CDIO培養(yǎng)模式下的機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的改革與探索

王仲文,段瑞珍,遲明善（哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院,山東榮成264300）

CDIO培養(yǎng)模式下的機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的改革與探索

王仲文,段瑞珍,遲明善
（哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院,山東榮成264300）

本文介紹了“CDIO”工程教學(xué)模式，結(jié)合“CDIO”教學(xué)模式的基本原則，分析了“CDIO”教學(xué)模式在實(shí)踐教學(xué)改革中的指導(dǎo)作用，闡述了運(yùn)用CDIO工程教育模式實(shí)踐教學(xué)的實(shí)施過程，探索了基于CDIO人才模式的機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)體系的改革與實(shí)踐。

CDIO培養(yǎng)模式；機(jī)電一體化；實(shí)踐教學(xué)；教學(xué)改革

0　引言

隨著我國近幾年社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，推動(dòng)著我國高等教育事業(yè)得到了快速發(fā)展的機(jī)會(huì)，尤其是當(dāng)前，高等教育在我國得到了前所未有的快速發(fā)展。而對(duì)于高等教育來說，實(shí)踐教學(xué)已經(jīng)成為其非常重要的組成部分，尤其是其在加強(qiáng)高等學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際、以及培養(yǎng)學(xué)生實(shí)際操作能力等方面都起著非常重要的作用。對(duì)“機(jī)電一體化”專業(yè)在CDIO工程教育過程中使用實(shí)踐教學(xué)方式進(jìn)行詳細(xì)的探討，進(jìn)而通過該研究促使學(xué)生們能夠充分利用學(xué)習(xí)時(shí)間，在學(xué)校學(xué)習(xí)期間不僅能夠?qū)⒄n本的知識(shí)熟練掌握，同時(shí)還要掌握一定的實(shí)踐操作能力，進(jìn)而為學(xué)生們將來的健康發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

1　CDIO工程教育培養(yǎng)模式

就目前國際工程教育研究情況來說，其一項(xiàng)比較新的創(chuàng)新就是CDIO工程教學(xué)模式，CDIO是由Conceive、Design、Implement、Operate四個(gè)單詞的首字母縮寫，即該教學(xué)模式非常重視理論學(xué)習(xí)跟實(shí)踐操作緊密聯(lián)系在一起，進(jìn)而在最大程度上提高學(xué)生們的實(shí)踐操作能力。由此可以看出，CDIO工程教學(xué)模式是將整個(gè)課程體系都融入到一起來進(jìn)行培養(yǎng)，而且對(duì)于每一個(gè)環(huán)節(jié)的培養(yǎng)都必須要求課內(nèi)理論跟課外實(shí)踐緊密聯(lián)系，即將學(xué)生們的實(shí)踐動(dòng)手能力跟理論知識(shí)緊密的聯(lián)系起來，從而能夠確保學(xué)生們學(xué)到的知識(shí)能夠得到實(shí)際應(yīng)用，最終達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生們創(chuàng)新產(chǎn)品的教學(xué)根本目的。

在教學(xué)中運(yùn)用CDIO的教學(xué)模式，要求教師一定要堅(jiān)持以讓學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)為最終目的，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的原動(dòng)力，不斷激發(fā)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的興趣。第一，在日常的教學(xué)活動(dòng)中靈活的穿插一些學(xué)校與企業(yè)合作的項(xiàng)目，將課堂中的理論知識(shí)與日后工作中的實(shí)踐活動(dòng)聯(lián)系起來，讓學(xué)生能夠?qū)?shí)習(xí)企業(yè)的產(chǎn)品和項(xiàng)目產(chǎn)生濃厚的興趣；第二，不斷及時(shí)地更新學(xué)校的教學(xué)計(jì)劃，與時(shí)俱進(jìn)，時(shí)刻與企業(yè)對(duì)學(xué)生的技能的要求保持一致，為學(xué)生樹立明確的學(xué)習(xí)方向。

2000年以來，一個(gè)關(guān)于CDIO教學(xué)模式的跨國研究組合成立了，它是由瑞典皇家工學(xué)院和美國麻省理工學(xué)院等四所著名的大學(xué)聯(lián)合創(chuàng)辦的，經(jīng)歷了為期四年的不斷研究和探索，最終誕生了CDIO的教學(xué)模式，并由此建立起CDIO國際合作組織。到目前為止，CDIO國際組織的成員已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)地超過了預(yù)期，并且這些學(xué)校也包括了世界上很多著名的大學(xué)，CDIO的教學(xué)模式均被引進(jìn)了這些組織成員大學(xué)中的航空航天系，并且為學(xué)校的教育貢獻(xiàn)了不小的力量，而中國首次引進(jìn)CDIO的教學(xué)模式則是在2005年，到目前為止CDIO工程教育模式已經(jīng)順利地在我國的多所高校中進(jìn)行了試驗(yàn)教學(xué)。

2　探索與實(shí)踐CDIO模式下的教學(xué)體系

所謂的實(shí)踐教學(xué)主要是由課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、開放實(shí)驗(yàn)等部分組成的。作者通過CDIO教學(xué)模式的學(xué)習(xí)，制訂了機(jī)電一體化專業(yè)的實(shí)踐教學(xué)體系并進(jìn)行了實(shí)踐。

2.1課程實(shí)驗(yàn)

為了加強(qiáng)學(xué)生對(duì)內(nèi)容的理解，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)中，把驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改革為科研設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)的過程中全方位考慮，從零件圖、模樣設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)，都有實(shí)際的體驗(yàn)。并建立了教學(xué)實(shí)物展臺(tái)，同時(shí)加強(qiáng)了與企業(yè)聯(lián)合，進(jìn)行有針對(duì)性的實(shí)際零件工藝性分析，分組進(jìn)行實(shí)戰(zhàn)性訓(xùn)練，將工廠的實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)與學(xué)校機(jī)械設(shè)計(jì)課程的教學(xué)充分的結(jié)合起來，并拿出一些較為經(jīng)典的零件，對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的講解和分析。

在數(shù)控技術(shù)這門的實(shí)踐教學(xué)過程中，常請(qǐng)有豐富生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì)閱歷的工程技術(shù)人員做專題報(bào)告。在講授數(shù)控工藝設(shè)計(jì)原理的過程中，因?yàn)椴捎昧硕嗝襟w現(xiàn)代化教學(xué)手段，節(jié)省了大量的板書時(shí)間，并把現(xiàn)象部分放到實(shí)訓(xùn)車間進(jìn)行直觀的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)，這樣就騰出了部分時(shí)間，在內(nèi)容上增加了對(duì)本市一些大中型企業(yè)各類數(shù)控加工類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程的了解，為學(xué)生將來的數(shù)控工藝設(shè)計(jì)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2.2課程設(shè)計(jì)

為了能夠順利的進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)的教學(xué)，提高課程設(shè)計(jì)的效率，培養(yǎng)學(xué)生的機(jī)械設(shè)計(jì)能力，從企業(yè)收集適當(dāng)?shù)模m合設(shè)計(jì)的零件圖紙輸入到計(jì)算機(jī)，制作完善了機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)用零件圖庫。圖庫包括CAD設(shè)計(jì)圖紙40多張，滿足了每年學(xué)生隨機(jī)抽取零件圖進(jìn)行設(shè)計(jì)的要求。通過這種訓(xùn)練，使學(xué)生們把整個(gè)內(nèi)容進(jìn)行了一個(gè)有效的貫穿，為實(shí)際零部件的機(jī)械設(shè)計(jì)打下了良好的基礎(chǔ)。

2.3生產(chǎn)實(shí)習(xí)

生產(chǎn)實(shí)習(xí)就是學(xué)生真正的進(jìn)入到工廠，親自生產(chǎn)的實(shí)際流程，對(duì)工廠的實(shí)際情況進(jìn)行透徹地了解的過程，有利于更好地培養(yǎng)學(xué)生的工程意識(shí)。學(xué)校在進(jìn)行實(shí)習(xí)大綱的制定時(shí)，可以邀請(qǐng)企業(yè)共同參與，結(jié)合企業(yè)對(duì)人才的需求和現(xiàn)狀進(jìn)行實(shí)習(xí)內(nèi)容的選定；學(xué)生在實(shí)習(xí)的過程中，企業(yè)將公司內(nèi)部具有一定實(shí)力和經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員作為生產(chǎn)實(shí)習(xí)的導(dǎo)師，對(duì)學(xué)生進(jìn)行技術(shù)方面的指導(dǎo)，再加上教師的理論指導(dǎo)，學(xué)生就能夠在企業(yè)中通過不斷地參與生產(chǎn)將自己學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)踐工作結(jié)合起來，并且可以隨時(shí)和企業(yè)中的高技術(shù)人才進(jìn)行討論和交流，提高生產(chǎn)實(shí)習(xí)的效率和積極性，幫助學(xué)生更快的適應(yīng)企業(yè)環(huán)境，更快的投入到工作中。

2.4頂崗實(shí)習(xí)

頂崗實(shí)習(xí)花費(fèi)的時(shí)間比生產(chǎn)實(shí)習(xí)比較多，而且還有著具體的崗位要求，即學(xué)生們都會(huì)到具體的崗位上進(jìn)行實(shí)習(xí)，進(jìn)而就會(huì)為學(xué)生們提供更多鍛煉的機(jī)會(huì)，這樣將會(huì)在最大程度上激發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性；對(duì)于學(xué)生們實(shí)習(xí)的實(shí)際情況來說，一般都是通過實(shí)習(xí)單位來根據(jù)學(xué)校的實(shí)際情況以及自身的實(shí)際情況來進(jìn)行相應(yīng)的安排，而且在學(xué)生們實(shí)習(xí)過程中還要求必須有具體的師傅來教他們，告訴學(xué)生們?cè)趺礃诱壊僮鳎瑫r(shí)學(xué)生們還能夠在實(shí)習(xí)過程中跟老師傅們進(jìn)行有效交流，及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身的問題，并且還能夠?qū)⒆约簩W(xué)到的理論知識(shí)跟實(shí)踐緊密結(jié)合其拉起，這對(duì)學(xué)生們將來的健康發(fā)展來說起著非常重要的作用。

2.5畢業(yè)設(shè)計(jì)

校企合作共同完成畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，在企業(yè)中進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生主要是已經(jīng)與企業(yè)簽約，而且根據(jù)簽訂的約定后一直實(shí)習(xí)到最終畢業(yè)的學(xué)生，同時(shí)學(xué)校還要根據(jù)自身的實(shí)際情況和職責(zé)跟企業(yè)簽訂學(xué)生們的指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)的協(xié)議。學(xué)生們能夠通過校企合作指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)議學(xué)到很多實(shí)際操作方面的技術(shù)，而且學(xué)校還可以充分利用好企業(yè)的優(yōu)勢(shì)，來培養(yǎng)學(xué)生們的實(shí)際動(dòng)手能力，讓學(xué)生們盡早的接觸社會(huì)，積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣學(xué)生們?cè)诋厴I(yè)后走進(jìn)崗位，將會(huì)大大縮減適應(yīng)崗位的時(shí)間，這對(duì)學(xué)生們將來的健康發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

3　基于CDIO模式下，實(shí)踐教學(xué)體系的特色

3.1建立了以學(xué)生能力培養(yǎng)為首要任務(wù)的實(shí)踐課程體系

學(xué)生樂于實(shí)踐與探索，渴望得到工程實(shí)際的鍛煉，課程設(shè)計(jì)及畢業(yè)設(shè)計(jì)等的題目與教師的教學(xué)研究、科學(xué)研究項(xiàng)目以及企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需求相結(jié)合，最終提高學(xué)生們的實(shí)踐操作能力。

3.2營造了學(xué)生開展創(chuàng)新活動(dòng)的氛圍

通過教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)，將機(jī)電一體化方面的研究成果應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，以設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種機(jī)電一體化設(shè)備為載體，從軟硬件接口、伺服和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、電氣和機(jī)械傳動(dòng)等方面進(jìn)行綜合實(shí)踐，改變傳統(tǒng)的由要學(xué)生們學(xué)，轉(zhuǎn)變成他要學(xué)，進(jìn)而將傳統(tǒng)的被動(dòng)學(xué)習(xí)模式轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)要求學(xué)習(xí)的模式，基于團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目為學(xué)生提供了平等的主動(dòng)參與教學(xué)的機(jī)會(huì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生綜合能力和素質(zhì)的培養(yǎng)。

3.3提高了骨干教師的工程實(shí)踐能力

教師的工程實(shí)踐經(jīng)歷對(duì)促進(jìn)教學(xué)大有好處。教學(xué)科研能相互促進(jìn)，在課題進(jìn)行過程中，骨干教師得到了工程實(shí)踐鍛煉。

4　結(jié)束語

就當(dāng)前我國工程類教學(xué)改革來說，其一直朝著“CDIO”工程教學(xué)模式的方向快速發(fā)展。因?yàn)楸疚墓P者就根據(jù)我國地方性大學(xué)的實(shí)際情況以及自身的優(yōu)勢(shì)，再結(jié)合CDIO工程教學(xué)模式，對(duì)大學(xué)的機(jī)電一體化專業(yè)學(xué)生在實(shí)踐教學(xué)方法進(jìn)行了深入的研究與分析，并且取得了非常不錯(cuò)的效果，以便本文的研究能夠?yàn)槲覈髮W(xué)機(jī)電一體化專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的改革提供有效的數(shù)據(jù)參考。

[1]王仲文，段瑞珍.基于“CDIO”模式的機(jī)電一體化專業(yè)教學(xué)改革初探[J].價(jià)值工程,2013(05):238-239.

[2]張慧平,戴波,劉娜等.基于CDIO教育理念的自動(dòng)化課程的改革與實(shí)踐[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào),2009(31):138-141.

[3]李芳麗.基于CDIO理念的高職機(jī)電一體化人才培養(yǎng)創(chuàng)新實(shí)踐研究[J].中國科技信息，2011(02):15-17.

[4]李善壽.“CDIO”工程教學(xué)模式在實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)施方法研究[J].重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版）,2010(20):164-166.

王仲文（1979—），男，安徽阜陽人，研究生，副教授，教研室主任，研究方向?yàn)闄C(jī)電一體化。

哈爾濱理工大學(xué)大學(xué)生教學(xué)研究項(xiàng)目項(xiàng)目（P201100069）