基于CDIO理念的高職院校工程技術實訓基地建設的新探索

摘 要: 本文基于CDIO理念對高職院校空調技術實訓基地建設進行了探索，提出了高職院校CDIO空調技術實訓基地的概念模型，并設計了空調系統構思、設計、施工管理與維修及運行控制這四種不同的實訓室，以支持學生學習整個產品生命周期。

關鍵詞: 空調工程技術 CDIO理念 實訓基地建設

以服務為宗旨，以就業為導向，培養生產、服務第一線高素質勞動者和實用技術人才是職業教育的根本任務。要培養有較強實際動手能力和職業能力的技術型、應用型人才，就要“突出技能教育，突出實驗、實訓和動手操作能力的培養”，而要強化職業教育的實踐環節，就要“著力建設職業教育實訓基地”。當前，制冷空調行業技術發展較快，對空調工程技術專業的人員實踐技能的要求及整體素質的要求也越來越高，工程類高職教育重在培養“能夠運用治理技能或操作技能，把工程設計、規劃、決策變換為物質形態或對社會產生具體作用的人才”。要實現工程類高職教育這一人才培養目標，在CDIO工程環境中進行實訓則是關鍵環節，因此，CDIO實訓基地建設就顯得尤為重要。

一、空調工程技術實訓基地的設計理念

(一)環境觀念

該觀念的最基本概念是環境。一般地說，環境即系統周圍的這樣一些對象的總和，它們的屬性和變化將影響系統，同時系統的屬性和變化亦將影響到它們，這種影響是通過輸入和輸出的作用實現的。豪爾(1962)在討論現代設計的基本策略時指出:“我們不是簡單地設計一個將被引進環境的系統，而是要揭示環境是如何制約它的。實質上，設計的成敗由系統達到的適應性，即它與環境協調的程度來衡量。”按系統方式的要求，研究工程教育的種種問題，如高職空調工程技術實訓基地建設，均需從環境入手，采取由外(環境)而內(系統)的路線。

(二)CDIO理念

CDIO是Conceive-Design-Implement-Operate的簡稱。作為工程教育改革的創新工具，CDIO框架提供了面向學生的教育，即強調在構思(Conceive)-設計(Design)-實現(Implement)-運行(Operate)現實世界的系統和產品過程中，來學習工程的理論和實踐。CDIO包含四個階段:第一階段是“構思”，包括定義需求與技術，考慮戰略與規章制度，開發概念、構架與商業案例;第二階段是“設計”，主要關注于創建設計，即描述將被實現的計劃、草案和運算法則;第三階段是“實現”，指的是把設計階段的計劃等轉化成真正的產品，包括制造、編譯、測試和驗證;最后一個階段是“運行”，即使用實現的產品來達到想要的價值，包括維護、演進和報廢系統。

(三)CDIO作為工程教育的環境

CDIO方法的第一準則就是我們應該重拾傳統，把工程教育重新置入工程實踐環境———即產品、流程和系統的開發和使用中去。我們認為，構思—設計—實施—操作不應該成為教育的內容，而應當被視為獲得這些內容的工具和環境。我們強調的是學生在適宜的環境中學習這些內容會更好，且在CDIO環境中可以大大加強其個人的、人際的、系統構建的能力。上面已經描述了“構思—設計—實施—操作”的環境，旨在構建一個并非唯一的產品、流程和系統生命周期的模式。空調工程技術中關于空調系統的構思、設計、安裝、維護等環節恰恰體現了產品、流程和系統生命周期的構建過程，因此CDIO作為工程教育的環境完全適用于工程類高職高專教育。

二、空調工程技術實訓基地建設的探索

(一)CDIO理念的空調工程技術實訓基地的預期特性

為了讓培養的高職工程技術人才具有較強的工程技術應用能力和較高的工程職業素質，基于CDIO理念所建設的空調工程技術實訓基地應具備以下屬性:能鼓勵學生親身學習對空調產品、過程和系統的設計和實現，同時支持應用本專業的和跨專業的知識;使學生能容易地學到個人的和人際的技能;使學生能容易地參與團體活動，與別人進行交流;符合當地的健康和安全規定;提供持續的資源;由學生進行組織和管理;提供靈活的儀器和設備;除正式的課堂時間外，讓學生能容易進入實訓室;讓學生能使用現代的工具、儀器和軟件。

(二)CDIO理念的空調工程技術實訓基地的設計

工程實踐場所的設計是讓學生積極地進行創造性和實踐性的學習，并支持整個課程計劃，這與傳統的實訓室是不同的。傳統的工程實踐場所主要是演示性實訓為主，而沒有為構思、設計和團隊建設提供支持，如此學生在一節課中充當比較被動的角色。如果要強調構思、設計、實施和運行是空調工程技術教育的背景環境，那么，就應創造一個空間，使學生在此背景環境中參與設計這些階段內容的工作。CDIO空調技術實訓基地應該在空調系統構思、設計、施工管理與維修及運行控制這四種不同的空間中支持學生學習整個產品生命周期。如下圖所示:

1.空調系統構思討論室

高職工程教育中的系統構思并不完全等同于本科工程教育中的系統構思，由于高職教育更注重工程技術應用能力，因此該構思討論室主要強調對諸如已有的或新近投放市場的空調系統的原理剖析，理解用戶需求和發展概念，它們包括個人與團隊的討論場所，以鼓勵概念的形成和優化。當然對于一些具有創新能力的學生，也積極鼓勵他們構思新的系統。典型的設備與資源包括白板、計算機、投影儀、網絡接入、圖書館在資料等。該討論室基本上不涉及技術的大型空間，其主要目標是讓學生通過交談、傾聽及反思的過程互動。

2.空調工程的設計實訓室

空調工程的設計實訓室所支持的是協作模式和數字化設計，典型的設備包括安裝有計算機輔助設計軟件、輔助制造軟件與開發、仿真軟件的計算機與共享數據庫等，能夠支持學生團隊相互協作。實訓內容包括空調負荷計算、設備選型與布置、管道水力計算、控制方案確定、施工圖紙繪制、工程造價概算等，從而培養學生具備空調系統的計算選型能力、工程制圖的能力、空調給排水系統的設計能力、計算機輔助設計能力、空調系統自動控制應用能力、空調工程概預算能力。除正式的實訓課外，該實訓室還可在課余時間開放。

3.制冷空調裝置施工管理與維修實訓室

制冷空調裝置施工管理與維修實訓室通過引進相關設備可以讓學生建造小型、中型和大型空調系統。學生在該實訓室中所進行的項目范圍具有較大的靈活性，例如空調工程的施工管理項目包括了施工圖紙識讀、材料準備與部件制作、工程安裝、系統調試，從而使學生掌握較強的工程識圖，制圖能力，制冷系統的維修與空調系統的調試技能，以及空調系統自動控制應用能力;再如制冷空調裝置的維修項目，通過故障分析、排故與維修、檢測、試運行，學生能掌握制冷與空調系統的維修技能、大中型制冷壓縮機維修技能、制冷空調換熱器的維修技能、制冷空調自控系統維修技能等。實施實訓室對于培養高職院校的學生的動手能力非常重要，因此該實訓室的建設要考慮學生的項目必須具有靈活性外，還應考慮安全性和可用性。

4.空調系統的運行控制實訓室

為了學生提供學習運行產品的機會，最后還應建設空調系統的運行控制實訓室，為此我們把該實訓室建在了本校的校辦工廠——浙江商業機械廠，主要設備包括模擬室內外環境所需的恒溫恒濕設備、空調設備風量及溫度測試系統、室內外絕熱圍護結構、計算機控制系統、電氣控制系統、標準樣機、多媒體教學設備等，通過運行環節的實訓，從而培養學生空調系統的調試技能、空調系統的運行維護技能、冷庫的調試技能、制冷空調自控系統維護技能等。

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本文系浙江省2009年度高校實驗室工作研究立項項目(項目編號為Y200839)與浙江商業職業技術學院2009年教改項目(項目編號為SZYYB200904)“基于CDIO理念的高職院校實訓基地建設”研究部分成果。