CDIO模式在机电专业实践教学中的应用

2011-08-15姚燕生张克仁李大华陈杰

重庆科技学院学报（社会科学版） 2011年4期

关键词：机电竞赛学院

姚燕生，张克仁，李大华，陈杰

CDIO模式在机电专业实践教学中的应用

姚燕生，张克仁，李大华，陈杰

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的重要成果。从大学生科技竞赛、创新项目和产学研合作等方面，介绍安徽建筑工业学院机电学院在机电专业实践教学方面的改革与建设及CDIO工程教育模式运用取得的成效。

CDIO工程教育模式；实践教学；人才培养

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。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四个层面达到预定目标［1］。安徽建筑工业学院机电学院根据目前我国高等工科教育的不足，结合国家教育改革和发展规划纲要，在以前良好的实践教学模式基础上于2010年正式开展CDIO工程教育模式教学改革。

一、实践教学基础建设

机电学院以培养高素质工程应用型人才为培养目标，现已建成设备先进、管理一流的机电学科教学实验中心与国内先进、省内一流、和国际接轨的工程训练中心，以及与机电学科相关的培训鉴定、创新研发、交流合作的多元化多层次实践教学开放基地［2］［3］。目前已有工程训练中心、机械实验中心、电工电子实验中心、电气与自动化实验中心、激光先进制造研究中心和军地合作科研教学基地各1个（与解放军炮兵学院合作）、培训考证中心2个（负责国家职业技能培训考证和见习机械工程师资格培训考证）、产学研工程技术中心3个。此外，工程机电研究所和先进建筑机械实验研究中心正在筹建之中。学院已和上海日立建机达成协议，建立联合基地培养技术工程师。

目前，学院实践基地已成为教学科研工作重要的支撑，除承担本校相关专业教学和其他学校服务外，还承担国家自然科学基金项目、国家“863”课题子项目、省部级项目、厅级教学科研项目和企业委托项目数十项，为学生观摩、学习和实现提供了较多机会。机电学院依托实践基地提供的良好研究设备和环境组建了学生科技学术组织（如技术协会和创新小组），这些学生组织与学院、教师等紧密联系，组织或参与学校科技文化活动。

二、实践教学改革与成果

机电学院在实践教学模式方面打破传统三段式和依附于课堂教学的观念，突出对动手能力、工程综合能力和创新思维的训练与培养。2009年初，安徽省人力资源与社会保障厅依托学院工程训练中心设立“国家职业技能鉴定所”，负责技能培训和鉴定。目前已有500人获得8个工种的中级证书，让学生能自己应对CDIO中“I”（实现）环节。

大学生科技实践活动特别是科技竞赛包含了CDIO全过程，学生“在做中学，边学边用，学以备用，团结协作”。学院自2009年起，大学生科技创新项目大幅度增加，开展了多个系列的科技文化活动，长年不定期设立大学生实践创新项目，认真指导大学生科技竞赛和学生自主创业，推行师生共同参与产学研合作，实现CDIO工程教育模式中“C”、“D”“I”和“O”各环节的教学与实践。如：每年举办科技节，给新老学生提供了学习交流的平台，并在竞赛和游戏中比拼，促进个人能力的提高。另外，为让每个学生能按CDIO模式的要求培养，毕业设计中严格执行“一人一题”、“每个题目有实质”、“年年题目有变化”的要求，让学生构思、设计，之后去实现、应用，得到全面的锻炼。

通过改革，机电学院在校生参加省级以上科技比赛成绩大幅度上升，2010年取得突破。在全国第四届大学生机械创新设计大赛安徽赛区竞赛中以第1名的成绩获得一等奖，并获二等奖2项，全国三维数字化创新设计大赛安徽赛区复赛获特等奖，全国大学生“飞思卡尔”杯智能汽车大赛获二等奖。在第三届全国大学生节能减排社会实践大赛全校唯一获得三等奖，安徽省“百所高校百万大学生科普创意创新大赛”获三等奖，“挑战杯”安徽大学生创业计划大三等奖。机电学院毕业生基础扎实、动手能力强，其良好的工程素质为用人单位所称赞，毕业生就业率年年在98%以上。部分同学通过考研进入国家重点大学深造。CDIO工程教育模式开始显露其对现代人才培养的重要作用。

三、关于CDIO模式实践教学的体会

（一）以大学生科技创新项目为基础

CDIO中最先是要有构思的对象，即一个合适的题目或任务。在一定的经费支持下，在指导老师指导下，在同学共同参与下进行设计并尝试实现。工科学生需要结合自己的兴趣与特长来确定自己的发展方向。所以，我们着眼于工科学生的未来发展，以支持科技开发和应用为主，鼓励创新，体现特色，顺应时代。每年学校审批一些学生自主申报和指导教师申报的大学生科技创新项目，并给予1000元以上的资助。机电学院的大学生科技创新项目根据科技比赛、科技活动时间来申报，由院长批准项目经费。也可以由指导教师或学生自己直接实施。这些项目内容是自由的，孵化成熟后，采用书面报告或公开答辩形式，经过专家考评合格后，加大资助并推荐参加省级科技竞赛活动或学校科研工作。对已形成科研成果，或成果应用到企业，学校给予同等的科研奖励。2009年，学校正式制定了《安徽建筑工业学院大学生竞赛管理及奖励办法（试行）》、《安徽建筑工业学院大学生科技创新活动管理办法（试行）》和《机电学院大学生科技创新活动与竞赛工作组织实施办法（试行）》，以学生为中心为主体，围绕CDIO的形式与实质，改变灌输式教育方法，设立大学生科技项目，完善大学生科技创新活动管理，促进工程教育模式改革，培养学生实践能力与创新能力。

（二）以大学生科技竞赛指导为典型形式

我国高等教育尚未全面推行CDIO模式，但设有多个大学生科技竞赛项目。这些竞赛其中包含了CDIO概念的全部内容。每次比赛都设立一个主题，即给定构思（Conceive）的对象，进行任务分析、分解。比赛提交技术方案与设计（Design），表现构思。许多比赛是需要提交样机和模型的，即要求把设计方案实现（Implement），然后提交设计与作品，参加比赛展示或答辩，说服评委和观众，争取他人认可，甚至风险投资（Operate）。

以作品参赛的科技竞赛其实就是实践生产与技术创新的实战模拟，是CDIO模式教学的典型形式。学院以“以工程素质、创新能力为中心，提高学生综合素质”为宗旨，把大学生机械创新、电子设计、科技作品制作大赛与创业计划大赛作为重要的实践教学工作来抓，加大项目数量和资金投入（项目基金最高可达2万元，比赛获奖奖励可高达1.6万元）、优化指导团队、海选参赛项目与队员、搞好分工协作，并采用专题讲座和集体研讨相结合的学习培训模式，积极组织参加校内外科技竞赛活动。

（三）以产学研合作为实现CDIO的高级手段

CDIO是产品从研发到运行的生命周期，通过参与相关单位研发、生产项目，可以在产品制造过程中地切身体验CDIO的各个环节。创新型企业的生产是根据社会需求、时代发展而不断推进的，让其带领学生完成CDIO过程是最有教学价值的，体现了CDIO的最高水平。

为拓宽师生知识面和专业实践机会，机电学院发动教职人员积极联系合作单位，参加安徽省皖北地区、巢湖市等地市产学研对接会。这也扩大学校影响力，体现了应用型人才培养和社会服务的职能。受人员安全、管理等要求限制，CDIO工程教育模式目前还难以面向每个同学。所以我们采取建立校企联合教学科研基地，聘请了为在生产一线从事生产、管理和研究的高级工程师、专业人员等来改进实践教学环节，如作项目介绍报告、实习培训、综合课程设计指导、毕业设计指导、专题讲座和生产项目示范等。在此过程中，不仅学生切身受到工程教育，校内教师也得到学习与进步。