用CDIO理念提升应用型机械工程专业内涵

刘 平，王文霞

（上海第二工业大学机电工程学院，上海 201209）

用CDIO理念提升应用型机械工程专业内涵

刘 平，王文霞

（上海第二工业大学机电工程学院，上海 201209）

社会对机械工程人才的需求是多层次的：既要有研究创新型人才，更要有应用创新型人才。引入CDIO工程教育理念是提升应用创新型机械工程专业内涵的有效途径之一。对照CDIO的12条标准，全面论述了提升机械工程专业内涵的具体方法，并指出了运用CDIO工程教育理念可以使学生实现的一些有益转变。

CDIO；工程教育；机械工程专业

0 引言

0.1 社会对机械工程人才的需求是多层次的

经济全球化和知识经济时代已经来临。随着我国市场经济的不断发展，各行各业对人才的需求也呈现出多层次的特征，即社会不但需要研究型人才，更需要应用型人才。国家重点高等院校的机械工程专业均定位于研究创新型人才的培养。为了合理利用有限的教育资源，为了满足工矿企业对机械应用型人才的需求，也为了使普通高等院校毕业生能在大、中及小型企业中顺利找到适合自己的满意工作，地方普通高等院校就应该立足于应用创新型人才的培养或应用知识型人才的培养。那么机械工程专业应在此定位下，努力发挥已有的专业优势，办出专业特色，培养出受企业欢迎的机械工程应用创新型人才。

0.2 应用型机械工程专业内涵的提升可以运用CDIO工程教育理念

国家重点高等院学校致力于研究创新型人才的培养，普通本科高等院校致力于应用创新型人才的培养。显然由于培养目标有不同，普通本科高等院校就不能全盘沿用重点大学对人才的培养方案。那么培养创新型人才的理论依据何在？如何培养应用创新型人才？如何提升普通高等院校原有机械工程专业的内涵？引入CDIO工程教育理念是有效的途径之一[1-6]。

CDIO代表构思—设计—实现—运行（Conceive-Design-Implement-Operate）的工程教育理念[7]，它是由美国麻省理工学院等四所大学通过几年的研究、探索和实践，建立的一种先进的工程教育模式。它以产品从构思、研发、运行到废弃和再利用的全生命过程为载体，让学生以主动的、实践性的、课程之间具有有机联系的方式学习和获取工程能力。CDIO理念特别注重培养学生的工程技术综合能力，尤其是项目组织、设计、开发和实施能力。这些理念为机械工程应用型本科人才的培养提供了宏观理论基础。

1 运用CDIO的标准提升机械工程专业内涵

1.1 目前应用型机械工程专业课程体系的不足之处

从现代化企业对机械工程人才的要求观察，传统的应用型机械工程专业课程体系主要有以下不足之处：

· 缺乏工程教育的整体指导思想，常常困惑工程教育的具体内涵；

· 缺乏贯穿整个教学周期的工程项目衔接，各课程各自追求完善，有机联系偏少；

· 课程中以解答习题为主的理论研究偏多，以解决工程实际问题的讨论偏少；

· 缺乏激发学生主动学习的机制。

1.2 CDIO理念标准的应用

他山之石，可以攻玉。运用CDIO的理念和标准有助于改善以上工程教育所面临的不足。CDIO标准是一个对实施CDIO工程教育模式的指引和评价系统[7]。下面本文将阐述如何运用CDIO的12条标准提升机械工程专业的内涵。

(1) 背景环境

CDIO的标准1为背景环境。在机械工程专业的教学计划、理论教学和实践教学中均应直接或间接地用CDIO理念作为主导思想，即努力从构思—设计—实现—运行的方式来提升培养学生的工程应用能力。例如，可以在课程体系中安排工程设计与制造实践的一级项目。该项目以典型的机械产品设计与制造为载体，将贯穿整个教学周期，以CDIO的工程教育理念全面培养学生。

(2) 学习效果

CDIO的标准2为学习效果。传统的机械工程专业本科培养目标在基础知识、专业知识和专业能力等方面均具有较好的描述，根据CDIO工程教育的理念，还应在自学能力、团队协作精神、开拓创新意识和表达沟通等基本素质方面，提高学生对社会的自适应能力。

(3) 一体化课程计划

CDIO的标准3为一体化课程计划。即在制订和执行课程计划中应注意课程之间的相互支持、相互补充、相互联系，有意识地将个人能力，人际交往能力，产品、过程和系统合为一体。

(4) 工程导论

CDIO的标准4为工程导论。在机械工程专业教学的第一学期就应开设工程导论课程。它将为学生提供一个工程实践的框架。工程导论课程的目的是通过引入工程的基本特征和概念、一般工程问题的解决方案、工程项目的经济特性和工程师所面临的任务与责任等内容，使学生了解相关工程类专业所涉及的工程问题，并激发学生对工程类专业的学习兴趣，明确学习动机。

(5) 设计实现的经验

CDIO的标准5为设计实现的经验。设计实现的经验是指以新产品和系统为中心的一系列工程活动。在机械工程专业的一级项目课程就是设计实现的经验。它主要通过若干个工程项目，全面培养学生工程技术应用创新能力。在第二到第七学期期间，一级项目可以以小组为单位，以研究、讨论和实践课形式，构思出要创新制作的工程项目，设计出工程项目的方案，加工、制作出工程项目，进而完善总结和推广工程项目。

(6) 工程实践场所

CDIO的标准6为工程实践场所。开设机械工程专业必定有机械工程实践的场所或实验室。根据CDIO的理念应该将工程实践的场所或实验室构造成可以让学生相互学习，并且可以进行团队互动的场所。

(7) 一体化学习经验

CDIO的标准7为一体化学习经验。它是一种教学方法，旨在培养专业知识的同时培养个人素质。机械工程专业的各通识课、专业基础课和专业课的教学中，均应在传授知识的同时潜移默化地培养学生的个人素质。

(8) 主动学习

CDIO的标准8为主动学习。传统机械工程专业的教学一般都导致学生被动学习。与被动学习相比较，主动学习更能激发学生的学习兴趣，更能让学生致力于问题的思考和解决。CDIO课程体系中引入一级项目课程、二级项目课程和三级项目课程的目的之一就是逼学生主动学习，另外，在所有课程的教学中，均应提倡小组讨论、提问讲解、辩论、自我归纳总结等主动学习方式。

(9) 提高教师的工程实践能力

CDIO的标准9为提高教师的工程实践能力。作为应用创新型机械工程本科的专业教师应具有现代工程实践能力。学校应提供各种条件让专业教师去企业实践，与企业共同开展各类研究项目，提供先进的实验器材和项目，以提高专业教师的工程实践能力。教师本身也应树立终身教育的理念，利用各种机会和条件不断连续地提高自己的工程实践能力。

(10) 提高教师的教学能力

CDIO的标准10为提高教师的教学能力。学校应提供各种条件让教师参与校内外师资交流，定期举办教学竞赛，定期开展师生的交流，并提供教师间交流实践经验和想法的平台。教师本身也应重视教学能力，通过学习、实践、研究不断连续地提高自己的教学能力。

(11) 学习考核

CDIO的标准11为学习考核。传统教学方面，教师对学生学习效果的考核主要为笔试，显然这不符合工程教育的要求。从机械CDIO工程教育的实践出发，各专业课程考试中笔试的比重应降低，应该引入对学生所绘工程图纸的评判，对学生设计和制造结果的评判、对学生表达能力的评判等工程应用能力的评判项目。

(12) 专业评估

CDIO的标准12为专业评估。机械工程专业的评估可以加入CDIO的评估标准，即专业总体评估报告将由各课程的评估报告、教师的总结报告、对学生的访谈报告和企业对学生能力的反馈报告等组成。这样专业的建设可根据这些反馈评估报告，动态地不断改进专业计划、理论课时的分配和实施、实践环节的运作等，将变化的社会所需人才作为专业的最终目标。

2 运用CDIO理念和标准的机械工程专业课程体系

根据CDIO的12条标准构建的应用创新型参考机械工程专业课程体系鱼骨图如下。

图1 机械工程专业课程体系鱼骨图Fig.1 Structure figure of mechanical engineering discipline

整个课程体系由工程导论引入，以工程设计与制造一级项目为主线，以传统理论课和实践课为基础，以毕业设计为结束，重点在于强调和加强学生自学能力、创新意识、团队协作精神、工程应用技能和表达沟通能力的培养。

3 结束语

CDIO的工程教育理念为应用创新型本科专业的内涵提升指出了切实可行的方案。按CDIO工程教育理念和相应的标准培养学生，可以使其实现以下有益的转变：

· 被动学习向主动学习转变；

· 解答工程习题向实际工程运用转变；

· 单调推理思考向积极创新思维转变；

· 个人操作向团队协作转变；

· 不善于表达向全方位表达沟通转变。

应该指出的是CDIO理念的含义是丰富的，它的很多理念和标准不但适用于应用创新型本科，也适用于研究创新型本科。我们应该结合自己学校、自己专业的实际情况，吸取其先进、有效的理念，为自己的专业建设服务。应用创新型专业的前景是广阔的，需要我们努力开拓，以培养出符合不断前进的社会所需求的人才。

[1] 康全礼, 陆小华, 熊光晶. CDIO大纲与工程创新型人才培养[J]. 高等教育研究学报, 2008, 31(4):15-18.

[2] 王刚. CDIO工程教育模式的解读与思考[J]. 中国高教研究, 2009(4):86-87.

[3] 顾佩华, 沈民奋, 李升平, 等. 从CDIO 到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索 [J]. 高等工程教育研究, 2008(1):12-30.

[4] 陈春林, 朱张青. 基于CDIO 教育理念的工程学科教育改革与实践[J]. 教育与现代化, 2010(1):30-33,71.

[5] 雷环, 汤威颐, CRAWLEY E F. 培养创新型、多层次、专业化的工程科技人才——CDIO 工程教育改革的人才理念和培养模式[J]. 高等工程教育研究, 2009(5):29-35.

[6] GU P H, SHEN M F, LU X H. Curricular reform based on the CDIO initiative in Shantou Univerrsity[C]//Proceedings of the 3rd International CDIO Conference, MIT, Cambridge, Massachusetts, 2007.

[7] 顾佩华, 沈民奋, 陆小华. 重新认识工程教育[M]. 北京:高等教育出版社, 2009.

The Connotation Construction for Promoting Applied Mechanical Engineering Discipline by CDIO Conception

LIU Ping, WANG Wen-xia
(School of Mechanical Engineering, Shanghai Second Polytechnic University, Shanghai 201209, P. R. China)

The social requirement for a qualified person of mechanical engineering is varied, which is not only to desire a person for studying, but also to desire the person for applying. The one of valid method is to adopt CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）conception. This paper is to inquire the concrete method for promoting applied connotation construction of mechanical engineering discipline by employing 12 standard of CDIO and to list the beneficial change of the student who is cultivated by concept of CDIO.

CDIO; engineering education; mechanical engineering discipline

G64

A

1001-4543(2011)03-0245-04

2011-02-21;

2011-05-27

刘平（1956－），男，山东博兴人，教授，硕士，主要研究方向为机械工程设计与制造，电子邮箱liuping@meef.sspu.cn。