基于CDIO工程教育模式的机械设计制造及其自动化专业多维实践教学研究

范彬　熊志宏　殷赳　范吉文

摘  要：针对机械设计制造及其自动化专业实践教学中学生实践能力和动手能力不足的问题，从实践教育教学理念、实践课程体系、实践教学方法以及大学生创新训练等方面出发，提出了基于CDIO理念的机械设计制造及其自动化专业多维实践教学模式。教学改革结果表明，新的教学模式有助于培养学生的动手能力和创新能力，使他们更好地适应社会的需要。

关键词：机械设计制造及其自动化专业  实践教学  多维  创新能力

中图分类号：TH122-4;G642.0                文献标识码：A                         文章编号：1672-3791（2019）03（c）-0154-02

机械设计制造及其自动化专业旨在培养适应时代发展和社会需求的德、智、体、美全面发展，掌握坚实的基础理论、系统的专业知识及丰富的生产实践，了解该学科前沿发展动态和方向，具备科学思维方法、较强的创新意识和工程实践能力，能在现代制造及相关领域内从事机械装备研发与设计、生产工艺组织和装备调试以及生产技术管理、企业市场运营等工作的高素质应用型人才。应用型人才的培养强调学生的工程实践能力及创新能力，因此实践教学尤为重要。在此背景下，提出一种基于CDIO工程教育模式的多维实践教学模式[1]，希望能够提高学生的工程实践能力与创新能力，培养满足行业与企业需求的机电类人才。

1  实践教学理念及教学体系

1.1 实践教学理念

CDIO工程教育模式正是近年来国际上影响较大的实践教学模式[2]。CDIO工程教育理念于2005年引入我国，短短十几年时间，对我国的工程教育产生了重大的影响。付贵海（2015年）、邓宗伟（2015年）等学者提出将多维实践教学分别运用于城市地下空间工程专业人才培养;戴雁琴（2014年）、胡文龙（2013年）等学者提出基于CDIO的工科探究式教学改革研究;潘越（2012年）、徐辉（2012年）等学者提出将CDIO理念和机械工程专业人才培养方案相结合。尽管我国学术界目前研究成果有涉及CDIO理念和多维实践教学的研究，为我们开辟了实践教学创新的思路，然而将多维实践教学和CDIO工程教育理念有机结合较少，运用于机械设计制造及其自动化专业的实践教学研究则更少，可见基于CDIO理念的机械设计制造及其自动化专业多维实践教学的探索有较大的研究空间。

1.2 多维实践教学体系

根据机械设计制造及其自动化专业的特点，机械设计制造及其自动化专业的实践教学体系包括课程实验、课程设计、金工实习、各类实训、顶岗实习、毕业综合训练以及学科竞赛等多个方面。可以将机械设计制造及其自动化专业实践教学体系分为3个模块，分别为基本技能模块、专业技能模块、实践与创新能力模块。基本技能模块包括基础实验、专业实验、综合性实验;专业技能模块包括认识实习、生产实习、顶岗实习、毕业实习、金工实习、课程设计及毕业综合设计;实践与创新能力模块包括社会调查、专业技能训练及认证、创新性实验、参与教师科学研究项目、参加教育行政主管部门和行业主办的各类学科竞赛、互联网+大赛、创青春以及大学生挑战杯竞赛。

2  多维实践教学方法

2.1 改进实践教学方法与手段

在实践教学过程中，以应用和实践能力培养为导向，研究将丰富的现代教学手段引入课堂，将丰富的工程实践案例引入课堂，通过研讨式教学、科研小组等形式，引导学生积极进行自主学习、研究性学习和创造性学习，形成以学生为中心的学习环境，培养其发现、分析、解决实际工程问题的能力[3]。

2.2 采用多种现代化的教学手段

随着移动互联网技术的全面普及，借助其优势可以较为方便地进行校外实习指导、课后答疑、虚拟仿真实验以及相关问题的讨论。像笔者学校机械设计制造及其自动化专业由于学生人数较多，且最后一学期开学的毕业实习多采取分散实习的方式，因此，毕业设计指导老师无法对学生实施一对一的实地指导。这种情况下，毕业设计指导老师可以利用QQ或微信等聊天工具，对毕业实习实施远程指导、监督、答疑，这在很大程度上弥补了教师不能实地指导带来的问题。为了突破了传统实践教学对实验仪器和材料的限制，让计算机仿真实验成为培养学生创新能力的一种辅助实验手段，湖南城市学院机械设计制造及其自动化专业在工程能力训练中心的基础上，利用计算仿真技术和多媒体技术，建立虚拟实验室，使学生在上实验课之前可以通過互联网熟悉所要做的实验，从而提高了学生的积极性，减少了老师示范操作的时间，增加了学生的动手时间，提高了学生的实践动手能力。

2.3 积极开展校企合作，建设实习基地

由于机械设计制造及其自动化专业的实践性非常强，企业对毕业学生的实践能力和动手能力要求非常高。同时，校企合作在人才培养中扮演着重要作用。笔者学校从实验室和实习基地建设、合作开发新产品、新技术等各方面与社会知名企业进行校企合作，多举措拓宽创新创业人才培养的途径。目前该校机械设计制造及其自动化专业拥有1个校内实习基地：湖南城市学院工程实训中心，并与惠州市三协精密有限公司、中联重科股份有限公司、中航飞机起落架有限公司、中国中车株洲电力机车有限公司、益阳橡胶机械集团公司、湖南兵器资江机器有限公司、北京精雕科技有限公司、湖南福德电气科技责任有限公司以及湖南宇晶科技责任有限公司等20余家企业签订了实习实训基地协议与校企合作产学研协议。力求将校内外实习实训基地建设为本专业产、学、研基地，不断地、更好地培养学生的实践能力，拓宽教师的视野，从而带动机械设计制造及其自动化专业学生工程实践能力整体水平的提高。

3  结语

该文从机械设计制造及其自动化专业实践体系改革的角度出发，探索基于CDIO工程教育模式下的机械设计制造及其自动化本科专业的多维实践教学体系研究，在地方应用型本科院校机械设计制造及其自动化专业教学中全方位地进行实践教学体系的优化和革新，使学生具备扎实的专业技术知识和工程实践能力，满足不断变化的产业升级和全球产业竞争格局的需要。

参考文献

[1] （美）约翰·杜威，著.我们怎样思维·经验与教育[M].姜文闵，译.北京：人民教育出版社，2005.

[2] 吴晟，孙东升.基于CDIO理念的工业工程专业实践教学模式探索[J].大学教育，2014（2）：69-70.

[3] 李红艳.工业工程全过程实践教学模式设计及实践[J].中国电力教育，2013（8）：93-94.