CDIO模式下石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)的探索與實(shí)踐

摘要：以石油高校機(jī)自專業(yè)石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)培養(yǎng)模式為對(duì)象，主要探討 CDIO工程理念在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用與創(chuàng)新研究，并通過實(shí)際教學(xué)案例進(jìn)行分析，體現(xiàn)了CDIO理念在實(shí)踐教學(xué)中的必要性。

關(guān)鍵詞：CDIO；石油鉆采機(jī)械；機(jī)自專業(yè)；實(shí)踐教學(xué)

作者簡(jiǎn)介：趙海洋（1979-），男，黑龍江甘南人，東北石油大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，講師；王尊策（1962-），男，黑龍江同江人，東北石油大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院，教授。（黑龍江 大慶 163318）

基金項(xiàng)目：本文系黑龍江省高教綜合改革試點(diǎn)專項(xiàng)“基于CDIO的機(jī)自專業(yè)卓越工程師培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐”、教育部歐特克公司專業(yè)綜合改革項(xiàng)目“東北石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)綜合改革”的研究成果。

中圖分類號(hào)：G642.44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2013）35-0159-01

20世紀(jì)中期以來，隨著工程科學(xué)的發(fā)展，我國(guó)工程教育越來越偏重工程科學(xué)和復(fù)雜分析科學(xué)，卻逐漸與實(shí)際操作能力相脫離。而在全球化背景下，對(duì)高校畢業(yè)生的工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)工作與交流能力和對(duì)企業(yè)與社會(huì)環(huán)境的理解與適應(yīng)能力都提出了更高的要求。因此，工程教育必須在給定的學(xué)制內(nèi)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全面的工程能力與素質(zhì)培養(yǎng)。這不僅僅是中國(guó)工程教育，也是世界工程教育所面臨的共同挑戰(zhàn)。

CDIO是2001年由美國(guó)麻省理工學(xué)院開發(fā)的一種全新工程教育理念和實(shí)施體系，其教育理念注重培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)的工程技術(shù)能力，體現(xiàn)了當(dāng)今工程教育的國(guó)際共識(shí)。[1-2]采用CDIO工程教育理念對(duì)工程實(shí)訓(xùn)課程體系、教學(xué)理念和學(xué)習(xí)方法等作出變革才能應(yīng)對(duì)工程教育的挑戰(zhàn)，培養(yǎng)出適合時(shí)代要求的復(fù)合型人才。[3]

一、機(jī)自專業(yè)石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀分析

石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)是本校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)一門實(shí)踐性必修課，是學(xué)生進(jìn)行專業(yè)技術(shù)課學(xué)習(xí)、工程師基本訓(xùn)練以及提高學(xué)生專業(yè)素質(zhì)的重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)之一。通過在油田的實(shí)訓(xùn)使學(xué)生更加了解本專業(yè)的辦學(xué)特色以及畢業(yè)后工作的業(yè)務(wù)范圍和性質(zhì)，以適應(yīng)石油企業(yè)對(duì)人才的要求，為大多數(shù)學(xué)生將來從事石油機(jī)械工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)的本意是使學(xué)生鞏固“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”與“液壓與氣動(dòng)”等課程的基本理論知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，從實(shí)際出發(fā)分析問題、研究問題和解決問題能力，有助于對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)提高學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

然而，傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)教學(xué)模式雖然使學(xué)生走出了課堂，脫離了教室單一環(huán)境的束縛，但實(shí)習(xí)過程采用的仍是講解式教學(xué)模式。教師與工人師傅一味講解、示范、輔導(dǎo)，而學(xué)生只能被動(dòng)聽講。整個(gè)實(shí)習(xí)過程學(xué)生按照教師的思路走馬觀花式地完成實(shí)習(xí)任務(wù)，缺乏主動(dòng)性積極性。學(xué)生實(shí)習(xí)成績(jī)的綜合評(píng)定也主要依據(jù)考勤、平時(shí)表現(xiàn)和實(shí)習(xí)報(bào)告為考核內(nèi)容，不能全面反映一個(gè)學(xué)生的綜合表現(xiàn)和潛力。此外，以往的實(shí)習(xí)雖然對(duì)后續(xù)的專業(yè)內(nèi)容學(xué)習(xí)有一定的幫助，但作為教學(xué)體系中一個(gè)很重要的環(huán)節(jié)并不能較好地體現(xiàn)出應(yīng)有的價(jià)值。因此，革新實(shí)踐教學(xué)模式，解決傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)存在的問題，完善實(shí)訓(xùn)方案，從根本上提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和綜合素質(zhì)，真正發(fā)揮實(shí)踐教學(xué)的積極作用，成為工程教育的迫切需要。

二、CDIO工程教育理念對(duì)實(shí)踐教學(xué)的影響

CDIO工程教育培養(yǎng)模式是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面。

從2012年，在黑龍江省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目的支持下，東北石油大學(xué)機(jī)自專業(yè)開始引進(jìn)CDIO教育模式。CDIO的標(biāo)準(zhǔn)僅僅是對(duì)實(shí)施CDIO改革的一些指引，每個(gè)學(xué)校甚至專業(yè)所采用的模式都不一樣，不能簡(jiǎn)單照抄，而應(yīng)立足于建立符合專業(yè)特點(diǎn)的特色模式。為了更好地實(shí)現(xiàn)工程教育改革目標(biāo)，在CDIO的基礎(chǔ)上，東北石油大學(xué)機(jī)自專業(yè)提出了建立以設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的培養(yǎng)模式：在構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)作的基礎(chǔ)上，結(jié)合職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)，將學(xué)生的工程實(shí)踐能力和素質(zhì)的成長(zhǎng)與學(xué)生知識(shí)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建融為一體，形成培養(yǎng)具備本專業(yè)特色的應(yīng)用型人才的教學(xué)定位。實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)應(yīng)首當(dāng)其沖地進(jìn)行改革，從培養(yǎng)目標(biāo)、課程計(jì)劃、教與學(xué)、實(shí)踐場(chǎng)所、教師能力提高、學(xué)生能力評(píng)估、改革質(zhì)量評(píng)估等全方位進(jìn)行。

三、CDIO模式下石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)的改革措施與實(shí)踐

結(jié)合改革目標(biāo)為石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)制定更加具體完善的課程教學(xué)大綱。課程大綱明確學(xué)生應(yīng)掌握的知識(shí)和能力，規(guī)劃如何使學(xué)生學(xué)到這些知識(shí)和能力，如何考查學(xué)生的知識(shí)和能力，并明確課堂教學(xué)、基地示范和動(dòng)手操作的詳盡安排。針對(duì)實(shí)習(xí)的具體情況，石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)制定了“自組織、自協(xié)調(diào)和自管理”的實(shí)訓(xùn)新模式。

首先，參加實(shí)習(xí)的學(xué)生接受校—基地—班組的三級(jí)安全教育，簽署安全實(shí)習(xí)承諾書。

其次，每班4～5名學(xué)生成立一個(gè)實(shí)訓(xùn)小組，自薦組長(zhǎng)并制定組內(nèi)詳細(xì)的自我管理細(xì)則。

再次，進(jìn)入實(shí)訓(xùn)基地前，帶隊(duì)教師向即將進(jìn)入實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)的各組學(xué)生簡(jiǎn)單介紹各實(shí)習(xí)地點(diǎn)的基本情況，并強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)實(shí)習(xí)任務(wù)，包括了解鉆井、采油生產(chǎn)工藝流程和工作原理、掌握典型鉆采設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理，熟悉典型鉆采設(shè)備的維修和裝拆方法等，深入分析典型鉆采設(shè)備工作過程。觀摩期間可以和帶隊(duì)教師或工人師傅交流、探討，各實(shí)訓(xùn)小組在規(guī)定時(shí)間內(nèi)返回集合。

最后，以組為單位就所見所聞結(jié)合筆者見解進(jìn)行實(shí)訓(xùn)交流匯報(bào)，帶隊(duì)教師參與交流，過程中糾正不正確觀點(diǎn)及其忽略問題，并保留記錄，作為一項(xiàng)評(píng)分參考，再由各內(nèi)成員就實(shí)習(xí)表現(xiàn)進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)，經(jīng)組長(zhǎng)匯總后交由帶隊(duì)教師作為一項(xiàng)評(píng)分參考。

改變后的實(shí)訓(xùn)模式徹底杜絕了以往集體進(jìn)入一個(gè)實(shí)訓(xùn)地點(diǎn)時(shí)，教師忙查點(diǎn)，學(xué)生抱團(tuán)擠堆，漫無目的被動(dòng)記錄，甚至部分學(xué)生只能盲目參觀更無交流機(jī)會(huì)的現(xiàn)象。分組實(shí)訓(xùn)有效降低了安全事故的可能性，并提高了實(shí)訓(xùn)的效率。這種以學(xué)生為中心的實(shí)訓(xùn)模式使學(xué)生自覺作為實(shí)訓(xùn)的主角，主動(dòng)學(xué)習(xí)、思考研討、懂得分工和協(xié)作，明顯增加了主動(dòng)學(xué)習(xí)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，特別是分析問題和解決問題的能力。學(xué)生自評(píng)與互評(píng)，推翻了凡事都由教師決定的傳統(tǒng)模式，使學(xué)生真正體會(huì)到主動(dòng)學(xué)習(xí)的有效回饋，公平競(jìng)技的魅力所在，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生攻克難題的自尊心和自信心。

2013年7月，東北石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)四個(gè)班共計(jì)118名同學(xué)在8名教師帶領(lǐng)下，前往大慶石油裝備制造集團(tuán)進(jìn)行了為期10天的石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)。采用基于CDIO理念提出的“自組織、自協(xié)調(diào)和自管理”的實(shí)訓(xùn)模式，在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行集中實(shí)訓(xùn)，分組實(shí)施。跟蹤調(diào)查結(jié)果表明，學(xué)生100%出勤率，無請(qǐng)假、遲到和早退現(xiàn)象，零安全事故率，學(xué)生實(shí)習(xí)報(bào)告優(yōu)秀率較上兩年平均提高了11.9%，抽樣調(diào)查學(xué)生滿意率達(dá)到了99.8%。本次實(shí)訓(xùn)效率明顯提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣空前濃厚，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力有所增強(qiáng)，改革后的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式獲得校教務(wù)部門、企業(yè)管理人員及參與學(xué)生的一致好評(píng)。

四、結(jié)論

CDIO模式下石油鉆采機(jī)械實(shí)訓(xùn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生為主體參與整個(gè)實(shí)訓(xùn)過程，由于學(xué)生親自參與，將過去的被動(dòng)學(xué)變成了主動(dòng)學(xué)，由單打獨(dú)斗變成了團(tuán)隊(duì)協(xié)作，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，教學(xué)效果明顯提高，充分展示了現(xiàn)代教育“以能力為本”的價(jià)值方向，探索出一條基于工程項(xiàng)目的實(shí)踐教學(xué)之路，具有明顯的創(chuàng)新。

參考文獻(xiàn)：

[1]張先勇，馮進(jìn)，汪建華.CDIO理念下機(jī)械專業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)改革研究與探討[J].中國(guó)電力教育，2011，（28）：139-140.

[2]王麗君，王欣欣.基于 CDIO 理念的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)模式的探索[J].華北水利水電學(xué)院學(xué)報(bào)（社科版），2012，28（1）：166-168.

[3]王殿君，王偉，張寶生，等.CDIO人才培養(yǎng)模式在機(jī)械電子工程專業(yè)綜合訓(xùn)練中的應(yīng)用[J].安徽師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，34（3）：241-243.

（責(zé)任編輯：王祝萍）