機械制造專業京津冀一體化背景下基于CDIO的人才培養模式研究

高韶坤，艾建軍

?

機械制造專業京津冀一體化背景下基于CDIO的人才培養模式研究

高韶坤，艾建軍

摘要：介紹機械制造專業基于CDIO的項目體系化課程開發的模式和方法。CDIO模式強調以項目為引導，是知識、能力、素質培養一體化的教學體系，注重培養學生掌握扎實的工程基礎理論和專業知識，是先進的工程教育理念；培養學生主動學習工程和獲取工程的能力，是先進的工程教育方法；以工程產品/系統生命周期為載體，是一種完整的工程教育過程。

關鍵詞：職業教育；CDIO；人才培養模式；課程開發；機械制造專業；京津冀一體化

京津冀區域經濟的協調發展已經提高到國家發展戰略高度。今后三地不僅面臨著產業結構調整和經濟增長方式的巨大變革，也面臨著通過區域資源共享、優勢互補實現區域經濟飛騰的大契機。要實現京津冀區域經濟一體化發展，需要大量高級技術技能人才。與傳統產業相比，現代制造產業的知識含量、技術含量要求更高。據2015年河北省勞動部門調查統計，制造業各學歷層次人才的需求情況如下：中專學歷占22.2%，高職學歷占42.5%，本科學歷占25.6%，碩士學歷占1.58%，博士學歷占0.33%，中專以下學歷占7.79%。這些數據表明，制造業對高職學歷應用型人才的需求旺盛。

在日益復雜的技術創新和產品的可持續開發需求的環境中，知識、能力和態度的結合尤為重要，因此，我們亟需提高職業教育的質量和內涵。在過去的20年中，學術界、工業界和政府部門的領導提升了對理想工程師特質的認識，開始強調高職教學改革的必要性。通過這一努力，人們認識到這樣一種隱含的關鍵需求——要培養學生能夠在現代團隊的環境下，構思—設計—實施—運行具有復雜和高附加值的工程產品、過程和系統。強調產品、過程或系統的全生命周期，由此產生工程教育新方法，也稱之為CDIO（Conceive—構思，Design—設計，Implement—實施，Operate—運行）。[1]

一、現代職業教育與CDIO

（一）現代職業教育的核心問題

現代職業教育的核心問題有兩個：（1）工程師需要具備哪些知識、能力和素質？（2）職業教育應如何使學生具備這些知識、能力和素質？

現代工程師所從事的工作就是服務于現代工業生產，即為從構思、研發到運行改良乃至終結廢棄全過程中的一個或多個階段。

而在這個服務過程中，他們不僅需要學科知識，而且需要具備個人能力、人際交流能力和產品、系統和過程的建造能力、工程實踐能力。

（二）現代職業教育的重要戰略

現代職業教育發展的重要戰略是“做中學”，而“做中學”是一種學習方法論。現代職業教育的教學方法論為基于項目的學習，而CDIO便是基于項目的學習的一種模式。

CDIO工程教育理念就是要以此全過程為載體，培養學生的工程能力，包括個人的工程科學和技術知識，學生的終身學習能力、團隊交流能力和在社會和企業環境下產品、過程和系統的構建能力。CDIO代表工程項目全生命周期（職場上工程人員的所作所為），具體實施過程中可有所側重，不同層次人才培養有不同側重點，同時可將現行模式與CDIO比較，互相補充。[2]

二、京津冀一體化背景下機械制造專業人才培養方案制定過程

（一）通過對京、津、冀地區機械制造相關行業調研，確定核心工作崗位

經過調研，確定機械制造專業的工作崗位及數量為：需求數量較多的是數控編程與操作加工，需求量多的是機械加工工藝編制和數控設備維護與保養，而需求量較少的是機電設備及車間管理和普通機械加工，需要具備數控技術專業相關知識、是本專業需要的但數量很少的崗位是數控設備營銷。顯然，機械制造專業的核心工作崗位主要有3個：數控編程與操作加員、機械設計員、產品質檢員。

（二）通過專業核心工作崗位，提煉典型工作任務

由上面分析確定了機械制造專業的核心工作崗位，接下來就要通過專業核心工作崗位，提煉典型工作任務。

數控編程與操作工的典型工作任務有數控車削加工、數控銑削加工、數控電加工等。以數控車削加工為例，具體可以細分為階梯軸類零件編程與加工、盤套類零件編程與加工、復雜型面零件編程與加工。數控加工工藝編制的典型工作任務也主要包括數控車削工藝制定、數控銑削工藝制定、數控電加工工藝制定等。以數控車削工藝制定為例，具體可以細分為階梯軸累零件工藝制定、盤套類零件工藝制定、復雜型面零件工藝制定。數控設備維護與保養的典型工作任務有數控機床日常維護保養、數控機床安裝調試、數控故障診斷與維修等。

（三）結合典型工作任務，構建基于CDIO的體系化項目課程體系

經過調研，機械制造專業基于CDIO構建了以風能推料機構設計與制造為一級項目的體系化項目。一級項目包含本專業主要核心課程知識和能力要求，貫穿專業培養全過程。它應該能夠模擬在企業和社會環境中實際產品、過程或系統的構思、設計、實施和運行過程。以4個二級項目為載體加強本專業核心課程的學習與應用，三級為單門課程內為增強該門課程能力與理解而設的8個項目。[3]

以一級項目為主線，貫穿于整個教學階段，使學生系統得到構思、設計、實施、運行（CDIO）的整體訓練。通過項目將整個課程體系有機地、系統地結合起來。所有需要學習和掌握的內容都圍繞一級項目這個核心，形成一個整體。精心規劃的構思、設計、實施、運行（CDIO）項目，引導學生對核心專業課程的學習興趣和能力培養，并對數控技術專業形成較清醒的總體認識。

三、機械制造專業基于CDIO的項目體系化課程體系開發構建

將CDIO項目劃分為3級：一級為包含本專業主要核心課程和能力要求的項目，二級為包含一組相關核心課程、能力要求的項目，三級為單門課程內為增強該門課程能力與理解而設的項目。3級項目的設立及形式由各門課程標準根據需要確定。[4]

整個培養計劃是以一級項目為主線，以二級項目為支撐，三級項目與核心課程為基礎，將核心課程的教育同專業和系統的整體認識統一起來，并結合學生的自我更新能力、人際和團體交流能力以及大系統的掌握、運行和調控能力一起進行系統的培養。

四、項目課程開發的思考

（一）項目及其選取原則

項目引導型課程或任務引領型課程是高職教育課程的基本取向。在職業教育中，項目常常是指以生產一件具體的、具有實際應用價值的產品為目的的任務，有時也表現為方案設計等其他形式。項目課程以項目為載體實施課程教學，要讓學生在完成項目的同時，學會知識，掌握技能。教師要學會找項目、改造項目，項目“源”于企業，“高”于企業，由淺入深。選擇的項目要有典型性、實用性、覆蓋性、趣味性、挑戰性，要能實現能力遷移。項目可大可小，但要注意與單項職業能力的

區別。[5]

（二）項目實施的思考

項目設計要圍繞核心職業崗位任務來進行，脫離核心職業崗位任務設計項目，培養的人才將與業界的實際需求有距離。項目課程最為突出的優勢是培養學生綜合職業能力，而圍繞孤立任務所進行的項目設計顯然是無法達到這一目標的。[6]

事實上，只要能確保課程標準中所規定的工作任務、知識和技能得以學習，完全可以對項目進行開放性設計，且允許項目跨學科進行。以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。要考慮教師及學生的可承受力，要考慮實施的成本及效果，要有對學生的嚴格考核標準，設計項目要充分考慮教學現狀，項目的設計要服務于培養目標，要成體系使學生得到系統訓練。

參考文獻：

[1]顧培華,沈民奮,陸小華.重新認識工程教育——國際CDIO培養模式與方法[M].北京：高等教育出版社,2009.

[2]蔡曉君,竇艷濤,劉湘晨.國外現代工程教育中的“職業化”趨勢探討[J].實驗室研究與探索, 2011（7）：162-164.

[3]葉樹江.工程教育背景下電氣信息類應用型人才培養模式[J].電氣電子教學學報, 2011（S1）：42-44.

[4]周廣林,曹景萍.MPE-CDIO:高等工程教育與人才培養體系[J].牡丹江師范學院學報（哲學社會科學版）, 2011 （3）：120-121.

[5]李江霞.美國國家科學基金會工程學部機構重組及運行機制探析[J].浙江外國語學院學報, 2011（4）：43-45.

[6]張社榮,崔溦.面向企業需求的畢業設計改革探索[J].實驗技術與管理, 2011（7）：14-17.

[責任編輯陳國平]

基金項目：2014年保定市教育科學研究“十二五”規劃課題“機械制造專業京津冀一體化背景下基于CDIO的人才培養模式研究”（項目編號：143005）

作者簡介：高韶坤，女，保定職業技術學院講師，碩士，主要研究方向為機械設計與制造。

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

文章編號：1674-7747（2016）12-0032-02