨论，针对学科特点以及知识进行构思，设计出覆盖知识面广、切实可行的不同类型的工程项目;接下来由同学们进行自由组队，进行选题;然后，开展团队合作，对工程问题提出解决方法，进行实验验证亦或制作出作品;最后由专家在组织答辩，学生的作品以及研究方法进行评价。比如，我校近期开展的《哈尔滨理工大学首届物理实验演示仪器竞赛》，这个活动激发大学生对大学物理的兴趣，培养大学生严谨的学习态度、科学的研究方法、综合运用所学知识解决实际问题的能力和进行实验研究的能力，并且对于改进我校的实验演示仪器作出了贡献。
3.4横向学习要与纵向学习相结合
在3.1、3.2以及3.3中拟定了具体的基于CDIO模式的物理类专业教学培养方案以及实施方法，本节将从一个高的层次来看待CDIO工程教育模式。CDIO工程教育模式的学习不仅仅是单一方面的横向学习与纵向学习，而是二者的有机结合。纵向学习，能够解决一个问题的“然”与“所以然”，能够让学生深刻的理解一个问题的来龙去脉，但是对于与这个问题相联系的事物却没有详细的了解，从而限制了人思考的角度，没有全局的意识;然而横向学习，能够拟补这一缺憾，从类比、相似以及反推的逻辑思维来阐释同一类问题，这从通俗的层次传授了方法论与逻辑学知识。这样，基于横向与纵向学习的CDIO工程教育模式，不仅仅培养了具有较高等技术的工程师，更是培养了有思想的较高素质工程师。
3.5校内学习与社会实践学习相结合
综上提出的4个方面，仅仅是依托于学校固有的教学资源，开展的培养提高学生能力的项目，然而这些项目却与实际的社会生产创造需求脱轨;虽然它们能够在某种程度上提高学生的专业、道德水平，甚至说是综合素质，但是离高水平一流的工程师还有一定差别，有一段距离。为了弥补这一差距，还应进行以下三方面的改进:第一、学校除了在充分利用现有固定可见教学资源的基础之上，还应该发挥学校各种潜在的能力，挖掘一定的社会资源，比如:在专业技能培养方面，应注重与科技公司，生产工厂等建立联系;在社会公德、道德培养方面，应注重与一些敬老、养老院或者与志愿者相关的部门单位建立关系等。第二、学校在挖掘这些潜在的资源之后，应将学生定期派遣到对应单位，进行短期、长期等时间不等的培养与教育，与这些单位共联合，对进一步提高学生的综合素质作出努力。在培养过程中，所涉及的培养内容，无需拘泥于形式，可以是实践操作、工程技能培训、讲座、交谈会、茶话会、素质拓展以及其他的健康向上、丰富多彩的活动。第三、在完成以上相关活动后，每位同学都需要进行答辩报告，对自己进行客观的评价，包括表现突出以及不足两方面，以及自己在整个培训过程中自己的收获;除此之外，学校与相关参与单位应该组成专家评审团，根据学生的表现，给出客观可行的综合评价，主要包括专业技能的提高以及道德修养进行点评，给学生提出合理、公正、客观努力方向，使得学生想优秀、甚至是杰出的工程师买进一步。
4结语
依据CDIO专业培养目标的设计与确定的基本原则，结合国内相关院校改革经验，制定了化工专业培养目标，既培养具备面向化工及相关产业发展需要，适应未来科技进步，掌握化学工程与工艺专业的相关原理和知识，具有良好的社会责任感与职业道德，基础理论扎实、专业知识宽厚、实践能力突出、创新能力强，获得工程师良好训练，具有终身学习能力、人际交往能力、团队合作能力、组织协调能力和国际视野的高级工程技术人才。
2.课程设置
2.1课程设置的基本原则
(1)紧紧围绕“工程基础厚、工作作风实、创业能力强”的人才培养特色，以CDIO模式为基本框架和背景环境，以突出学生的工程实践能力、团队精神和合作能力、创新精神和创业勇气的培养为主要目标，建立符合国际工程师认证的课程体系。
(2)知识、能力、素质协调发展的原则。突出强调学生的综合素质培养，在重视知识传授的基础上，大力加强学生获取知识、提出问题、分析问题和解决问题的能力培养。
(3)以生为本，尊重、鼓励、引导学生个性化发展的原则。推进分类、分层教学，减少必修课，增加选修课，给予学生较大的自主选择空间，为学生的个性发展创造条件。
(4)突出工程实践能力和创新精神培养的原则。根据专业人才培养目标，统筹规划实践教学环节，丰富实践教学内容、方式和途径，构建科学有效的实践教学体系。
2.2课程平台建设
根据专业培养目标的要求及课程设置原则，共设置了人文社科课程平台、公共基础课程平台、学科基础课程平台、专业课程平台、素质教育课程平台、实践教学平台和创新创业教育等7个课程平台。
(1)人文社科课程平台。主要培养学生人文、社科等方面的基础知识与修养。
(2)公共基础课程平台。主要培养学生掌握相关的自然科学知识、一定的经济管理知识和相关的工程基础知识。
(3)学科基础课程平台。主要培养学生掌握化学、化工的基本理论、基础知识，受到化学与化工实验技能、工程实践能力的基本训练。
(4)专业课程平台。主要培养学生掌握化工装置工艺与设备的设计方法、化工过程模拟优化方法，具有创新意识和对新产品、新工艺、新技术和新设备进行研究、开发和设计的能力。
(5)素质教育课程平台。该平台是为优化学生知识结构，提高综合素质，增加学习的灵活性与主动性，实现文理交叉与渗透设置的课程平台。
(6)实践教学平台。主要培养学生的工程实践能力、动手能力、创新能力、团队协作精神。
(7)创新创业教育平台。鼓励学生参加各种创新实践活动，参加各种竞赛，培养学生的创新能力、创业能力、人际交往能力、团队精神和合作能力等，提升学生的综合竞争力。
2.3教学方法改革
CDIO工程教育改革是一项系统工程。依据CDIO理念确定的培养目标、课程设置依然只是规划，改革最终必须落实到每门课程、每节课堂、每个活动上，这样才能保证改革的顺利进行。目前我们以“化工设计”这门课程作为试点课程进行了教学方法改革，目的是测试改革想法的可行性和有效性，探索和积累经验。“化工设计”是化工专业学生必修的一门实践性很强的专业课。课程综合运用已学过的专业基础课和专业课的知识，讨论化工工艺过程开发、设备的设计以及化工厂的整体设计。改革前，“化工设计”课程主要是以理论教学为主。CDIO改革后，我们实行的是以项目为导向的教学模式。根据“化工设计”课程教学目标及课程大纲要求，在教学内容中安排了三级项目，三级项目下设置若干个子项目，学生按6-8人分成小组，每个小组自选一个子项目，要求学生在学习化工设计基本知识的基础上，完成一项包括构思、设计、实施和改进全过程的团队项目。在项目设计过程中，学生以团队内合作、团队间协作加竞争的方式进行自主探究式学习，教师仅起指导作用。本课程经过CDIO教学改革后，不但使学生掌握了化工设计基本理论知识，而且也培养了学生人际交往能力、组织管理能力、较强的表达能力、团队精神和合作能力。
3.结语
CDIO工程教育理念的核心
CDIO培养大纲的总体目标就是要将工程学基本原理与企业的需求结合起来，它在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力等四个方面对工程类毕业生提出了具体要求。在基础知识方面，要实现从基础科学到核心工程知识再到高级工程知识的过渡。个人能力方面，要求工程类毕业生具备工程推理与问题解决、实验与知识发现、系统思维、个人技能与态度、职业技能与态度等五个方面的能力。人际团队能力，包括团队协作、沟通、用外语进行沟通的能力。工程系统能力的要求最高也最为复杂，要求学生掌握外部与社会环境、企业与商业环境，能构思工程化系统，并掌控设计、实现和运作的整个过程。
从大纲的整个脉络可以看出，大纲的要求是逐级提升的，从知识基础到实践操作，从单纯知识构架到综合运用各项技能。到目前为止，已有几十所世界著名大学加入CDIO团体，他们采用CDIO教育理念，遵循教学大纲改革教学模式，取得了良好的效果，用这种模式培养出来的工程毕业生也普遍受到了企业的欢迎。
CDIO教育理念及其本土化模式
CDIO工程教育理念对于我国高等工科教育有非常重要的借鉴意义。中国工程教育模式更偏重于理论，这与西方教育理念中强调团队合作、通过实训解决问题的教育模式差别较大。2005年，汕头大学率先将CDIO理念引入其工学院教学中。2007年，中国高等工程教育改革论坛和CDIO国际合作组织会议召开。2008年5月，“中国CDIO工程教育模式研讨会”在汕头大学召开。中国各高校也在努力结合自身特点将CDIO本土化，其中取得较为突出成果的是汕头大学提出的EIP-CDIO教育理念以及大连东软信息学院提出的TOPCARES-CDIO教育理念。
（1）EIP-CDIO。2005年，汕头大学引进了CDIO工程教育理念，在结合中国工程教育现状后提出了具有本土化特色的EIP-CDIO培养模式。EIP指Ethics（职业道德）、Integrity（诚信）、Professionalism（职业素质），强调要培养学生的人文素养、道德情操，将做事和做人结合起来，使培养出来的工程师具有良好的职业道德、个人品德和社会责任感。下图是EIP-CDIO的培养框架。EIP-CDIO将工程职业道德课程作为必修课，在专业培养上以实践性和探索性的项目设计为载体，以系统观念为指导，集成多种教学因素，以期培养工程类学生的个人能力、团队能力和系统调控能力。该教育模式的目标是使学生具有较强的项目开发能力、创新能力、团队和领导能力、沟通能力和语言表达能力。
（2）TOPCARES-CDIO。在将CDIO引入中国工程教育改革的过程中，另一个比较突出的本土化模式应当是大连东软信息学院提出的TOPCARES-CDIO工程教育理念。该校将CDIO能力培养大纲进行了中国化、校本化的创新，构建了东软特色的TOPCARES-CDIO“能力”指标体系，即T（TechnicalKnowledgeandReasoning）技术知识与推理能力、O（OpenMindedandInnovation）开放式思维与创新、P(PersonalandProfessionalSkills)个人职业能力、C（CommunicationandTeamwork）沟通表达与团队工作、A（AttitudeandManner）态度与习惯、R（Responsibility）责任感、E（EthicalValues）价值观、S（SocialValueCreatedbyApplicationPractice）应用创造社会价值。该教育理念在CDIO的基础上强调以市场人才需求为导向改革培养模式。这就要求改变以往需要培养什么能力就增加什么课程的模式，采取大学四年所有课程统一贯穿CDIO教学模式的方式，每门课程都以具体的实践项目为核心，让学生在项目实践的一体化教育模式中掌握TOPCARES的核心能力。
CDIO视域下的人文素质培养
CDIO是工程教育理念，但其中有很多与人文学科相结合的领域，这也是其教育理念的先进之处。现代社会的任何工程问题已经不再是某个纯粹独立的学科或领域的问题，需要多个学科和岗位的结合才能保障产品研究和开发成功。而培养工程人才也不再是简单的传授专业技术的过程，而是实践能力和人文素质的培养。这一点在从CDIO到EIP-CDIO再到TOPCARES-CDIO的过程中得到了很好的体现。
1.CDIO与人文素养培养
CDIO大纲处处体现了工程教育中人文素质培养的重要性。如大纲2.3部分强调思维的重要性，注重整体缜密的思维养成，注重批判性思维和创造性思维的养成，这些都离不开哲学思辨能力的培养。大纲2.4个人技能与态度部分中强调责任感，职业道德、个人品德都属于这一范畴。大纲第三部分人际能力中，包括团队协作、沟通和外语运用能力。根据CDIO大纲的描述，合格的工科毕业生应当具备组织和形成高效的团队，并保证团队合理运作、成长和进步的能力。这要求基础学科应向培养学生的领导能力倾斜，而不是让学生一味被动地接受知识。另外，这部分大纲要求培养学生的沟通能力，包括培养学生书面、电子、图形和口头沟通能力和运用外语进行沟通的能力，这要求文史类和外语类教师不再是单纯输入知识的角色，而是要结合工程实践将知识的运用放在第一位。大纲4.2中企业与商业环境部分强调企业文化，一个产品从设计到运行的整个过程应当处处蕴含企业的文化精神，而作为负责整个产品生命周期的工程师，对企业文化就更应当重视。
2.EIP-CDIO本土化过程中的人文素养观
EIP-CDIO教育理念在CDIO的基础上更加强调了职业道德的重要性，E代表道德，I代表诚信。从EIP-CDIO教育理念的培养框架中可看到，职业道德、精神和责任感是培养符合国际化标准的工程师的首要条件，其地位位于工程理论知识和个人能力之上。而包含道德、诚信、奉献、人格等方面的职业道德又位于整个框架的核心位置，工程技术知识和职业技能分布在两边。这说明只有将职业道德教育这根顶梁柱树起来，才谈得上树立起一个符合国际化标准的工程师形象。要实现这一点，院校可通过设置人文基础、选修和专业三个层次的课程，分梯度培养工程专业学生的人文素养。另外，对于社会和艺术类学科，可通过通识选修的方式扩大学生的视野，陶冶情操。EIP-CDIO强调只有将专业能力和职业道德培养有机结合，才能培养适应市场需求的、更有发展前景的高级工程专业人才。
3.TOPCARES-CDIO本土化过程中的人文素养观
在TOPCARES-CDIO教育理念中，人文素养的培养得到了更多强调。该教育理念强调培养工程科学生的能力，其中有六大能力是与人文素质教育密不可分的，包括开放式思维与创新、沟通表达与团队工作、态度与习惯、责任感、价值观和应用创造社会价值。这要求人文素养教育与专业技能教育紧密结合，并贯穿工程教育的全过程。而人文教育中也要凸显CDIO模式，实现在“做中学”，通过增加实践活动将知识内化，进而转化成一种优秀的习惯和态度。
通识教育的终极目标是培养有独立人格和独立思考能力的人才，这正是一个卓越的工程师需要具备的品质。从CDIO到EIP-CDIO再到TOPCARES-CDIO的教育理念中对人文素养的要求正体现了通识教育的目标。教育不是一蹴而就的，而是一个长期的、潜移默化的过程，因此通识教育、人文素养教育应当贯穿于工科教育的始终。
【关键词】CDIO 开放式实践教学模式 创新
一、引言
当今世界，工程人才紧缺和工程教育质量问题已成为世界瞩目的共同话题。工程教育是为国家经济建设提供工程技术人才的重要渠道。为了培养大量高素质的工程技术人才，提高国家工程教育质量，增强国际竞争力，世界各国相继进行了工程教育改革，以满足国家对人才的需要，CDIO正是在这样的背景下诞生的。在CDIO工程教育理念基础上，进行开放式实践教学模式研究，将是一种使高校工程教育培养更加成功的有效途径，亦是教育创新的一种体现。
CDIO教育，即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）工程教育。本研究中所提到的“CDIO开放式实践教学模式研究”，是指在构建CDIO理念模式基础上，分析国内外CDIO实践教学课程对教师实践课上、课下的教学活动的影响，进而探讨CDIO理念的“1+1”开放式实践教学模式，适用范围包括各类高等院校本科、专科层次的各专业实践教育、教学工作。
二、目前研究状况水平
在CDIO实际应用方面，我国工程教育和研究起步尚晚，初时仅有少部分高校成为CDIO试点高校，省外如汕头大学机械类、土木类，浙江工业大学机械类等。值得一提的是，在试点高校中，省内仅有一所高校，即大连东软信息学院被列为CDIO试点高校。综上所述，目前国内外对CDIO相关理论进行了一定的研究和实践，但对将CDIO理念融入实践教学的开放式教学模式研究的内容不多，这也是我们迫切需要具体研究的内容。
三、研究意义及价值
部分学者提出，我国CDIO工程教育发展虽然速度快、规模大，但存在严重的工程性与创新实践性缺位现象。另据世界各国财政界领袖峰会的《2011-2012全球竞争力报告》显示，中国国际竞争力排名列全球第26位，高素质工程技术人才的匮乏是中国缺少核心竞争力的关键。
2013年，教育部高教司领导曾作题为《贯彻落实内涵式发展要求，深入推进工程教育改革》的报告，报告从高等教育内涵式发展要求、深入推进工程教育改革和推广CDIO工程教育模式等三个方面进行了详细阐述，重点论述了CDIO工程教育基本情况，并指出今天的CDIO工程教育已形成燎原之势。
高校实践教学环节作为人才培养的重要组成部分，非常有必要研究出切实有效的、有利于提升大学生CDIO工程能力的实践教学方式方法，使学生完全具备应用理论知识解决实际问题的能力。致力于培养适应现代社会发展需要的工程技术型专业人才，将CDIO教育理念引入高校工程专业实践教学中，将项目作为主线，在构建CDIO理念模式基础上，讨论开放式实践教学方法、开放式实践教学管理，建立完善的实践教学管理方法变得尤为重要。
四、浅谈开放式实践教学模式研究框架
（一）CDIO实践教学发展状况
近年来，CDIO工程教育模式已经被国内越来越多的高校和教育者采纳并认可，其“基于项目教育”和“做中学”的理念为我国高等工科教育与国际接轨提供了良好的解决途径和方案。
在CDIO理论研究方面，搜索近年国内相关文献，中国知网 以“CDIO”为关键词的文献虽有千余篇，但大多文章只是阐述CDIO理念的概念和影响。以“CDIO实践教学”作为关键词的检索页面中，共计349条相关文献。进一步分析，这些文献的研究内容可归纳为这几类：（1）CDIO教育理念下的实验课程改革；（2）以某高校某专业为试点如何进行CDIO实践教学；（3）CDIO教育理念下如何进行实验室管理。
（二）基于CDIO理念的开放式实践教学模式研究框架体系构想
1.“1+1”：一类计划，一类项目，建立CDIO 开放式实践教学的两个支点
（1）大力支持各类“学生科技作品”计划的推动；
（2）鼓励学生，大力支持“大学生创新创业实践项目”的推动。
2.CDIO 开放式实践教学模型的建立
（1）开放式实践教学中的教学内容建设（实践课程构建、实践课程网络化、开发教学资源）；
（2）在学习兴趣上高效地引导学生自主学习；
（3）开放实践项目建设。
3.CDIO 开放式实践教学管理的实施方案
（1）一体化实践教学管理；
（2）学生及教师CDIO 能力的评估与提升。
（三）高校实践教学管理体制与管理机制的协同配合
1.实践教学管理体制与管理机制的关系
2.实践教学管理体制与管理机制协同配合的必要性
可着手构建高校实践教学协同创新中心，确定实践教学的相互学习、合作、融合、协同等阶段的全面协同创新机制，促进高校实践教学的发展。
关键词：M-CDIO项目教学体系；工程教育；CDIO；项目
中图分类号：G642.0 文献酥韭耄A 文章编号：1674-9324（2017）29-0152-03
“大众创业，万众创新”是现时代的鲜明主题，创业创新离不开扎实的工科基础，高等工程教育则为创业创新提供理论基础和人才储备。CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。如何将这个工程教育界的最新成果引入国内，并本土化服务于我国的工程教育，国内学者做了大量的研究和工作。潘柏松等提出的S-CDIO培养模式，该教育模式是基于协同理论的CDIO工程教育模式，参与各方必须通力协作，在合作共赢的基础上致力于学生工程知识和能力的培养。吴鸣等提出以工程能力培养为导向的CDIO培养模式，认为工程能力是工科毕业生最重要、最基本的素质之一，工程教育从内容组织、培养方式、实施过程都要着力于培养学生的工程能力，借以提高工科学生的就业适应面。以上的研究成果对CDIO工程教育模式的本土化起了很大的引领作用，加速了CDIO工程教育理念在我国的进程和发展，推动了我国工程教育的发展。但是，纵观以上的研究成果，只就CDIO工程教育模式本土化过程提出相应的框架、课程体系、实施过程以及评价体系，鲜有将CDIO工程教育模式与具体专业知识、专业技能传授过程有机结合的本土化CDIO培养模式，因此，在我国CDIO工程教育模式本土化进程中，有必要研究CDIO工程教育理念与具体专业教学内容的深度融合。笔者在深入研究CDIO工程教育模式的理念、内涵和实施过程后，将CDIO工程教育模式与机械本科专业的基本知识与基础理论传授过程深度融合，提出了机械工程领域的CDIO（Mechanical CDIO，简称M-CDIO）项目教学体系，并对M-CDIO项目教学体系的内涵、特征以及实施过程进行了详细的阐述。
一、CDIO工程教育模式与机械本科专业教学的嵌合
1.CDIO工程教育模式。CDIO工程教育模式是由美国麻省理工学院和瑞典皇家理工学院等四所大学组成的工程教育改革团队提出、并持续发展和倡导的全新工程教育理念。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、和运作（Operate），它是以工程能力培养为目标，将工科毕业生的能力分为工程理论知识、个人能力、人际交流与团队协作能力和企业工程系统运作能力4个层面，涵盖17种不同的主要能力，在执行操作层面细分为更具体的73种不同的技能。国外高等工科院校的实践证明：实施CDIO工程教育模式的学校，这4个层面得到充分培养和训练的工科学生，就业前景普遍看好，大都供职于大型的跨国公司。
2.机械工程本科专业的CDIO项目教学体系。以“厚基础，强能力”为人才培养目标的应用型技术大学，更重视学生工程能力的培养。CDIO工程教育模式的实施必须与专业教学内容深度融合，赋予它新的内涵与特色，图1（见下页）表示了CDIO工程教育模式与机械本科专业的有效嵌合。
由图1可知：机械领域产品开发的四个环节（模糊前端、设计阶段、制造阶段和产品销售）与CDIO工程教育的四个阶段（构思阶段、设计阶段、实施阶段和运作阶段）不谋而合。这样，在机械本科专业的教学中，以CDIO工程教育模式为纲领，以机械产品研发到产品运行的生命周期为载体，以学生为中心，以工程能力培养为目标，以“项目”、“微项目”为手段，将机械领域的基本知识和基础理论糅合在“项目”、“微项目”的方案原理构思，装配图、零件图设计，零件制作实施和产品销售、售后四个阶段，赋予CDIO工程教育模式中构思、设计、实施和运作四个阶段新的内涵，实现CDIO工程教育模式与机械领域教学的有机结合，形成了机械工程领域的CDIO（Mechanical CDIO，简称M-CDIO）项目教学体系，并具有以下特征。
1.良好的工程能力培养。在M-CDIO项目教学体系中，随着糅合了机械领域的基本知识和基础理论的“项目”、“微项目”实施，学生的工程理论知识、个人能力、人际交流与团队协作能力和企业工程系统运作能力4个层面都得到了全面、系统、具体的训练，培育满足现代社会和现代工程需要的、具有较强工程能力的工程技能型人才，符合我国应用型高校的办学定位和人才培养目标。
2.“情境式”、“体验式”学习工程理论知识的环境。在M-CDIO项目教学体系中，学生组成学习小组，通过相互分工、协作完成“项目”、“微项目”的形式学习机械领域基本知识和基础理论，改变了传统以“记忆、考试、拿证”为目的的工程理论知识学习模式，为学生提供了在学中用，在用中学的情境，实现理论与实践的有机联系和良性互动，使知识从实践中来，又回到实践中去，符合哲学领域的认识实践观。
3.“学生中心，教师主导”的授课模式。在M-CDIO项目教学体系中，需以学生为中心，以“项目”、“微项目”为抓手，针对机械工程专业每门课程的特点，设置若干个糅合了课程的基础知识和基本技能不同的“项目”、“微项目”。课程的学习，先通过教师授课，讲解本课程的基本概念、知识点，然后让学生完成这些“项目”、“微项目”来再现、巩固课程知识，使一些抽象的概念具体化，使过去从实践中抽象而获得的知识、理论重新回到工程实践中，指导实践，学生在实践中主动、积极地学习课程知识。
二、M-CDIO项目教学体系在机械工程本科专业的实施过程
机械系统一般由动力系统、传动系统、执行和控制系统等子系统组成。机械类本科专业毕业生应该具备根据机械系统的功能，能够独立地完成机械系统构思、设计、制造和运作的基本能力，为社会、企业提供优质高效、物美价廉的机械产品。如果将机械系统功能、结构的完整呈现看作是一个大“项目”，则系统中的子系统功能、结构的呈现可以看作是一个“微项目”。M-CDIO项目教学体系的实施，关键在于对“项目”、“微项目”的具体落实和完成，大致要经过以下过程。
1.“目”总体方案原理设计。根据机械系统的功能要求，确定机械系统的基本工作原理，进而获得完成该功能的技术系统，确定总体的主要参数和结构布局设计，形成机械系统总体方案设计图和结构布局图，同时编写总体设计报告及技术说明书，为“项目”的顺利实施和完成奠定基础。
2.“微项目”方案原理设计。根据图的机械系统组成，设计实现各个子系统功能的方案原理，确定实现各个功能的具体机构，形成机构原理图，编写“微项目”方案设计报告及技术说明书。比如原动机采用电动机还是内燃机，传动系统、执行系统采用什么样的机构来实现，是集中驱动还是分散驱动等。“微项目”的功能原理与结构设计服务于“项目”的总体功能，受“项目”的总体结构布局约束。
3.“项目”、“微项目”的工程图设计。根据前面二步形成的图纸和设计报告，对“项目”、“微项目”进行详细的技术设计和结构设计，最终得到“项目”、“微项目”的总装配图、子装配图和零件图及设计技术说明书等资料。
4.“项目”、“微项目”制造工艺、工装设计。根据现有的制造工艺水平和设计的技术要求，设计零件的制造工艺和装配工艺以及相应的工装夹具。形成“项目”、“微项目”完整的制造工艺过程，并编写制造工艺规程及技术文件，比如绘制工序图，制定工序卡，确定切削参数等。最终得到能完成预定功能的机械产品。
5.“项目”、“微项目”过程管理与运作。由于团队的分工和协作，上述过程离不开“项目”、“微项目”的过程管理与运作。过程管理与运作可以使“项目”、“微项目”按顺序、有步骤、有目的地齐头并进，而不至于出现“短腿”现象，缩短“项目”、“微项目”进程。同时，过程管理与运作还与机械产品后期的营销与售后服务等业务流程有关，也与学生个人的组织、沟通、交流与协作能力息息相关。
上述过程中，第一、二步为“项目”的方案设计阶段，属于M-CDIO项目教学体系中的C阶段，即构思阶段；第三步为“项目”的图纸结构设计阶段，属于M-CDIO项目教学体系中的D阶段，即设计阶段；第四步为“项目”的生产制造阶段，属于M-CDIO项目教学体系中的I阶段，即实施阶段；第五步为“项目”的营销与售后服务阶段，属于M-CDIO项目教学体系中的O阶段，即运作阶段。在M-CDIO项目教学体系中，随着糅合了机械专业基础知识和基本技能的一系列“项目”、“微项目”的实施和完成，学生不仅在工程理论知识、个人能力、人际交流与团队协作能力和企业工程系统运作能力4个层面都得到了全面、系统、具体的训练，而且熟悉了“项目”、“微项目”的操作流程，模拟企业项目的运作过程，使学生毕业后能更好的了解和融入企业，寻找到理想的工作。
三、机械本科专业实施M-CDIO项目教学体系的成效
自我校成为全国首批试点学校以来，机械学院在教学上始终坚持CDIO工程教育模式，经过七八年的摸索和实践，形成了自己特色的M-CDIO项目教学体系，具体体现在学生补考率、参加学科竞赛和学生就业率等硬指标上。机械专业自从实施了M-CDIO项目教学体系，专业基础课比如理论力学、材料力学、机械原理、机械设计等都是学生补考率很高的科目，近4年来学生补考率逐年下降，学生组队参加学科竞赛获奖数逐年增加，获奖质量也得到改善，2012年部级获奖为0，2013年获得0的突破，到2015年获得部级奖项7项，省级获奖也在逐年增加，2015年达到52项，历年最高；机械工程本科专业毕业生的平均就业率不仅从2012年的86.6%上升到2015年的95.69%，提高了近10个百分点，成效相当可观。
四、总结
CDIO工程教育模式是国际工程教育改革的最新成果，也是我国高等工程教育改革的方向。M-CDIO项目教学体系是以CDIO工程教育模式为纲领，以机械产品研发到产品运行的生命周期为载体，以学生为中心，以工程能力培养为目标，以“项目”、“微项目”为手段，将机械领域的基本知识和基础理论糅合在“项目”、“微项目”的方案原理构思，装配图、零件图设计，零件制作实施和产品销售、售后四个阶段，赋予CDIO工程教育模式中构思、设计、实施和运作四个阶段新的内涵，实现CDIO工程教育模式与机械领域教学的有机结合。M-CDIO项目教学体系不仅系统地解决了学生重知识学习，而轻知识运用的问题，而且学生通过做“项目”、“微项目”对知识认识深化，进而固化为学生的能力，符合应用型本科高校“厚基础，强能力”的人才培养目标。因此，M-CDIO项目教学体系的实施和应用为我国高等工程教育的改革提供了借鉴与参考的案例。
参考文献：
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[2]潘柏松，胡珏，秦宝荣.基于协同理论的CDIO工程教育模式探索[J].中国大学教育，2012，（05）：35-38.
[3]吴鸣，熊光晶.以工程能力培养为导向的工程教育改革研究[J].理工高教研究，Vol.29，No.3，2010，（6）：54-59.
