基于CDIO与技能竞赛的专业课程改革研究——以机电一体化技术专业为例

叶泉，蔡新宇，柳亚婷

（南京机电职业技术学院自动化工程系，江苏 南京 211306）

根据教育部关于贯彻落实《国家职业教育改革实施方案》的文件精神，建设高质量职业教育体系，健全德技并修、工学结合的育人机制，本学院机电一体化技术专业以技能大赛为切入点推进专业课程体系、课程教学内容和教学方法的改革。根据技能大赛的内容及要求，在本专业现有课程体系上拓展课程项目内容，以赛促教、以赛促学、以赛促训，学生通过完成课程实验、项目任务而掌握相关专业知识、技能获得提升、养成较好的职业道德和职业素养。

传统的教学模式可以通过CDIO项目化教学进行改革，因为CDIO项目化教学以工程项目设计为理念，通过将典型工作任务、技能竞赛任务等内容融入项目中，使得学生“学中做,做中学”地完成课程学习、岗位任务、竞赛培训等。

1 CDIO项目教学

从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学通过近四年的探索创立了CDIO工程教育理念，因此，CDIO工程教育模式是国际工程教育改革的最新成果。2005年汕头大学顾佩华教授带领教师团队学习并实施CDIO工程教育模式。构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运行（Operate） 4个英文单词的缩写共同组成了CDIO。CDIO让工程学习概括了产品研发到运行的生命周期，也促进了学生对学科之前的交叉融合的理解。CDIO工程教育模式有自己的一套指引和评价系统，以12条标准进行评价。同时，CDIO还涵盖了4个层次的大纲，即：（1）技术知识和推理能力；（2）个人能力、职业能力和态度；（3）人际交往能力：团队工作和交流；（4）在企业和社会环境下构思一设计一实现一运行系统方面的能力。

2 “机器人系统集成”竞赛项目

全国职业院校技能大赛是教育部发起，联合有关部门、行业和地方共同举办的国家级专项赛事，已成为各院校展示学生职业技能的平台，各个省份也有对应的省级职业院校技能大赛。其中“机器人系统集成”赛项从2018年举办至今（2018～2019年赛项名称叫“制造单元智能化改造与集成技术”）。

“机器人系统集成”竞赛项目以汽车行业轮毂生产作为背景，要求学生通过机器人系统集成技术完成竞赛任务。竞赛任务需要将PLC、工业机器人控制系统、MES系统、远端IO模块、数控机床等进行网络组态，通过云端数据服务可以实现远程监控和流程管控。通过工业机器人完成轮毂从立体仓库的出入库，并需要按照任务书完成视觉检测、打磨、数控加工等工序，并且加工过程中的数据能通过MES系统进行采集和可视化。要实现以上功能，学生要从方案设计、工艺模拟仿真、硬件搭建、电气接线、系统集成调试等方面完成定制化的任务。

通过对比赛内容的进一步分析、归纳和整理后，得出“机器人系统集成”竞赛任务分析表，如表1所示。将竞赛任务模块分解为一个个典型任务，利用典型任务驱动各门专业课程的课程教学内容设计，推动课程改革。

表1 “机器人系统集成”竞赛任务分析表

3 基于CDIO与技能竞赛的专业课程体系改革

依据本专业人才培养目标、核心知识点、技能点以及设置的学习领域，选取“机器人系统集成”赛项为本专业技能大赛的主攻方向。又由于竞赛平台集成了智能仓储物流、工业机器人、数控加工、智能检测等模块，综合了机器人操作与编程、电气控制与PLC、机器人视觉、工业控制网络等机电一体化技术专业大多数核心专业课程，因此，用大赛竞赛内容促进专业日常教学和提升学生学习主动性是对专业课堂的有益补充和良性拓展。

根据CDIO教育理念、教学大纲和标准结合技能竞赛任务和评价标准，将技能竞赛知识点和技能点进行梳理，将技能竞赛内容融入课程教学内容、技能竞赛评价融入课程评价等，做到岗课证赛融通。构建以能力培养为中心的课程体系，优化专业人才培养方案。

通过对竞赛任务仔细分析，将“机器人系统集成”竞赛整体内容作为专业一级综合实训项目，并对接于专业现有“工业机器人系统集成”课程。将竞赛任务模块作为二级项目，对应专业课程群专项实训，如图1所示。并根据竞赛任务模块针对每门课又设计了三级项目作为课程拓展实验实训，如表2所示。

表2 三级项目：竞赛专项实训项目

图1 一级项目和二级项目

4 结语

基于CDIO与技能竞赛的机电一体化技术专业课程的改革研究解决了课程教学缺乏创新型实验项目，缺乏多学科融合的专业综合性实训项目，各个课程的实验实训项目对比较单一的问题。同时，以技能竞赛为导向，结合我校“创客校园”建设基础，让学生主动地运用课程中的知识，教师通过引导和辅导围绕专业课程又可以开展基于科技创新的创客作品制作、专利发明申请等，促进机械、电气、自动化等学科的交叉融合，加强学生基础学科知识，提高学生在创客作品、专利发明、竞赛等中的科技创新质量，实践探索新形态职业教育课堂。