机械制造专业京津冀一体化背景下基于CDIO的人才培养模式研究

2016-02-15高韶坤艾建军

职教通讯 2016年12期

高韶坤，艾建军

高韶坤，艾建军

摘要：介绍机械制造专业基于CDIO的项目体系化课程开发的模式和方法。CDIO模式强调以项目为引导，是知识、能力、素质培养一体化的教学体系，注重培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识，是先进的工程教育理念；培养学生主动学习工程和获取工程的能力，是先进的工程教育方法；以工程产品/系统生命周期为载体，是一种完整的工程教育过程。

关键词：职业教育；CDIO；人才培养模式；课程开发；机械制造专业；京津冀一体化

京津冀区域经济的协调发展已经提高到国家发展战略高度。今后三地不仅面临着产业结构调整和经济增长方式的巨大变革，也面临着通过区域资源共享、优势互补实现区域经济飞腾的大契机。要实现京津冀区域经济一体化发展，需要大量高级技术技能人才。与传统产业相比，现代制造产业的知识含量、技术含量要求更高。据2015年河北省劳动部门调查统计，制造业各学历层次人才的需求情况如下：中专学历占22.2%，高职学历占42.5%，本科学历占25.6%，硕士学历占1.58%，博士学历占0.33%，中专以下学历占7.79%。这些数据表明，制造业对高职学历应用型人才的需求旺盛。

在日益复杂的技术创新和产品的可持续开发需求的环境中，知识、能力和态度的结合尤为重要，因此，我们亟需提高职业教育的质量和内涵。在过去的20年中，学术界、工业界和政府部门的领导提升了对理想工程师特质的认识，开始强调高职教学改革的必要性。通过这一努力，人们认识到这样一种隐含的关键需求——要培养学生能够在现代团队的环境下，构思—设计—实施—运行具有复杂和高附加值的工程产品、过程和系统。强调产品、过程或系统的全生命周期，由此产生工程教育新方法，也称之为CDIO（Conceive—构思，Design—设计，Implement—实施，Operate—运行）。[1]

一、现代职业教育与CDIO

（一）现代职业教育的核心问题

现代职业教育的核心问题有两个：（1）工程师需要具备哪些知识、能力和素质？（2）职业教育应如何使学生具备这些知识、能力和素质？

现代工程师所从事的工作就是服务于现代工业生产，即为从构思、研发到运行改良乃至终结废弃全过程中的一个或多个阶段。

而在这个服务过程中，他们不仅需要学科知识，而且需要具备个人能力、人际交流能力和产品、系统和过程的建造能力、工程实践能力。

（二）现代职业教育的重要战略

现代职业教育发展的重要战略是“做中学”，而“做中学”是一种学习方法论。现代职业教育的教学方法论为基于项目的学习，而CDIO便是基于项目的学习的一种模式。

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，包括个人的工程科学和技术知识，学生的终身学习能力、团队交流能力和在社会和企业环境下产品、过程和系统的构建能力。CDIO代表工程项目全生命周期（职场上工程人员的所作所为），具体实施过程中可有所侧重，不同层次人才培养有不同侧重点，同时可将现行模式与CDIO比较，互相补充。[2]

二、京津冀一体化背景下机械制造专业人才培养方案制定过程

（一）通过对京、津、冀地区机械制造相关行业调研，确定核心工作岗位

经过调研，确定机械制造专业的工作岗位及数量为：需求数量较多的是数控编程与操作加工，需求量多的是机械加工工艺编制和数控设备维护与保养，而需求量较少的是机电设备及车间管理和普通机械加工，需要具备数控技术专业相关知识、是本专业需要的但数量很少的岗位是数控设备营销。显然，机械制造专业的核心工作岗位主要有3个：数控编程与操作加员、机械设计员、产品质检员。

（二）通过专业核心工作岗位，提炼典型工作任务

由上面分析确定了机械制造专业的核心工作岗位，接下来就要通过专业核心工作岗位，提炼典型工作任务。

数控编程与操作工的典型工作任务有数控车削加工、数控铣削加工、数控电加工等。以数控车削加工为例，具体可以细分为阶梯轴类零件编程与加工、盘套类零件编程与加工、复杂型面零件编程与加工。数控加工工艺编制的典型工作任务也主要包括数控车削工艺制定、数控铣削工艺制定、数控电加工工艺制定等。以数控车削工艺制定为例，具体可以细分为阶梯轴累零件工艺制定、盘套类零件工艺制定、复杂型面零件工艺制定。数控设备维护与保养的典型工作任务有数控机床日常维护保养、数控机床安装调试、数控故障诊断与维修等。

（三）结合典型工作任务，构建基于CDIO的体系化项目课程体系

经过调研，机械制造专业基于CDIO构建了以风能推料机构设计与制造为一级项目的体系化项目。一级项目包含本专业主要核心课程知识和能力要求，贯穿专业培养全过程。它应该能够模拟在企业和社会环境中实际产品、过程或系统的构思、设计、实施和运行过程。以4个二级项目为载体加强本专业核心课程的学习与应用，三级为单门课程内为增强该门课程能力与理解而设的8个项目。[3]

以一级项目为主线，贯穿于整个教学阶段，使学生系统得到构思、设计、实施、运行（CDIO）的整体训练。通过项目将整个课程体系有机地、系统地结合起来。所有需要学习和掌握的内容都围绕一级项目这个核心，形成一个整体。精心规划的构思、设计、实施、运行（CDIO）项目，引导学生对核心专业课程的学习兴趣和能力培养，并对数控技术专业形成较清醒的总体认识。

三、机械制造专业基于CDIO的项目体系化课程体系开发构建

将CDIO项目划分为3级：一级为包含本专业主要核心课程和能力要求的项目，二级为包含一组相关核心课程、能力要求的项目，三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级项目的设立及形式由各门课程标准根据需要确定。[4]

整个培养计划是以一级项目为主线，以二级项目为支撑，三级项目与核心课程为基础，将核心课程的教育同专业和系统的整体认识统一起来，并结合学生的自我更新能力、人际和团体交流能力以及大系统的掌握、运行和调控能力一起进行系统的培养。

四、项目课程开发的思考

（一）项目及其选取原则

项目引导型课程或任务引领型课程是高职教育课程的基本取向。在职业教育中，项目常常是指以生产一件具体的、具有实际应用价值的产品为目的的任务，有时也表现为方案设计等其他形式。项目课程以项目为载体实施课程教学，要让学生在完成项目的同时，学会知识，掌握技能。教师要学会找项目、改造项目，项目“源”于企业，“高”于企业，由浅入深。选择的项目要有典型性、实用性、覆盖性、趣味性、挑战性，要能实现能力迁移。项目可大可小，但要注意与单项职业能力的

区别。[5]

（二）项目实施的思考

项目设计要围绕核心职业岗位任务来进行，脱离核心职业岗位任务设计项目，培养的人才将与业界的实际需求有距离。项目课程最为突出的优势是培养学生综合职业能力，而围绕孤立任务所进行的项目设计显然是无法达到这一目标的。[6]

事实上，只要能确保课程标准中所规定的工作任务、知识和技能得以学习，完全可以对项目进行开放性设计，且允许项目跨学科进行。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。要考虑教师及学生的可承受力，要考虑实施的成本及效果，要有对学生的严格考核标准，设计项目要充分考虑教学现状，项目的设计要服务于培养目标，要成体系使学生得到系统训练。

参考文献：

[1]顾培华,沈民奋,陆小华.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社,2009.

[2]蔡晓君,窦艳涛,刘湘晨.国外现代工程教育中的“职业化”趋势探讨[J].实验室研究与探索, 2011（7）：162-164.

[3]叶树江.工程教育背景下电气信息类应用型人才培养模式[J].电气电子教学学报, 2011（S1）：42-44.

[4]周广林,曹景萍.MPE-CDIO:高等工程教育与人才培养体系[J].牡丹江师范学院学报（哲学社会科学版）, 2011 （3）：120-121.

[5]李江霞.美国国家科学基金会工程学部机构重组及运行机制探析[J].浙江外国语学院学报, 2011（4）：43-45.

[6]张社荣,崔溦.面向企业需求的毕业设计改革探索[J].实验技术与管理, 2011（7）：14-17.

[责任编辑陈国平]

基金项目：2014年保定市教育科学研究“十二五”规划课题“机械制造专业京津冀一体化背景下基于CDIO的人才培养模式研究”（项目编号：143005）

作者简介：高韶坤，女，保定职业技术学院讲师，硕士，主要研究方向为机械设计与制造。

中图分类号：G712

文献标识码：A