基于CDIO模式的金工实习体系建设

[摘 要]金工实习是高等教育的教学计划中一个重要的实践性教学环节，主要任务是培养具有创新精神和实践能力的高级技术人才。随着科技的不断进步，新技术新设备新产品不断出现，为了适应时代发展的需要，在金工实习体系中融入了CDIO工程教育模式，并从教学内容、教学手段、基础设施和师资队伍建设等方面进行了改革改进，强化实习过程中工程能力的培养，培养更加适合社会发展的技术人员。

[关键词] 金工实习；CDIO；工程能力；教学

金工实习课程是我国高等院校最重要的技术基础课之一，知识面宽，受益面大，实践性、创新性强，是工科学生素质培养、能力提高、实现宽口径专业教育的重要教学环节之一，能够让学生对工业化的认识更加深刻，提高了学生的实践动手能力。但是金工实习也普遍存在一些问题：①比较注重学生对于机床设备的操作步骤和工艺步骤的训练，以工人的角度进行教学而不是以工程师的角度进行教学；②理论教学和实习实践相脱节，在学生实习过程中，实际的操作工艺和理论教学有很大的差距，难以培养学生的系统思维和工程能力；③“金工实习”课程长期被置于教学的边缘，得不到应有的重视；④“金工实习”教师队伍良莠不齐，青年教师往往有很强的理论基础，但是实践能力很差，而工人师傅虽然有很强的实践能力，却不能和理论结合，只能以传统的“师徒制”来带学生。

一、 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式工科教育的最新发展模式，是构思（Conceive），设计（Design），实现（Implement），运作（Operate） 四个英文单词的首字母，作为工科教育的一种人才培养模式，解决了产品从基构思、设计制造到运行维护、改良至使用周期结束的整个过程的推进和所出现问题的解决，改变当前工科教育存在的理论实践相脱离，导致学生缺乏工程能力和系统思维的问题，从自主性、探索能力、实践动手能力和协调合作的能力等几个方面的能力对学生进行了培养，强化了学生的对于工程过程的把握，能夠解决工程实践中出现问题。学生需要掌握较强的工程能力和系统思维能力，并将其付诸于真正的实践过程。CDIO工科教育的模式提高了学生工程技术应用能力，并初步培养工程技术研究素养，有助于将理论知识和实践问题相结合，实现从科学知识型向技术创新型、团体协作型转换，同时让科学思维的系统性和整体性向工程方向拓展和延伸，为培养新一代的工程技术人员打下良好的基础。

目前，CDIO模式已在国内外许多高校得到实施，培养出的学生深受社会和企业的欢迎。因此广大高校对实践教学重视程度日益提高，而金工实习作为最基础的实践教育课程，在高校建设发展中必将占有基础地位。因此，当越来越多的高校将CDIO工程教育模式作为人才培养方向的同时，金工实习体系建设也应与时俱进，根据实际情况采用CDIO工程教育模式。

二、 CDIO模式下金工实习体系

CDIO是以工程实践作为工程教育的背景环境（context），不仅仅要求学生对技术基础有更深刻的认识，更需要创造必要的环境和方法帮助学生理解工程实践工程实践，并且学习在工程实践环境下工程人员的思维、能力和行为。CDIO要求依照CDIO教学大纲（12条标准）整合课程体系（一体化的课程设计），教学过程要给予学生知识、能力和素质培养的双重效应（一体化培养），通过教、学、考过程的顶层设计让学生取得一体化学习经验，并且需要建立以培养目标为基础的的评估与改进制度。

1.教学内容优化

金工实习课程体系在内容上分为两大部分，分为传统制造部分和现代制造部分。传统制造部分主要是手动操作机械设备，对于培养I（实施）方面的能力培养非常重要，根据CDIO大纲和十二条标准的要求，对这部分进行优化，将耗费时间长的和耗费实践的工序简化和优化，将学生从繁杂的手工操作中解脱出来，让学生更加深入的了解每一个工艺每一步工序的作用和细节，以及通过什么样的工序工艺能达到既定的目标和要求，着重培养I（实施）和O（操作）方面的能力。对于现代制造部分，主要是数控加工和特种加工，我们可以通过一体化教学的手段，先采用仿真软件进行仿真加工，在这个阶段学生要学会初步编程和工艺设计；然后根据数控程序执行情况，再移植到机床上进行实际加工，执行包括操作、程序修改、零件检测等各个环节，掌握工程人员在工程环境下的每一个决策，和了解每一个决策的依据和决策所产生的结果。

2.教学手段的改进

采用多种手段，充分利用网络资源。一般情况下，金工实习都是采用集中实习的办法，时间安排比较紧凑。但是在学习过程中，知识是需要时间消化和掌握的，尤其是实践性很强的实践教学。因此，我们充分利用网络资源加强教学，将理论部分和仿真部分内容通过网站和微信公众号的方式推送给学生，学生可以提前掌握部分内容，而将真正集中上课的时间着重进行重点、难点的实践教学。

3.基础设施优化

金工实习的基础设施建设主要是实习场地建设和实习设备的建设。实习场地建设主要是指实习场地的布置，要从三个方面，第一个是环境的布置，使用展板介绍相关知识，使用展柜展示相关器材工具等；第二是机床设备的布置，和工厂相比，对于学校来说，学生一般比较多，而且也不像工厂工作人员那样行为规范，因此需要较大的面积，保证学生的学习效果和安全；第三是实习场地的整体布局，根据CDIO工程环境的要求，参考整体性和系统性，兼顾现代制造技术的要求，体现现代制造的特点。

金工实习设备主要是指各种能够就行实际生产和检测的机床设备仪器，这是金工实习教学的基础，极大的影响了金工教学的质量。一方面机床设备仪器一般需要投入大量的资金，另一方面随着现代科技的急速发展，机床设备仪器的更新换代很快，而且新的机床设备仪器层出不穷。因此，在进行采购的时候，要注意新旧设备的继承性和系统性，在软硬件上保持机构和系统的相同或者相似。另外，可以采用校企合作的方式，在完成教学的基础上，提高设备利用率，不但可以提高学生的实践能力，而且也可以提高授课老师的工程能力，有效的利用了资源，避免浪费。

4.教学队伍建设

（1）建立一支稳定的教学队伍。改变“实习教师低人一等”错误观念，提高实习老师的待遇和地位，重视实践教学，要提高到学校层次；另一方面，培养双师型老师，不但可以进行理论教学，也可以进行实践教学，这样才能从根源上解决这个问题。

（2）具有工程教育理念和工程实践能力。要充分认识和理解CDIO工程教育理念的深度含义，要深入学习CDIO大纲和十二条标准的内涵和要求，以及实施的措施和手段，并且具备真正的工程实践能力。工程能力的培养，应定期组织教师培训和对外交流，派出学习的方式提高教师的工程能力；实习教师更应该深入工厂企业参与真正的生产过程，或者共同研发新产品，提高工程能力，提高教学能力。

5.建立考核机制

考核是金工实习体系的个重要内容，包括对教师的考核和对学生的考核。近年来，高校实践师资队伍组成已经发生很大的变化，学历高的青年教师的比例越来越高，但是如何才能將他们的能力最大的发挥出来，因此要建立考核机制。教学人员的考核应该从数量、质量和创新三个方面进行，且更注重质量的考核和创新层次。

对于学生的考核，根据考核的目标的要求，根据实习工厂的实际情况，在日常考勤、构思设计能力（C和D能力）、执行能力（I能力）、操作能力（O能力）和团体协作能力方面进行考核，同事兼顾和理论相结合的能力，进行多层次多方面的科学合理的考核。

三、总结与展望

在“新工科”教学理念下，实践教学在未来高等教育中的重要性会得到极大的提高，所以金工实习课程建设一定要抓住机遇，努力发展，以CDIO模式为指导，以人工智能和智能制造为导向，根据自身实际情况，指定切实可行的人金工实习体系，培养更多的符合社会发展要求的工程技术人员。

参考文献：

[1] 高琪，李颖，张飞 基于工程能力培养的“金工实习”教学改革[J]，实验室探索与研究：2015 （1） ： 234-237.

[2] 朱淑梅 王广勋 谢鸥等 高校金工实习存在的问题和改革措施[J]，高教学刊：2016 （17） ： 143-144.

[3] 邱义臻，熊焰，李守军 基于CDIO工程教育理念的大学生实践创新活动[J]，山西财经大学学报：2016 （S1） ： 89-90.

[4] 王伟，孟祥贵 CDIO模式下高校实验室建设与管理的思考[J] 实验室研究与探索 2013（12）：216-218.

[5] 顾佩华 包能胜 康全礼等 CDIO在中国（上）[J] 高等工程教育研究，2012（3）：24-40.

作者简介：田浩（1975-），男，籍贯：陕西省礼泉县，民族：汉族，学历：硕士研究生，工作单位：西安文理学院机械与材料工程学院，职称：工程师，研究方向：数控 特种加工 。

基金项目：西安文理学院教改项目（项目编号：03006001004）。