CDIO模式在機電專業(yè)實踐教學(xué)中的應(yīng)用

姚燕生，張克仁，李大華，陳杰

CDIO模式在機電專業(yè)實踐教學(xué)中的應(yīng)用

姚燕生，張克仁，李大華，陳杰

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的重要成果。從大學(xué)生科技競賽、創(chuàng)新項目和產(chǎn)學(xué)研合作等方面，介紹安徽建筑工業(yè)學(xué)院機電學(xué)院在機電專業(yè)實踐教學(xué)方面的改革與建設(shè)及CDIO工程教育模式運用取得的成效。

CDIO工程教育模式；實踐教學(xué)；人才培養(yǎng)

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在四個層面達到預(yù)定目標［1］。安徽建筑工業(yè)學(xué)院機電學(xué)院根據(jù)目前我國高等工科教育的不足，結(jié)合國家教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要，在以前良好的實踐教學(xué)模式基礎(chǔ)上于2010年正式開展CDIO工程教育模式教學(xué)改革。

一、實踐教學(xué)基礎(chǔ)建設(shè)

機電學(xué)院以培養(yǎng)高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才為培養(yǎng)目標，現(xiàn)已建成設(shè)備先進、管理一流的機電學(xué)科教學(xué)實驗中心與國內(nèi)先進、省內(nèi)一流、和國際接軌的工程訓(xùn)練中心，以及與機電學(xué)科相關(guān)的培訓(xùn)鑒定、創(chuàng)新研發(fā)、交流合作的多元化多層次實踐教學(xué)開放基地［2］［3］。目前已有工程訓(xùn)練中心、機械實驗中心、電工電子實驗中心、電氣與自動化實驗中心、激光先進制造研究中心和軍地合作科研教學(xué)基地各1個（與解放軍炮兵學(xué)院合作）、培訓(xùn)考證中心2個（負責國家職業(yè)技能培訓(xùn)考證和見習(xí)機械工程師資格培訓(xùn)考證）、產(chǎn)學(xué)研工程技術(shù)中心3個。此外，工程機電研究所和先進建筑機械實驗研究中心正在籌建之中。學(xué)院已和上海日立建機達成協(xié)議，建立聯(lián)合基地培養(yǎng)技術(shù)工程師。

目前，學(xué)院實踐基地已成為教學(xué)科研工作重要的支撐，除承擔本校相關(guān)專業(yè)教學(xué)和其他學(xué)校服務(wù)外，還承擔國家自然科學(xué)基金項目、國家“863”課題子項目、省部級項目、廳級教學(xué)科研項目和企業(yè)委托項目數(shù)十項，為學(xué)生觀摩、學(xué)習(xí)和實現(xiàn)提供了較多機會。機電學(xué)院依托實踐基地提供的良好研究設(shè)備和環(huán)境組建了學(xué)生科技學(xué)術(shù)組織（如技術(shù)協(xié)會和創(chuàng)新小組），這些學(xué)生組織與學(xué)院、教師等緊密聯(lián)系，組織或參與學(xué)?？萍嘉幕顒印?/p>

二、實踐教學(xué)改革與成果

機電學(xué)院在實踐教學(xué)模式方面打破傳統(tǒng)三段式和依附于課堂教學(xué)的觀念，突出對動手能力、工程綜合能力和創(chuàng)新思維的訓(xùn)練與培養(yǎng)。2009年初，安徽省人力資源與社會保障廳依托學(xué)院工程訓(xùn)練中心設(shè)立“國家職業(yè)技能鑒定所”，負責技能培訓(xùn)和鑒定。目前已有500人獲得8個工種的中級證書，讓學(xué)生能自己應(yīng)對CDIO中“I”（實現(xiàn)）環(huán)節(jié)。

大學(xué)生科技實踐活動特別是科技競賽包含了CDIO全過程，學(xué)生“在做中學(xué)，邊學(xué)邊用，學(xué)以備用，團結(jié)協(xié)作”。學(xué)院自2009年起，大學(xué)生科技創(chuàng)新項目大幅度增加，開展了多個系列的科技文化活動，長年不定期設(shè)立大學(xué)生實踐創(chuàng)新項目，認真指導(dǎo)大學(xué)生科技競賽和學(xué)生自主創(chuàng)業(yè)，推行師生共同參與產(chǎn)學(xué)研合作，實現(xiàn)CDIO工程教育模式中“C”、“D”“I”和“O”各環(huán)節(jié)的教學(xué)與實踐。如：每年舉辦科技節(jié)，給新老學(xué)生提供了學(xué)習(xí)交流的平臺，并在競賽和游戲中比拼，促進個人能力的提高。另外，為讓每個學(xué)生能按CDIO模式的要求培養(yǎng)，畢業(yè)設(shè)計中嚴格執(zhí)行“一人一題”、“每個題目有實質(zhì)”、“年年題目有變化”的要求，讓學(xué)生構(gòu)思、設(shè)計，之后去實現(xiàn)、應(yīng)用，得到全面的鍛煉。

通過改革，機電學(xué)院在校生參加省級以上科技比賽成績大幅度上升，2010年取得突破。在全國第四屆大學(xué)生機械創(chuàng)新設(shè)計大賽安徽賽區(qū)競賽中以第1名的成績獲得一等獎，并獲二等獎2項，全國三維數(shù)字化創(chuàng)新設(shè)計大賽安徽賽區(qū)復(fù)賽獲特等獎，全國大學(xué)生“飛思卡爾”杯智能汽車大賽獲二等獎。在第三屆全國大學(xué)生節(jié)能減排社會實踐大賽全校唯一獲得三等獎，安徽省“百所高校百萬大學(xué)生科普創(chuàng)意創(chuàng)新大賽”獲三等獎，“挑戰(zhàn)杯”安徽大學(xué)生創(chuàng)業(yè)計劃大三等獎。機電學(xué)院畢業(yè)生基礎(chǔ)扎實、動手能力強，其良好的工程素質(zhì)為用人單位所稱贊，畢業(yè)生就業(yè)率年年在98%以上。部分同學(xué)通過考研進入國家重點大學(xué)深造。CDIO工程教育模式開始顯露其對現(xiàn)代人才培養(yǎng)的重要作用。

三、關(guān)于CDIO模式實踐教學(xué)的體會

（一）以大學(xué)生科技創(chuàng)新項目為基礎(chǔ)

CDIO中最先是要有構(gòu)思的對象，即一個合適的題目或任務(wù)。在一定的經(jīng)費支持下，在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下，在同學(xué)共同參與下進行設(shè)計并嘗試實現(xiàn)。工科學(xué)生需要結(jié)合自己的興趣與特長來確定自己的發(fā)展方向。所以，我們著眼于工科學(xué)生的未來發(fā)展，以支持科技開發(fā)和應(yīng)用為主，鼓勵創(chuàng)新，體現(xiàn)特色，順應(yīng)時代。每年學(xué)校審批一些學(xué)生自主申報和指導(dǎo)教師申報的大學(xué)生科技創(chuàng)新項目，并給予1000元以上的資助。機電學(xué)院的大學(xué)生科技創(chuàng)新項目根據(jù)科技比賽、科技活動時間來申報，由院長批準項目經(jīng)費。也可以由指導(dǎo)教師或?qū)W生自己直接實施。這些項目內(nèi)容是自由的，孵化成熟后，采用書面報告或公開答辯形式，經(jīng)過專家考評合格后，加大資助并推薦參加省級科技競賽活動或?qū)W?？蒲泄ぷ?。對已形成科研成果，或成果應(yīng)用到企業(yè)，學(xué)校給予同等的科研獎勵。2009年，學(xué)校正式制定了《安徽建筑工業(yè)學(xué)院大學(xué)生競賽管理及獎勵辦法（試行）》、《安徽建筑工業(yè)學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新活動管理辦法（試行）》和《機電學(xué)院大學(xué)生科技創(chuàng)新活動與競賽工作組織實施辦法（試行）》，以學(xué)生為中心為主體，圍繞CDIO的形式與實質(zhì)，改變灌輸式教育方法，設(shè)立大學(xué)生科技項目，完善大學(xué)生科技創(chuàng)新活動管理，促進工程教育模式改革，培養(yǎng)學(xué)生實踐能力與創(chuàng)新能力。

（二）以大學(xué)生科技競賽指導(dǎo)為典型形式

我國高等教育尚未全面推行CDIO模式，但設(shè)有多個大學(xué)生科技競賽項目。這些競賽其中包含了CDIO概念的全部內(nèi)容。每次比賽都設(shè)立一個主題，即給定構(gòu)思（Conceive）的對象，進行任務(wù)分析、分解。比賽提交技術(shù)方案與設(shè)計（Design），表現(xiàn)構(gòu)思。許多比賽是需要提交樣機和模型的，即要求把設(shè)計方案實現(xiàn)（Implement），然后提交設(shè)計與作品，參加比賽展示或答辯，說服評委和觀眾，爭取他人認可，甚至風險投資（Operate）。

以作品參賽的科技競賽其實就是實踐生產(chǎn)與技術(shù)創(chuàng)新的實戰(zhàn)模擬，是CDIO模式教學(xué)的典型形式。學(xué)院以“以工程素質(zhì)、創(chuàng)新能力為中心，提高學(xué)生綜合素質(zhì)”為宗旨，把大學(xué)生機械創(chuàng)新、電子設(shè)計、科技作品制作大賽與創(chuàng)業(yè)計劃大賽作為重要的實踐教學(xué)工作來抓，加大項目數(shù)量和資金投入（項目基金最高可達2萬元，比賽獲獎獎勵可高達1.6萬元）、優(yōu)化指導(dǎo)團隊、海選參賽項目與隊員、搞好分工協(xié)作，并采用專題講座和集體研討相結(jié)合的學(xué)習(xí)培訓(xùn)模式，積極組織參加校內(nèi)外科技競賽活動。

（三）以產(chǎn)學(xué)研合作為實現(xiàn)CDIO的高級手段

CDIO是產(chǎn)品從研發(fā)到運行的生命周期，通過參與相關(guān)單位研發(fā)、生產(chǎn)項目，可以在產(chǎn)品制造過程中地切身體驗CDIO的各個環(huán)節(jié)。創(chuàng)新型企業(yè)的生產(chǎn)是根據(jù)社會需求、時代發(fā)展而不斷推進的，讓其帶領(lǐng)學(xué)生完成CDIO過程是最有教學(xué)價值的，體現(xiàn)了CDIO的最高水平。

為拓寬師生知識面和專業(yè)實踐機會，機電學(xué)院發(fā)動教職人員積極聯(lián)系合作單位，參加安徽省皖北地區(qū)、巢湖市等地市產(chǎn)學(xué)研對接會。這也擴大學(xué)校影響力，體現(xiàn)了應(yīng)用型人才培養(yǎng)和社會服務(wù)的職能。受人員安全、管理等要求限制，CDIO工程教育模式目前還難以面向每個同學(xué)。所以我們采取建立校企聯(lián)合教學(xué)科研基地，聘請了為在生產(chǎn)一線從事生產(chǎn)、管理和研究的高級工程師、專業(yè)人員等來改進實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，如作項目介紹報告、實習(xí)培訓(xùn)、綜合課程設(shè)計指導(dǎo)、畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)、專題講座和生產(chǎn)項目示范等。在此過程中，不僅學(xué)生切身受到工程教育，校內(nèi)教師也得到學(xué)習(xí)與進步。

四、結(jié)論

通過實踐教學(xué)改革，特別是利用大學(xué)生科技競賽和創(chuàng)新項目，學(xué)院實施CDIO工程教育新模式，進行工科專業(yè)人才培養(yǎng)，取得了可喜的成效。經(jīng)過實踐，深刻體會到大學(xué)生創(chuàng)新項目、科技競賽和參與產(chǎn)學(xué)研合作對CDIO工程教育模式實施具有重要意義。

[1]王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究，2009（5）.

[2]馬玉平，袁根福，姚燕生.地方工科高校工程訓(xùn)練中心的教學(xué)改革[J].中國教育技術(shù)裝備，2010（3）.

[3]姚燕生，袁根福.關(guān)于地方工科高校實踐教學(xué)的探索與實踐[J].成才之路，2009（5）.

G642.0

：A

：1673-1999（2011）04-0193-02

姚燕生（1973-），男，博士，安徽建筑工業(yè)學(xué)院（安徽合肥230601）機械與電氣工程學(xué)院副教授，機械實驗室主任。

2010-11-27

安徽省質(zhì)量工程“開放型工程實訓(xùn)基地”、“工程訓(xùn)練中心”和“以大學(xué)生科技競賽為契機的教學(xué)改革與實踐”。