基于CDIO 的工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)改革研究

戴雁琴，劉成文

（淮海工學(xué)院，江蘇 連云港 222005）

引言

隨著超競(jìng)爭(zhēng)時(shí)代的到來，各行各業(yè)都把消除浪費(fèi)提高效率作為科學(xué)管理的首要任務(wù)。工業(yè)工程正是在科學(xué)管理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的應(yīng)用型工程技術(shù)，工業(yè)工程專業(yè)也旨在培養(yǎng)既掌握先進(jìn)的管理理論又具備扎實(shí)的工程應(yīng)用能力的高級(jí)專門人才。因此高校在培養(yǎng)工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生過程中，必須更注重學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

然而縱觀國(guó)內(nèi)絕大部分本科專業(yè)的培養(yǎng)方案，主要還是側(cè)重于理論知識(shí)，雖然已經(jīng)加設(shè)了很多實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，但是學(xué)生畢業(yè)后仍然無法很快地上手完成相關(guān)專業(yè)的工作。全球最著名的管理咨詢公司麥肯錫公司曾在2005 年就發(fā)布一份報(bào)告稱，當(dāng)年我國(guó)畢業(yè)的本科大學(xué)生中只有不到10%的工程技術(shù)人才適合國(guó)際化公司工作。分析報(bào)告中還指出出現(xiàn)這種狀況的原因，就是我國(guó)本科教育側(cè)重理論，大學(xué)生在本科學(xué)習(xí)過程中幾乎沒有受到項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)工作的實(shí)訓(xùn)，而歐美學(xué)生的課程學(xué)習(xí)大部分都要以團(tuán)隊(duì)方式來解決實(shí)際問題［1］。

顯然我國(guó)傳統(tǒng)的重理論輕實(shí)踐的培養(yǎng)模式無法滿足工業(yè)工程專業(yè)技術(shù)人才的能力需求，作為工業(yè)工程專業(yè)的高校教師，必須尋求合適的培養(yǎng)模式來促進(jìn)學(xué)生的工程應(yīng)用能力的提高。近年來國(guó)際國(guó)內(nèi)教育界引起強(qiáng)烈反響的CDIO 理念恰好就是一種很好的工程教育理念，CDIO 分別代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），學(xué)生通過“做中學(xué)”來掌握工程技術(shù)［2］。因此借鑒CDIO理念對(duì)淮海工學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱本校）工業(yè)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)進(jìn)行研究與探討。

1 工業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)現(xiàn)狀

目前的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)主要包括課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等。其中課程實(shí)驗(yàn)受到實(shí)驗(yàn)室硬件條件的影響，大部分都是簡(jiǎn)單驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)等實(shí)習(xí)，也因?yàn)榻?jīng)費(fèi)有限、實(shí)習(xí)單位只讓參觀等原因而流于形式；課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等，一般都只能圍繞部分知識(shí)點(diǎn)來開展。因此學(xué)生根本無法在工業(yè)工程專業(yè)知識(shí)方面得到系統(tǒng)全面地實(shí)踐和鍛煉，團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新就更無從談起。

通過下頁圖1所示的魚骨圖來分析學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力不強(qiáng)的原因。由圖1 可知，對(duì)于學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力薄弱究其原因，主要從學(xué)生、教師、學(xué)校、實(shí)踐教學(xué)、社會(huì)環(huán)境等五方面來尋找根源。其中學(xué)生、教師、學(xué)校、社會(huì)環(huán)境四個(gè)方面，因?yàn)槭艿礁鞣N客觀因素的影響改善能力不足，但是可以從教學(xué)實(shí)踐的教學(xué)體系和教學(xué)過程入手來做改革。由此以下就從這兩個(gè)方面，結(jié)合CDIO 理念重點(diǎn)探討實(shí)踐教學(xué)體系的構(gòu)建和實(shí)踐教學(xué)過程的實(shí)施。

圖1 大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新能力薄弱原因分析魚骨圖

2 CDIO理念下工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系構(gòu)建

學(xué)生實(shí)踐教學(xué)體系中包含因素諸多并且因素間關(guān)系復(fù)雜，構(gòu)建實(shí)踐教學(xué)體系必須充分結(jié)合CDIO 工程教育理念，因此采用系統(tǒng)工程的方法來構(gòu)建整個(gè)實(shí)踐教學(xué)體系，細(xì)化各個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，將是一個(gè)非常有效的途徑。

基于CDIO 工程教育理念，要綜合培養(yǎng)工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、實(shí)踐能力、研究能力和創(chuàng)新能力，結(jié)合系統(tǒng)工程思想，將工業(yè)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)按照學(xué)習(xí)進(jìn)程分成四個(gè)階段來實(shí)施。圖2構(gòu)建的就是CDIO 理念下工業(yè)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系。

圖2 基于CDIO 的工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系

圖2中完整地構(gòu)建了基于CDIO 理念的工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系共分為四個(gè)階段：學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)、實(shí)踐能力培養(yǎng)、研究能力培養(yǎng)和創(chuàng)新能力培養(yǎng)。每個(gè)階段細(xì)化了實(shí)踐教學(xué)的內(nèi)容，并在各個(gè)階段之間安排競(jìng)賽和頂崗實(shí)習(xí)等綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，切實(shí)體現(xiàn)了CDIO 工程教育理念“做中學(xué)”的思想。

3 CDIO理念下工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)過程實(shí)施

淮海工學(xué)院堅(jiān)持以人才培養(yǎng)為中心，努力探索構(gòu)建為地方社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展培養(yǎng)“上手快，后勁足”的應(yīng)用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)新模式。結(jié)合之前所描述的基于CDIO 理念的工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系，學(xué)校的工業(yè)工程專業(yè)緊抓學(xué)科競(jìng)賽、實(shí)踐大賽和定崗實(shí)習(xí)這三個(gè)綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，開始踐行實(shí)踐教學(xué)改革。

1）廣泛開展各類學(xué)科競(jìng)賽。淮海工學(xué)院的工業(yè)工程專業(yè)在機(jī)械工程學(xué)院辦學(xué)。學(xué)生入校后，前兩學(xué)年按大類“打通培養(yǎng)”，工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生與其他專業(yè)（機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、過程裝備與控制工程、機(jī)械電子工程）的學(xué)生學(xué)習(xí)相同的公共基礎(chǔ)課程和學(xué)科基礎(chǔ)課程。從第三學(xué)年開始，按專業(yè)進(jìn)行寬口徑專業(yè)分流培養(yǎng)，從而實(shí)現(xiàn)通識(shí)教育與專業(yè)教育的有機(jī)結(jié)合。因此工業(yè)工程專業(yè)學(xué)生的機(jī)械制造、機(jī)電控制等知識(shí)掌握更全面，工程技術(shù)基礎(chǔ)更扎實(shí)。在此基礎(chǔ)上，廣泛開展CAD設(shè)計(jì)大賽、高等數(shù)學(xué)大賽、物理創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)大賽等各類學(xué)科大賽，讓學(xué)生通過參賽培養(yǎng)學(xué)習(xí)能力，夯實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)，逐步過渡到實(shí)踐能力培養(yǎng)階段。

2）組織參加各種實(shí)踐創(chuàng)新比賽。學(xué)校每年積極組織工業(yè)工程專業(yè)的學(xué)生參加院級(jí)、校級(jí)、省級(jí)的大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新比賽，參加清華大學(xué)舉辦的“IE亮劍”大賽。這些實(shí)踐創(chuàng)新比賽，著眼于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、動(dòng)手能力、綜合運(yùn)用知識(shí)能力，學(xué)生的每個(gè)參賽項(xiàng)目都必然經(jīng)歷構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作四個(gè)過程，必須實(shí)行團(tuán)隊(duì)充分合作，進(jìn)行工程技術(shù)研究和創(chuàng)新。每個(gè)參賽項(xiàng)目的完成過程，都是CDIO 工程教育理念的實(shí)現(xiàn)過程。學(xué)生通過這樣的實(shí)踐創(chuàng)新比賽，掌握了工業(yè)工程人員認(rèn)識(shí)問題、分析問題、解決問題的思路與方法，并在比賽過程中很好地鞏固了所學(xué)的書本知識(shí)，提高了工程實(shí)踐能力。

3）創(chuàng)造條件選拔學(xué)生頂崗實(shí)習(xí)。通過產(chǎn)學(xué)研合作渠道，積極與本地的高新技術(shù)企業(yè)、中外合資企業(yè)、外商獨(dú)資企業(yè)等進(jìn)行溝通和洽談，每年選拔合適的工業(yè)工程學(xué)生進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)。目前本校與當(dāng)?shù)氐哪惩赓Y企業(yè)順利完成了首批學(xué)生的頂崗實(shí)習(xí)項(xiàng)目。企業(yè)提出崗位需求計(jì)劃，學(xué)校公開公正地選拔合適的學(xué)生進(jìn)入企業(yè)，分別在IE、物流、品質(zhì)、采購(gòu)、財(cái)務(wù)等部門進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)。實(shí)習(xí)時(shí)間12周，每周至少實(shí)習(xí)20h，實(shí)習(xí)期內(nèi)完成至少一個(gè)項(xiàng)目。實(shí)習(xí)結(jié)束，向?qū)W校遞交實(shí)習(xí)報(bào)告，并在企業(yè)內(nèi)進(jìn)行項(xiàng)目的全英文匯報(bào)，由企業(yè)核發(fā)一定的工作補(bǔ)貼。該頂崗實(shí)習(xí)項(xiàng)目受到外企的好評(píng)，并希望和淮海工學(xué)院工業(yè)工程的學(xué)生簽訂獎(jiǎng)學(xué)金計(jì)劃，每年選拔一批優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行頂崗實(shí)習(xí)。通過頂崗實(shí)習(xí)，首批參加的學(xué)生感受最深的就是真正把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到企業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中，并通過構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作，完成了一至兩個(gè)項(xiàng)目。這使他們專業(yè)知識(shí)理解更透徹，實(shí)際解決問題的能力提升一大步，同時(shí)確定了畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的研究課題。因此頂崗實(shí)習(xí)是最切實(shí)有效的CDIO 理念下的實(shí)踐教學(xué)過程。

4 結(jié)語

工業(yè)工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)就是把學(xué)生培養(yǎng)成既具有機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)等工程技術(shù)方面的知識(shí)，又熟悉經(jīng)濟(jì)、管理的理論和方法，能夠分析解決實(shí)際問題，為企業(yè)降低成本提高效率的高級(jí)專門人才。工業(yè)工程專業(yè)技術(shù)人才必須具有高水平的工程技術(shù)能力，由此本人進(jìn)行了基于CDIO 工程教育理念的工業(yè)工程專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)改革探索。首先用魚骨圖分析了工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)薄弱的原因，接著從實(shí)踐教學(xué)體系和實(shí)踐教學(xué)實(shí)施兩大根源入手，深入探討改革的途徑，用系統(tǒng)思想構(gòu)建了體現(xiàn)CDIO 的實(shí)踐教學(xué)體系，最后提出了實(shí)施實(shí)踐教學(xué)的三種有效途徑，并介紹了淮海工學(xué)院踐行CDIO 實(shí)踐教學(xué)的良好效果。

［1］顧佩華，沈民奮，陸小華譯.重新認(rèn)識(shí)工程教育——國(guó)際CDIO 培養(yǎng)模式與方法［M］.北京：高等教育出版社，2009.

［2］（美）約翰.杜威著.我們?cè)鯓铀季S﹒經(jīng)驗(yàn)與教育［M］.姜文閔譯.北京：人民教育出版社，2005.

［3］吳晟，孫東升.基于CDIO 理念的工業(yè)工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)模式探索［J］.大學(xué)教育，2014（2）：69－70.

［4］李紅艷.工業(yè)工程全過程實(shí)踐教學(xué)模式設(shè)計(jì)及實(shí)踐［J］.中國(guó)電力教育，2013（8）：93－94.

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