eip-cdio 理念的计算科学课程体系设计

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EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计. 谷德权 清华大学与汕头大学“下一代互联网技术联合实验室”主任 汕头大学教育部重点实验室研究主任 汕头大学电子工程系、计算机科学系讲座教授. 学历 1992 年获香港中文大学 (CUHK) 电子工程学士 1994 年获香港中文大学 (CUHK) 信息工程硕士学位 2000 年获美国柏克莱加州大学 (UC Berkeley) 电机工程哲学博士学位 博 士 导师 : Prof. Shankar Sastry, Dean of Engineering, UC Berkeley - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计谷德权

清华大学与汕头大学“下一代互联网技术联合实验室”主任汕头大学教育部重点实验室研究主任

汕头大学电子工程系、计算机科学系讲座教授

Page 2: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

• 学历– 1992 年获香港中文大学 (CUHK) 电子工程学士– 1994 年获香港中文大学 (CUHK) 信息工程硕士学位– 2000 年获美国柏克莱加州大学 (UC Berkeley) 电机工程哲学博士学位

• 博士导师 : Prof. Shankar Sastry, Dean of Engineering, UC Berkeley • 博士委员会主席 : Prof. Alberto Sangiovanni-Vincentelli,

Chief Technology Advisor of Cadence Design System, UC Berkeley

• 奖项– 1994 年获得香港中文大学工程学院颁发卓越硕士论文奖– 2005 年获得美国国家科学基金会颁发的 Faculty Early Career (CAREER) Development 奖 ,

得奖 项目为 Computation Platform for the Design of Hybrid Systems

• 专业学会– 电机及电子工程师学会 (IEEE) 高级会员 (Senior Member)– 国际研究荣誉学会 (Sigma Xi) 会员

• 专业顾问– Stanford Research Institute International, USA– ASM Pacific, HK

Page 3: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

• 现有资助项目– 香港李嘉诚基金会及和记黄埔有限公司 , 清华大学与汕头大学“下一代互联网技

术联合实验室” , – 国家自然科学基金 ( 信息与数学领域交叉类项目 ), 嵌入式混合系统设计的基础理

论研究– 汕头大学工学院 , 个人起动基金

• 过去资助项目– National Science Foundation Faculty Early CAREER Development

Program– National Science Foundation Information Technology Research Center

Program– Department of Electrical Engineering and Computer Science, Vanderbilt

University– DARPA Information Technology Office Software Enabled Control (SEC)

Program– DARPA Infromation Technology Office Model Based Integration of

Embedded Software (MoBIES) Program

Page 4: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

• Embedded software defines physical behavior of complex systems– BMW 745i Sedan

• there are more than 70 microprocessors

• the computation is embedded in the Transmission Electronic Control Unit (ECU), Engine ECU and more

– Boeing 777• 1280 CPUs onboard

• 7 million lines of code

– Autonomous Vehicles• networked embedded systems

• safety- and mission-critical

Page 5: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

Feb 21–22, 2006, Science Park, Shatin, Hong Kong

Jointly organized by Hong Kong Science and Technology Parks Corporation (HKSTP), Department of Automation and Computer-Aided Engineering, CUHK

With support of Chess - UC Berkeley, ISIS - Vanderbilt UniversityESCHER, ESI - HKUST, Department of Computer Science - HKUST

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• 科研合作– Gabor Karsai (Vanderbilt University)– Janos Sztipanovits (Vanderbilt University)– Shankar Sastry (UC Berkeley)– Edward Lee (UC Berkeley)– Tom Henzinger (UC Berkeley/EPFL)– Alberto Sangiovanni-Vincentelli (UC Berkeley)– Claire Tomlin (UC Berkeley/Stanford University)– George Pappas (University of Pennsylvania)– Ian Mitchel (University of British Columbia)– Thao Deng (VERIMAG)– Datta N. Godbole (Honeywell Technology Center)– Zhi Han (Mathworks)– Haiyang Zheng (Mathworks)– Sandeep Neema (ESCHER)– Adam Cataldo (Agilent Laboratories)– Jie Liu (Microsoft Research)– Stephen Neuendorffer (Xilinx)– Xiaojun Liu (Sun MicroSystems)

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• 2007 年 11 月 5 日- 6 日在汕头大学举办“ 2007 中国高等工程教育改革论坛” ,会议特邀长期致力于工程教育改革的国内外专家,工程院院士,还有联合国教科文组织教席主持人等作“全球化环境下的工程教育改革”的主题报告会,和以“我国工程教育的问题与挑战”、“全球化对我国工程教育改革的影响和冲击”和“我国工程教育改革的目标”为议题的分组座谈会。

• 2007 年 11 月 7 日- 9 日在汕头大学举办 The International Workshop on CDIO 。 CDIO 工程教育理念就是要以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,为载体培养学生的工程能力,此能力不仅包括个人的学术知识,而且包括学生的终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。

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工学院基本情况 美欧工程教育改革 CDIO 国际工程教育理念 为什么需要 CDIO EIP-CDIO 理念 EIP-CDIO 计算科学课程体系 观察与思考

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1985 年设立建筑工程系、计算机系、信息工程系; 1991 年设立机械电子工程系, 1993 年组建工学院。目前拥有建筑工程系、计算机系、电子工程系、机械电子工程系 4 个系。

五个本科专业:机械设计制造及其自动化 电子信息工程、通信工程 计算机科学与技术 土木工程

九个硕士点: 机械设计与理论、机械电子工程 计算机软件与理论、计算机应用技术 信号与信息处理、通信与信息系统 结构工程、 工程力学、防灾减灾及防护工程 博 士 点: 结构工程

Page 10: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

现有广东省本科名牌专业 2个:计算机科学与技术电子信息工程

省部级重点实验室 2个: 教育部智能制造技术重点实验室广东省数字信号与图象处理技术重点实验室

广东省教育厅重点实验室: 结构和风洞实验室

广东省高等学校实践教学示范中心 2个:计算机基础课程实验室现代电工电子实验教学中心

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学院教职员工 111名,专任教师 80人,其中具高级职称教师 63名 具有博士、硕士学历的教师 59名 全院在校学生数 1645 人,其中本科生 1394 人,硕士生 244 人,博士生 7

基本情况

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工学院基本情况 美欧工程教育改革 CDIO 国际工程教育理念 为什么需要 CDIO EIP-CDIO 理念 EIP-CDIO 计算科学课程体系 观察与思考

Page 13: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

以计算机普及和互联网出现为主要特征的信息革命,材料科学、生命科学、微电子等科学的迅猛发展不可逆转地改变了工程实践。

对学生和工程师提出了更高的要求,除掌握日益增加的专业知识和技能外,还要比以往更懂得人文方面,了解许多全球问题,敏于文化多样性和高效的交流能力。

80年代中,美国国家科学基金会(NSF)加大对工程教育和研究的资助。美国国家研究委员会(NRC)、国家工程院(NAE)和美国工程教育学会(ASEE)也纷纷展开调查和制定战略计划,积极推进工程教育改革。

NSF 资助了一系列大学组( consortia of colleges )加入工程教育合作计划(National Science Foundation‘s Engineering Education Coalitions program),每个大学组根据不同的战略思维重新设计课程计划和改善教学方法。

自 1999 年开始 ,美国国家工程院( NAE )在工程教育方面做了大量工作,如:

美欧工程教育改革情况

开展一个名为 The Engineer of 2020 的项目。在 2004 年 5 月发表的项目第一阶段报告描绘了未来关于政府、雇主和工程师的愿景。项目的第二阶段将根据此愿景规划工程教育的战略和具体计划, 包括更新课程计划和教学方法、重新评价学校影响未来工程技术人员的发展政策。

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各工科院校开展各种工程教育改革;建立了国家的“创新战略”;国家自然科学与工程研究基金(NSERC)建立了一

系列的工程设计讲座教授(NSERC Chair Professors),目的在于改变大学中重视工程科学和轻视工程设计的现象;

建立了所有工学院都参加的“ Canadian Design Engineering Network - 加拿大设计工程网络”,旨在提升加拿大工程设计教育。

加拿大在 90 年代也进行了一系列工程教育改革

美欧工程教育改革情况

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在欧洲 1988 年在西班牙Bologna发表了旨在保障高等教育适应社会需要的” Magna Charta Universitum” 。 1998 年发表了” Sorbonne Declaration”呼吁大学教育要致力于促进公民受雇能力、适应能力(mobility )和整个欧洲大陆的发展。

1999 年欧洲29 国政府签署了Bologna 宣言,制定并承诺执行“ Bologna Process” ,改革个各国教育系统,促进各国学位、学制的统一和互认,以加强欧洲大陆的竞争力。

欧洲国家工程联合会 FEANI启动了名为 EUR-ACE( Accreditation of European Engineering Programmes and Graduates)的计划,旨在给欧洲工程教育贴上统一的认证标签,参加成员有包括 FEANI 在内的 8 个欧洲教育认证组织 ,如今 EURO-ACE已经对 10 对欧洲 10 个国家 14所大学的 23 个工程学位计划进行了试认证

2005 年包括 FEANI 在内的 14 个欧洲教育认证组织成立了欧洲工程教育认证组织网( European Network for Accreditation of Engineering Education ENAEE)

美欧工程教育改革情况

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工学院基本情况 美欧工程教育改革 CDIO 国际工程教育理念 为什么需要 CDIO EIP-CDIO 理念 EIP-CDIO 计算科学课程体系 观察与思考

Page 17: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

MIT , Royal Institute of Technology , Chalmers University

of Technology , Linköping University 于 2000 年向 Knut a

nd Alice Wallenberg 基金申请约 1600 多万美元巨额资助,经过四年的探索研究后创立了 CDIO 工程教育理念,并于 2004 年成立了 CDIO 国际合作组织。

CDIO 代表构思( conceive )、设计( design )、实施( implement )、运作( operate );

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,此能力不仅包括个人的学术知识,而且包括学生的终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。

什么是CDIO?

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CDIO 的基本内容大概可以总结为: 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 5 条指引 ——对培养计划、课程结构、教学方法、教学评估和学习构架的指引

CDIO 的要求

CDIO—— 国际工程教育理念和框架CDIO—— 国际工程教育理念和框架

CDIO 的愿景( vision )

学校任务是培养有专业技能、有社会意识和有企业家敏锐性的工程师。这是能在越来越依赖于复杂技术系统的环境中保持高效、创新和卓越所必需的。

CDIO 大纲的 4 个层面 :

复杂的工程系统( 1层—技术) 有成熟思维的个体( 2层—个人) 基于工程环境的现代团队( 3层—团队交流) 构思-设计-实现-运作 ( 4层– CDIO )

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1 技术知识和推理能力

CDIO 大纲2 个人职业技能和职业道德

2.1 工程推理和解决问题2.1.1认识和系统表述问题2.1.2 建立模型2.1.3 判断和定性分析2.1.4 带不确定性因素分析2.1.5 解决方法和建议

2.2 实验中探寻知识2.2.1 建立假设2.2.2 查询相关书刊或者电子文献2.2.3 实验探索2.2.4 假设检验和论证

2.3 系统思维2.3.1 整体思维2.3.2 系统内的紧急性和互交性2.3.3 确定优先级和焦点2.3.4 决议时权衡、判断和平衡

2.4 个人技能和态度2.4.1 主动和愿意冒险2.4.2 执着与变通2.4.3 创造性思维2.4.4 批评性思维2.4.5 自省个人的知识、技能、态度2.4.6 求知欲和终生学习2.4.7 时间和资源的管理

2.5 职业技能和道德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 与世界工程界保持同步

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—— 工程教育大纲和要求CDIO—— 工程教育大纲和要求

Page 20: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

3 人际交往技能:团队协作和交流 3.1 团队精神3.1.1 组建高效团队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 技术协作 3.2 交流3.2.1 交流战略3.2.2 交流结构3.2.3 写作交流3.2.4 电子和多媒体交流3.2.5 图表交流3.2.6 口头表达和人际交流 3.3 外语交流3.3.1 英语3.3.2 其他欧洲语言3.3.3 其他外语

CDIO 大纲 4.1 外部和社会环境4.1.1 工程师的角色和责任4.1.2 工程界对社会的影响4.1.3 社会对工程界的规范4.1.4 历史和文化环境4.1.5 现时的焦点和价值观4.1.6 发展全球观

4.2 企业及商业环境4.2.1 认识不同的企业文化4.2.2 企业策略,目标和计划4.2.3 技术创业4.2.4 成功地在一个团队中工作 4.3 构思与工程系统( conceiving and engineering system)

4.3.1 设立系统目标和要求4.3.2 定义功能,概念和体系结构4.3.3 系统建模并确保目标可能达成4.3.4 项目发展的管理

4.4 设计4.4.1 设计过程4.4.2 设计过程分期与方法4.4.3 设计中对知识的利用4.4.4 学科专业设计4.4.5 跨学科专业设计4.4.6 多体综合设计

4.5 实施4.5.1 设计实施的过程4.5.2 硬件制造过程4.5.3 软件实现过程4.5.4 硬件,软件的结合4.5.5 测试,验证,认证以及取得证书4.5.6 实施过程管理

4.6 运行4.6.1 设计和优化操作4.6.2 培训及操作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 弃置处理与产品报废问题4.6.6 运行管理

4 企业和社会的构思,设计,实施和运行 (CDIO) 系统

CDIO—— 工程教育大纲和要求CDIO—— 工程教育大纲和要求

Page 21: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

12条标准 : 采用 CDIO 理念 * CDIO 能力大纲 * 综合性课程计划 工程导论 设计制造经验 * CDIO 学生实践场 综合性学习经验 * 主动学习 教师 CDIO 技能的提高

* 增强教师的教学技能 CDIO 技能评估 * CDIO 计划评估

Page 22: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

5条指引

培养计划:设置丰富的实践项目并辅以工业实习,利用课堂和现代学习场所/实验室使计划具有活泼的、实践的、团队的特色。及时与外界沟通,通过广泛评估与评价不断改进计划;

课程结构:基础科目:工程实践入门,激发学生兴趣,学习初步技能,并亲手制作一点简单的东西;常规科目可以调整使前后连贯。高级科目:包括产品 CDIO 的主要经历

教学方法:现实:学习的主动性能极大的提高学习效率,所以:增加主动学习和动手实践;强调分析问题和解决问题的能力;增强概念学习;加强学习反馈机制

学习评估:不同的能力用不同的方式进行考核,专业知识可用试卷或口头测验,而 CDIO相关的能力则可以记录、报告、自评、互评等等形式进行,考核方式的多样化促使学习方式广泛化,并能建立更完整可靠的评价系统

学习构架:建立教学计划、教学方法和学生评估体系相协调的学习构架并辅以现代学习和实践的环境

CDIO—— 工程教育大纲和要求CDIO—— 工程教育大纲和要求

Page 23: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

工学院基本情况 美欧工程教育改革 CDIO 国际工程教育理念 为什么需要 CDIO EIP-CDIO 理念 EIP-CDIO 计算科学课程体系 观察与思考

Page 24: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

为什么要 CDIO?

工业界对工程师素质要求的改变:如波音公司的 10 条要求 工程教育认证标准的改变:如 ABET 的 EC2000 的 11 条要求

对于美欧: 20世纪 90年代开始大规模的工程教育改革: 学生学到知识但仍缺少实际能力

波音公司对工程人员的品质要求 良好的工程科技基础

– 数学(包括统计学)– 物理和生命科学– 信息科技(远多于“计算机能力”)

良好的设计和运作能力 (即 了解工程)

学科交叉,系统观察力 对将要从事的行业内容有基本地了解

经济状况(包括贸易运作) 过去历史 外界环境

顾客和社会需求

良好的交流能力 写作、口语、图示、听力

职业道德和责任感 批评性和创造性的思维能力 -独立性和合作性 适应性。有自信并能较快适应大的变化和改动 求知欲和终生学习能力 深刻理解团队协作的重要性

Page 25: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

对于我国: 专业全球经济一体化的发展的需要

生产大国”转变为“生产强国”的需要

1 、现代企业,特别是跨国企业要求与学校培养学生的差异

2 、社会要求与学校培养理念上的差异

3 、快速发展的科学、技术与培养上的脱节

4 、教育系统偏于理论,缺乏 project 和团队合作工作的实际训练

5 、职业道德

7、综合素质的要求

高速发展科学、技术的需要

开展全面,深层次工程教育改革的需要

为什么需要CDIO?

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工学院基本情况 美欧工程教育改革 CDIO 国际工程教育理念 为什么需要 CDIO EIP-CDIO 理念 EIP-CDIO 计算科学课程体系 观察与思考

Page 27: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

EIP-CDIOEIP-CDIO 教学理念教学理念 我国传统的工程教育模式以学科知识为核心,对历史、社会和环境的认知与责任方面的教育不够,特别是近年来,由于种种原因,诚信、道德、特别是职业道德的缺失,以及个人主义、缺乏团队意识等等,使得现代企业对高校培养的毕业生的认同感较低。 为更好的实现工程教育改革目标,在CDIO 的基础上,工学院创新性地提出建立 EIP-CDIO 培养模式:即注重职业道德 (ethics) 、诚信 (integrity) 和职业素质 (professionalism)并与构思-设计-实现-运作进行有机结合的工程教育新模式。将职业道德和诚信( EIP),与构思-设计-实现-运作(CDIO)进行有机结合。

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杨叔子院士到我校做《人文文化

与科学文化的交融是时代发展的

必然趋势》、《踏平坎坷

成人

成才》报告

• EIP-CDIO 模式强调做人与做事有机结合,做人通过做事体现,做事通 过做人保证,在培养过程中注重人文精神的熏陶,从而使培养出的工程师具备优秀的职业道德、正直、富有责任感。

Page 29: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

通过 EIP-CDIO 工程教育改革 ,办出我们的特色与优势。

2006年,经国际工程教育合作组织( CDIO 委员会)审查后,同意接受汕头大学成为中国高校第一个 CDIO成员。

近二年来,在 EIP - CDIO培养模式的指导下,组织了一系列专题研讨会和培训活动,全院形成了推进 EIP-CDIO 工程教育改革的共识。

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工学院基本情况 美欧工程教育改革 CDIO 国际工程教育理念 为什么需要 CDIO EIP-CDIO 理念 EIP-CDIO 计算科学课程体系 观察与思考

Page 31: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

1 、学习 CDIO理念

2005 年 11 月起工学院全体教师学习、讨论 CDIO 理念

2006年 3 月 -5 月全院教师集体研讨

2006年 3 月开始全院骨干教师集体研究如何应用 CDIO 理念 .

Page 32: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

设计是工程实践的精髓所在,功能、技术、经济以及环境、社会乃至历史的要求和约束都要在设计过程中得到反映

通过设计过程,学生将所学和所需要学习的内容融合在一起,综合发展

全面要求“实施”( I)和“运行”( O)在我国现阶段从经济上和环境设备上都有困难,但必须要有足够的“实施”实践和精心挑选的“运行”评估

确定以设计为导向的 CDIO 培养模式

2、全面改革制定培养方案

Page 33: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

EIP—CDIOEIP—CDIO

Real World

新培养方案在 2006级开始全面实施

专业基础

工程科学

数学和基础科学

创造力和创新能力

交流、团队合作和领导能力

技术、社会责任和职业道德

专业课

人文、商业和项目管理

<>工程/设

计问题

<>设计实践(学生项目)

<>针对性项目

<>可持续工程

/设计项目

以设计为导向的 EIP-CDIO 培养模

通过项目设计将整个课程体系有机的、系统的结合起来。其特点是:所有需要学习和掌握的内容都围绕项目设计这个核心,并与这个核心融合在一起,形成一个整体。

Page 34: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

每专业必须有精心规划的构思、设计、实施、运行( CDIO)项目导引学生对核心专业课程的学习兴趣和能力培养,并对本专业有形成较清醒的总体认识。

将 CDIO 项目按规模和范围划分为三级,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级项目的设立与否及形式由各门课程大纲根据需要确定。

每专业至少有二次 1 级项目。一般可以在一、二年级进行一次以介绍本专业核心内容及调动学生兴趣为目的的 1 级项目;而以毕业实习 +毕业设计为第二次 1 级项目。每个 1 级项目作为一门课程单独计分。

以三至五个 2级项目为载体加强本专业核心课程的学习与应用。

设计为导向的 CDIO 培养模式

Page 35: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

专业建设

人才培养 (本科 ): 培养目标 : 计算机科学与技术专业本科培养以 EIP-CDIO 为框架,以培养个人能力(包括

自学能力和创新能力)、协同工作能力和系统调控能力为主要目标,以科学的课程(内容)设置作为能力培养的载体,以科学的课程安排(进度)促进能力培养,建立起符合国际工程师认证的课程体系。我們的目标是培育出 IT 行业中未来的领导者,并且提供终生学习和成长的技巧与基础。

培养规模 : 已形成高水平的人才培养体系,每年可培养本科生 120 名。目前在校本科生分布: 2003 级( 122 人)、 2004 级( 145 人)、 2005 级( 80 人)、 2006 级( 65人)、 2007 级(大类招生未分专业)。

EIP—CDIO :计算科学课程体系EIP—CDIO :计算科学课程体系

计算机科学与技术系(简称计算机系)始建于 1985 年,并于当年开始招收本科生 2002 年计算机科学与技术本科专业成为广东省第二批名牌专业 1993 年获得计算机软件与理论硕士点并开始招收计算机软件与理论专业硕士研究生,

是汕头大学首批获得硕士学位授权的专业之一, 2003 年获得本学科第二个硕士学位授权点——计算机应用专业;

Page 36: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

专业培养计划和课程体系(以鱼骨图形式表达):

系统设计与集成 毕业设计

软件算法综合设计 大型软件项目实施

创新设计项目

小型数字系统设计 网络工程项目实施

汇编

程序设计基础

数据结构

离散数学

计算机组织与体系结构

微型原理与接口技术

数字逻辑

电路与电子线路

数据库系统

软件工程

网络与通信

操作系统

计算机科学与技术专业核心课程培养结构示意图

框内为含CDIO全过程的1级项目框内为含部分主要课程的2级项目图例:

第一年工学院大类课程:数学,物理,化学,英语,工程设计导论等

此课程未完前可开上面二课

从左到右为时间顺序从上到下为时间平行课程

EIP—CDIO :计算科学课程体系EIP—CDIO :计算科学课程体系

Page 37: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

第二年至第四年每年都有一个具体的设计和研究项目(open-ended) 学生分成团队 4-6个人,每个团队有一个项目,从设计要求、功能设计、概

念设计和系统设计、到制造出来; 培养设计、创新、协调、沟通和领导能力(每个团队的组成轮流担任,每个

学生都有当领导的机会),增强学生的自信心; 这种开放型的项目,使学生有机会把知识有机的联系起来,应用知识,有可

能用到没有学过的知识,因此学生要学会以探究方式获取知识,整个过程体现 CDIO

一级项目(project )

二级项目是基于课程群,每个课程群都有一个项目 这些项目相当于综合性的课程设计 把相关联的课程知识有机的结合起来 使学生认识到有机和关联的知识群而不是孤立的知识点 课程群的建设与实践结合起来 消除内容重复,可减少学时数

二级项目(project )

三级项目(课程项目) 每个教师都有知道自己的课程在整个专业培养体系中的作用,包括知识能力培

养中的贡献 在构建学生的知识体系中有什么作用 每门课程涉及那些能力和知识 每门课程中应有 20-30% 时间用于互动、启发式、探究式的学习,引导学生提

出问题,找到解决问题的方法,提取概念和有规律性的方法;新的知识

应当注意到,这些项目的进行所需要的很多重要,但非核心的知识能力无需专门开设专门课程而只需要设计适当的考核要求和极少的帮助即可。比如,组织管理、会议议程、会议记录、决策过程和方法、报表、文字和图像处理、撰写报告、查询和阅读资料、口头交流、口头报告、电脑和软件的使用、自信心提高等等,比较深一点的如行业发展、科技前沿、市场分析等也可以通过指导收集资料、集体研讨进行交流、学习。切实理解从理论到实现的综合过程和决定成败的一些细部要求和规范、标准的要求

所有的项目均为团队合作项目,学生在项目进行的过程中学习探索、综合应用知识,锻炼团队精神、学习基本项目组织、管理,培养 CDIO 能力。

EIP—CDIO :计算科学课程体系EIP—CDIO :计算科学课程体系

Page 38: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

确定专业培养目标:

主要目标:培养个人能力(自学能力、创新能力),协同工作能力,调控工程 -社会大系统能力

培养工程行业未来的工程技术和管理人员,为其提供终生学习和成长的技巧与基础

促使学生具有:较强的产品设计开发和制造的能力;较强的创新能力;较强的团队精神和领导能力;较强的沟通能力;较强的英语表达能力

确定教育改革目标:

吸收世界先进的工程教育理念,建立符合国际工程师认证的课程体系,培养学生系统工程技术能力。

提出全新的 EIP (Ethics, Integrity, Profession) - CDIO 培养模式,以职业道德和诚信为基础、开展以构思-设计-实现-运作为指导思想的工程教育理念,形成工学院培养应用型人才的定位和本专业特色。

EIP-CDIO

培养框架

EIP-CDIO

培养框架

EIP—CDIO :计算科学课程体系EIP—CDIO :计算科学课程体系

Page 39: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

汕头大学工学院现有本科教学实验室 40个,结构合理,满足教学需要 实验室 11000 平方米,其中本科教学实验室近 8000 平方米 自 2006年 3 月以来,工学院共投入 1500万元用于更新改造实验室及购置新仪器设备

为配合 EIP-CDIO 培养计划的实施,学院建设 600 多平方米 CDIO创新实践中心 ,工学院 5 个专业学生的公共实践平台,学生可以组队申请项目在中心内进行他们的科技实践活动

CDIO创新实践中心

3 、改善教学环境

机器人实验室 测试技术实验室

机械加工实验室

柔性制造系统实验室( FMS) 工程材料实验室

传动与控制实验室

公差实验室

金工实习基地

通信实验室

电路实验室

微机原理实验室

EIP—CDIO :计算科学课程体系EIP—CDIO :计算科学课程体系

Page 40: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

通过修订培养方案、优化课程结构、更新课程内容和改变教学方法,对全院所有五个专业进行 EIP-CDIO 教学改革;

迄今为止,已有 34门课程探索采用 CDIO 理念进行教学; 2006年起全面实施基于 EIP-CDIO 教学理念的培养计划。

CDIO 课程教学研讨会

CDIO 工程教育改革研讨会

4.CDIO试点课程

Page 41: EIP-CDIO 理念的计算科学课程体系设计

通过各种规章制度在管理者、教师、学生中形成工作规范和约束机制。

通过院系领导、同行教师及教学督导员的听课制度、教学质量学生联系小组工作制度等形成监督机制。

通过教学督导员评价、学生课堂教学评估、听课反馈等机制,使教学方法的改进和教学效果的提高落到实处。

通过各种教学奖励、年度考核、职称晋升、岗位聘任、学生综合测评等措施形成激励机制。

5. 制度保障

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工学院基本情况 美欧工程教育改革 CDIO 国际工程教育理念 为什么需要 CDIO EIP-CDIO 理念 EIP-CDIO 计算科学课程体系 观察与思考

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从教学内容角度出发,核心工程技术内容差距不断减少,区别是什么呢?

教学 /学习的过程学习的经验学生主动获取知识的能力能力,知识,态度和综合素质

学生的工程师职业技能教师的理论、实践和教育水平的差别

教师的职业态度与道德标准

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几个问题供思考:

是否要建立工程的知识体(Body of Knowledge)?

由于知识迅速的增加,国际化企业间的竞争,公司很难有充分时间为毕业生提供在岗培训,现在的教育模式包括 4 年学制是否满足将来的发展要求?

工程认证方法是否要更加深入和具体,真正考查学生的工程师能力?

工程教育质量和培养目标的保障系统 现在大学,特别是研究型大学对优质教育是否给予了充分的重视?

如何正确处理好科研与教学的关系?学校及其领导层有何作为?

竞争与合作,不断提高教学质量不能只靠竞争,更要加强合作,因为个人的课程与整体培养方案是不可分割的,怎样处理好良性竞争和诚信合作?

国际化与本土化的结合,不是西方所有的东西都可以直接照搬,中国要建一条国际化本土化结合的道路,不断创新、发展

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