刘岩 李正 李大凯

【摘要】本文阐释CDIO培养模式及其发展背景，并阐明在此基础上发展而来的PESE-CDIO工程人才培养理念及其模式，标定该模式在培养期间的任务与目标，明确改革方向与措施，评述改革成果，为中医药工程教育与人才培养模式探索提供参考。

【关键词】中医药工程 人才培养 PESE-CDIO 工程伦理

【中图分类号】G64 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）03-0139-04

近些年来，制药生产事故、用药安全问题、工程质量问题等频发，需要我们从两个方面思考：一方面，大规模、综合性、复杂性已成为现代工程的重要特征，随着新一轮科技革命和产业变革的到来，如何预防此类问题是每位中医药工程人都必须面对和思考的问题；另一方面，我国既处于经济、社会转型阶段，又遭遇疫情影响，复杂多变的国内外政治、经济与社会形势都对高等工程教育提出了新的要求。本文据此对PESE-CDIO工程人才培养模式的总体思路、实施路径等方面的改进展开探讨，期望能为中医药工程教育与人才培养模式提供新的思路。

一、CDIO培养模式及其发展背景

工程教育在培养学生进行工程设计和发展工程技术方面起着至关重要的作用。我国高等工程教育近年来在教育规模、教育结构、教育投入、教育质量等方面虽然取得了显著成就，但是鉴于目前的工程教育多以教授原理、技术为核心，对政治、经济、社会和环境等方面的责任教育还有所欠缺，表现为毕业生职业道德感和责任感还不够强、独立思考能力较差、创新意识不强、交流合作能力欠佳、工程伦理意识和实践能力不足等。因此，在工程教育的理念传播、课程教学体系建设、课程思政建设、人才培养质量保障等方面仍有待改进之处。

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的新成果，由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究团队探索总结得出。但实践证明CDIO工程教育模式［工程构思（Conceive）、工程设计（Design）、工程实现（implement）与工程运行（Operate）］不能完全适应我国新产业和新经济发展的要求。因此国内很多高校已经开始做出适当调整或变革，如汕头大学提出并实施了以设计为导向的EIP-CDIO人才培养模式改革，中南大学基于学生能力成熟度模型建立了软件人才CDIO培养模式，云南大学提出并建立了符合新型软件人才培养要求的软件工程SE-CDIO工程教育人才培养模式，湖南工程学院提出TF-CDIO-CMM新工科育人模式的评价模型等。美国《科学与工程伦理学》（Science and Engineering Ethics）杂志主编斯蒂芬妮·J·伯德认为“伦理是科学与工程的核心竞争力”。因此，需要赋予传统CDIO培养理念以伦理责任，强调工程设计要以经济发展、人民幸福、社会进步、生态平衡为目标，进而在CDIO基础理念上，提出PESE-CDIO培养理念，即在CDIO基础上发展以经济发展、人民幸福、社會进步、生态平衡为目标的PESE-CDIO（Politcs，Economy，Society，Environment-Conceive，Design，Implement，Operate）工程人才培养理念，以确保工程教育在CDIO各环节中都能够坚持以人为本，能从政治、经济、社会和生态环境等核心指标出发去设计和实施工程而非只追求经济上的最优指标。

二、基于PESE-CDIO培养理念的实践

（一）培养模式的总体设计思路

模式的总体思路是基于立德树人根本任务，以人才培养模式改革为主线，明确课程思政育人目标，弘扬科学精神和工匠精神，着力转变传统的“经济最优、技术最优”的培养理念，强调工程建设要以政治稳定（P）、经济发展（E）、人民幸福（S）、生态平衡（E）为目标，更新中医药工程人才的培养理念，优化人才培养模式，进而形成PESE-CDIO培养理念。其旨在塑造学生的思想品德、专业素养与职业精神，培养学生的工程伦理认知、伦理判断与伦理决策能力，强化工程哲学原理的实践运用，塑造整体性、系统性、辩证性的工程思维。试图通过转变教育理念引领中医药工程人才培养模式变革，提升社会与产业发展要求同中医药工程人才思想品德素质水平的一致性，实现工程与人、工程与社会、工程与自然的和谐。

教师在教育教学过程中做到因事而化、因时而进、因势而新，注重强化学生职业伦理教育，以培养学生精益求精的大国工匠精神、激发学生科技报国的家国情怀和使命担当为育人目标。学校以校企合作为育人抓手，整合实验教学示范中心、专业能力实践基地、虚拟仿真实验平台、线上一流本科课程等育人资源和思政育人案例库；以“立德树人、产教融合”为建设理念，以“伦理—哲学—思维—情怀”为育人维度，形成“平台—虚仿—微课—案例”四维一体的育人特色，探索构建基于PESE-CDIO的中医药工程人才培养模式。

（二）基于PESE-CDIO理念培养模式各阶段的任务与目标

1.探索阶段（第1—3学期）

该阶段是PESE-CDIO工程教育的启蒙阶段，教师应该鼓励学生去自主探索工程实践的标准，逐渐培养其工程伦理思维。教师可在该阶段的教育教学过程中激发学生主动思考这样的问题，如：我在身边的人身上发现了什么不同之处？我在思考和实践中忽略了什么？我遇到问题时的分析思路是什么？我做出决策时都考虑了哪些内容？不同决策的短期利益与长远影响等。这些问题都与学生的价值观有关，它们会关乎学生在个人生活和职业生涯中对社会、经济、生态环境的思考。教师在这一阶段也可以鼓励学生主动参与简单的工程伦理讨论，需要努力借助真实生动的案例使工程教育更具有生命力，将伦理教育与工程技术联系起来，并努力做到与学生的专业问题紧密相连。

2.重点阶段（第4—6学期）

这一阶段是PESE-CDIO工程教育的关键阶段，因为学生在该阶段开始深入学习专业内容。工程学作为一个严重依赖解决问题和分析思维的学科，工程教师要采取注重分析推理而不是简单记忆伦理知识点的教育方法。在讲授工程专业课时有机结合工程伦理案例，帮助学生依托大工程观的思维方法处理问题，即教师应该将重点放在教会学生高阶思维，而不是停留在记忆概念、原理之上。让学生多思考工程伦理问题，比如这将如何影响他人，对自然生态有什么影响，对区域经济产业发展的效应等等。让学生知道，针对一个工程项目，提出不同的问题会得到不同的答案。教师要引导学生针对具体的工程案例，在微观和宏观层面，在关怀和实用主义的阶段，以开展批判性讨论、进行不确定性和风险评估、虚拟仿真、社会调查等形式开展学习和实践，进一步培养学生的大工程观。为了实现这一目标，PESE-CDIO工程教育需要持续激发学生在“工程分析”“工程设计”的过程中对自己的理念、行动和行为进行反思，因此这一阶段也是最具挑战性的阶段。

3.整合阶段（第7—8学期）

此阶段是PESE-CDIO工程教育的整合阶段，学生只有将通过虚拟仿真、案例研究和角色扮演习得的伦理准则与理论相结合，才能做到知行合一，从而更好地为将来的学习和工作做好准备。不断在实践中思考和践行政治站位（P）、经济常识（E）、社会责任（S）、生态意识（E）和人文精神与职业道德，同时教师也要思考将企业、社会、生态价值观融入工程师职业道德教育的思路，进一步帮助学生建立“伦理反思”，形成有伦理观念的工程分析与决策能力，进一步学习伦理哲学和伦理思维并应用于工程设计，使其能从政治、经济、社会和生态环境等核心指标出发去设计和实施工程。上述三个阶段都需要工程专业教师、企业与社会多方主动参与、协同合作，同时这也是双方互相探讨、学习和合作共赢的过程。

（三）基于PESE-CDIO理念的培养措施

1.校企合作——组建现代产业学院，培养PESE+“新工科”人才

一方面，目前我国多数企业正处于由高速增长转向高质量发展的阶段，解决发展中面临的问题，转变发展方式、优化产业结构、转换增长动力，全面提升企业发展动能和效益，都离不开科技创新，而科技创新的依托和呈现形式多为工程实体创新。从传统的要素驱动到效率驱动再到创新驱动，工程人才作为创新的重要主体，是企业转型发展的力量源泉。学校和企业深入实施人才发展规划，培养“新工科”人才，实现工程、产业、经济、社会的协调发展必然要求在工程人才的培养过程中融入工程伦理教育，探索PESE+“新工科”的培养模式。

另一方面，企业的发展应该是协调且可持续的，显然实现这种发展需要多种因素的共振。其中，企业的发展离不开人才要素的支撑，企业需要的高端工程技术人才需要具有多学科背景的知识体系，不仅需要热爱本职工作，具有创新思维和实践能力，还必须具有解决现实问题、社会问题、世界问题的看法、视野和观点。坚持与自然、社会环境和谐统一，依靠科学技术尽可能减少对能源的消耗和环境的破坏，促进工程、科技与经济社会发展紧密结合是产业提升竞争力的前提和基本保证。

2.产教融合——以工程项目为依托，优化PESE-CDIO育人内容

院系或课改团队应根据产业需求反向设计，构建PESE-CDIO课程体系，通过工程项目将工程伦理教育转化为工程实践，比如通过工程设计项目或讨论，自然地引入伦理问题。第一，在工程项目讨论时注重尊重一些重要原则，比如理解工程具有自然和社会双重属性，需要遵循自然和社会规律；要预测工程风险并建立风险预测和响应机制，给予社会知情同意的权利、尊重工程师决策的自主权和实行工程问责制等。第二，在工程设计中，要求学生重视对需求、资源、目标、风险展开全面客观的评估，或者在项目演练中让学生设计一个设备或工艺流程，要求不仅要满足工程预期目标，还必须在诸如经济、环境、社会、政治、伦理、健康、安全、可制造性、可持续性以及对职业和道德责任等约束条件下进行。通过以上措施增强学生的同理心，使学生能够换位思考，进而培育“工程与人、工程与社会、工程与自然”和谐的“大工程观”。

三、评价与效果

教学团队通过基于美国教育基金会IDEA学生学习效果调查设计的教学效果调查问卷和谈话调研以及互动讨论过程中的观察与评价等形式，对教学改革前后学生知识、能力、素质三个维度的提升情况进行统计分析，对课程改革进行评价，如表1所示。

表1 教學改革目标达成情况分析

[序号 项目 结果（分值） 1 获取课程相关知识（概念、原理、方法、技术等） 4.28 2 应用课程所学内容发现工程控制问题的能力 4.15 3 应用课程所学内容解决工程控制问题的能力 3.90 4 学会查找和利用知识和资源解决工程控制问题 4.01 5 理解和优化自动控制系统的能力 4.03 6 设计和开发自动控制系统的能力 3.75 7 生产安全基本常识与素质 4.65 8 课程知识内容间交叉融合与运用的能力（与化工原理、制药工艺学、制药设备与车间设计等课程） 4.09 9 团队合作完成某一任务的能力 3.89 10 工程实践中沟通与协调能力 3.82 11 自主学习能力 4.20 12 创新意识与创新能力 3.54 ]

注：评分分为1—5分，其中1分表示没有进步、2分为微小进步、3分是中度进步、4分为较大进度、5分则为很大进步。

教学团队汇总并归纳得出上表，并依此开展分析，认为学生在获取课程相关知识（概念、原理、方法、技术等）、体验通过提出问题并寻求答案的学习乐趣、应用课程所学内容发现工程控制问题的能力、模块课程内容间交叉融合的能力（与化工原理、制药工艺学、制药设备与车间设计等课程）、生产安全基本常识与素质、自主学习能力等方面相比较传统教学模式有所提升。

学生在运用课程所学内容解决工程控制问题的能力、查找和利用知识和资源解决工程控制问题、理解和优化自动控制系统的能力、团队合作完成某一任务的能力、沟通与协调能力等能力水平也得到了一定的提升。而在设计和开发自动控制系统的能力、工程学的全局观、整合与创新能力方面还有待进一步学习提高。

教学团队对工程伦理意识的提高程度进行调研，结果发现学生普遍能够认知生产安全（S）和环境保护（E）对于工程实践的重要性，说明在本课程教学过程改革中能较好地开展工程伦理教育；最后，调查学生在学习过程中感受到自身哪些方面的变化以及课程思政育人目标的整体达成度，发现78.8%的学生认为自身思维方式发生了一定变化，而且普遍提升了对创新精神、实践精神和工匠精神重要性的认知，可见本课程基本实现了对工程学生用马克思主义的观点、方法来研究、分析、解决（工程）问题能力的培养。

综上所述，作为落实工程教育“立德树人”根本任务的重要途径，工程伦理教育对于培养全面发展的工程人才、消除科学技术和工程应用中的不良现象、遏制工程事故等社会问题具有极其重要的意义。基于CDIO工程教育模式，以经济发展、人民幸福、社会进步、生态平衡为目标的PESE-CDIO工程人才培养理念能增强学生的职业的使命感从而内化为学习和实践的动力，并帮助学生掌握解决工程问题的思维方法和工作方法。教学团队在提升中医药高等教育人才培养质量的同时积极探索更符合时代要求的人才培养模式，进一步推进了中医药事业传承发展。

参考文献

［1］孙振霖.中医药高等教育改革的实践与思考［J］.中医教育，2021（5）.

［2］徐梦溪，吴晓彬.CDIO方法：高等工程教育改革与新发展［J］.教育进展，2022（3）.

［3］顾佩华，胡文龙，陆小华，等.从CDIO在中国到中国的CDIO：发展路径、产生的影响及其原因研究［J］.高等工程教育研究，2017（1）.

［4］顾佩华，包能胜，康全礼，等.CDIO在中国（下）［J］.高等工程教育研究，2012（5）.

［5］夸美纽斯.大教学论［M］.北京：人民教育出版社，1984：55.

［6］黄中华，孙秀云，李健生，等.思政元素融入环境工程专业实践课程的教学探索［J］.大学教育，2020（10）.

注：本文系2021年度天津市教育科学规划课题“基于中医药文化融入的高校‘大思政课程体系的构建与实践”（EIE210293，类别：青年一般课题）的研究成果之一。

作者简介：刘岩（1987— ），辽宁沈阳人，就职于天津中医药大学马克思主义学院，讲师，研究方向为中医药文化与“大思政”教育；李正（1976— ），浙江杭州人，研究员，研究方向为高等工程教育与智能制药过程装备技术；李大凯（1973— ），通讯作者，辽宁朝阳人，就职于天津中医药大学马克思主义学院，副教授，研究方向为思想政治教育。

（责编 罗异丰）