基于EIP—CDIO的機械專業實踐教學改革探索

王曉霞　李小海　王新榮

摘 要：以工程教育專業認證標準作為人才培養目標，以工程項目為依托，將能力培養貫穿于整個教學過程中。建立基于EIP-CDIO的機械類專業課程的實踐教學體系，通過對基礎實踐、專業實踐、綜合實踐等環節的教學改革，提高人才培養質量。

關鍵詞：EIP-CDIO 工程教育專業認證 機械類專業課程 實踐教學

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（c）-0093-02

工程技術人才的培養直接決定工程技術的水平和發展的速度，決定國家的綜合競爭實力。工程教育專業認證的核心是其認證標準，參照工程教育專業認證標準進行人才培養是當前高等教育改革的方向。

1 基于EIP-CDIO的機械專業實踐教改必要性

機械類專業課程具有綜合性和實踐性強、更新快等特點，知識領域涉及多個學科，內容龐雜、抽象[1]。機械類專業課程的教學包括理論、實踐兩個重要教學環節，理論教學是實踐教學的基礎，實踐教學既是對理論教學的檢驗，又可拓展理論教學的內涵，因而在教學環節中占據著理論與實踐有機結合而又相互促進的重要地位，是學生從簡單的基礎認知上升到復雜的綜合運用、從知識的原始積累到工程能力不斷提升的過程，也是激發學生培養創新思維的重要環節。

CDIO 理念已成為當今世界上理念先進、應用廣泛的現代工程教育模式，在此基礎上形成的EIP-CDIO理念注重學生職業道德、誠信 、職業素質培養與CDIO的有機結合。這一創新教育模式強調做人與做事結合，做人通過做事來體現，做事依靠做人來保證。在人才培養過程中注重人文精神的熏陶，使培養出的工程師具備良好的職業道德、職業素質和工程實踐能力。將EIP-CDIO理念運用于機械專業的實踐教學，既能保證大多數學生系統地獲取實踐教學的基礎知識及基本技能，又能使優秀學生更好地發揮自己的個性和特長；既能充分激發與挖掘學生對工程實踐的興趣和潛力，又能培養學生的實踐能力和創新意識，同時也有利于培養學生綜合運用所學知識來解決工程中遇到的實際問題，能夠解決當代大學生在品格結構、知識結構、智能結構、創新能力中存在的問題，培養符合時代需求的工程技術人才。

2 基于EIP-CDIO的機械專業實踐教學體系構建

CDIO是一種把產品從研發到運行的四個生命周期：構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）引入到課程教學環境中，引導學生主動有效地學習課程知識的教學理念。將CDIO融入實踐教學之中，形成 “夯實基礎、注重綜合、強化實踐、努力創新”的工程實踐教學新模式[2]。通過以提升學生品德、能力為目標，以工程項目為依托，采用CDIO模式構建包括基礎實踐、專業實踐、綜合實踐三個實踐過程，達到基本技能培養、工程實踐能力培養、創新能力培養、品德培養四個層次的機械專業實踐教學體系。基礎技能培養層主要通過基礎實踐環節（包括課程涉及的相關實驗）培養學生基本操作技能、嚴謹的工作作風；工程實踐能力培養層可通過認知實習、生產實習、拆裝實習、大學生實踐技能培訓、畢業設計等環節來實現；創新能力培養層可通過課程設計、畢業設計、科技創新大賽、各種競賽等綜合實踐環節來實現；而品德培養應貫穿于教學的始終。

3 基于EIP-CDIO的機械專業實踐教改措施

EIP-CDIO理念將職業道德、誠信和職業素質的培養放在人才培養目標的首位。基礎實踐、專業實踐、綜合實踐三個實踐過程中項目的選擇與教學效果息息相關。項目的選擇應體現核心知識和能力培養目標、切合實際、成本較低，保證任務驅動法的實施。教師要善于啟發和總結，要引導學生主動學習，提供更多的動手實踐機會，增強概念學習，強調發現問題、分析問題和解決問題的能力。教學中安排具有設計性、綜合性、創新性的實踐環節，培養學生的工程實踐能力、創新能力和人際交往能力。

3.1 基礎實踐環節的教改舉措

根據課程特點，結合學院現有設備的實際情況，修改實驗大綱，開設符合EIP-CDIO理念的實驗。修訂后的實驗教學大綱， 充分利用現有的設備，注重理論與實踐相結合，科研與教學相結合，形成自身特色。例如在特種加工課程教學中，理論教學內容主要介紹常見的特種加工方法有：電火花成型加工、電火花線切割加工、電化學加工、激光加工、超聲加工、快速成形制造等。考慮到我校機械工程實驗中心的設備情況，在原有電火花成型實驗、電火花線切割實驗、電化學加工實驗的基礎上，增設了高速小孔加工實驗、快速成型實驗；利用我院在承擔科研項目中自主研發的轉擺工作臺，在普通線切割機床上開展復雜空間直紋曲面加工實驗。為培養學生的基本操作技能和工程實踐能力，將電火花線切割實驗從驗證性實驗改為設計性實驗，學生通過自主編程、自主加工完成實驗，形成豐富的線切割件，在培養學生能力的同時，使學生體會到學以致用的快樂。

3.2 專業實踐環節的教改舉措

（1）在課程設計環節，我們將EIP-CDIO理念引入“工藝與夾具課程設計”中。首先，優化設計題目，使學生的設計內容與生產實際、教師的科研項目緊密結合，真正做到學以致用、以用促學。其次，設計過程采用答疑式指導，避免以講課的方式進行指導，鼓勵學生自己探索工藝路線，幫助學生分析方案的優缺點，培養學生的工程實踐能力、創新能力。再次，采用“3表式”指導法。在課程設計前將設計原則表、設計易錯表、設計審查表下發給每位學生。根據設計原則表中的具體要求，學生對設計做到心中有數；根據設計易錯表中的提示，學生可以避免設計中容易出現的錯誤，起到防微杜漸的效果；根據審查表的要求，學生通過自查、互查提高設計質量，養成嚴謹的工作作風。此外，通過舉辦學生課程設計作品展覽，激發學生主動學習的熱情。

（2）在拆裝實習環節，對拆裝內容、拆裝實習的指導方法等進行教學改革。根據本專業特點，結合實習設備，我們精選拆裝項目組織實習教學，包括C3165L 型轉塔式六角車床、C3036 型回輪式六角車床、C1336 型單軸六角自動車床三個典型機床拆裝實習項目[3]。細化、規范拆裝實習的指導工作，培養學生的安全意識、嚴謹的工作作風、動手能力和合作意識。

3.3 綜合實踐環節的教改舉措

將CDIO理念融入綜合實踐環節，結合先進的TRIZ創新理論培養學生的創新能力。TRIZ的經典理論體系包含九大內容：技術系統的八大進化法則、最終理想解（IFR）、40個發明原理、39個工程參數及阿奇舒勒矛盾矩陣、物理矛盾分離原理、物—場模型分析、發明問題的76個標準解法、發明問題標準算法（ARIZ）以及物理效應和理象知識庫。TRIZ理論的強大作用在于它為人們創造性地發現問題和解決問題提供了系統的理論和方法工具。運用TRIZ理論，可大大加快人們創造發明的進程而且能得到高質量的創新產品。CDIO理念側重于在實踐中培養學生的動手能力，將TRIZ理論融入機械類專業課程實踐教學，解決學生機械地學習知識而缺乏創新熱情和創新能力的難題，使學生掌握發明創新的方法，提高創新的能力。通過在學生中成立“TRIZ理論”興趣小組，普及、推廣和研究TRIZ理論，使學生的發明創新是基于科學的創新方法進行的，打破了研究的思維慣性，開拓了學生的視野，加強了機械類大學生的創新效率和創新能力。在各類科技創新設計大賽中學生表現出色，獲得國家級大學生創新大賽一等獎3項、二等獎7項，并申請多項發明專利。

4 結語

通過基于EIP-CDIO的機械專業各環節的實踐教學改革，我院學生的職業道德、職業素質、工程實踐能力與創新能力大大提高，增強了學生的就業競爭實力。

參考文獻

[1] 王新榮，王俊發，王萍，等.“機械制造工藝與夾具設計”精品課程建設的探索與實踐[J].中國電力教育，2012（29）：62-63.

[2] 李小海，顏兵兵，王新榮，等.《特種加工》課程實驗教學改革探索[J].中國科教創新導刊，2012（7）：54.

[3] 張霞，王新榮，李小海，等.機床拆裝實習教學探索[J].裝備制造技術，2014（10）：229-230.