CDIO教育模式在軸承特色專業課程中的應用

鄭學+普邱明+杜輝

摘 要：根據軸承特色專業的特點，該文基于 CDIO 工程教育理念，提出軸承特色專業應用型人才培養的新模式，該模式注重數學思維與數學方法運用能力的訓練，強調對學生實踐創新能力和科研能力的培養。在該模式基礎上，構建和優化理論與實踐相融合的課程體系，從培養目標，師資隊伍、教學方法等進行改革，從而達到培養軸承高端工程師人才的目的。

關鍵詞：CDIO教育模式 軸承 應用

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）04（b）-0202-02

河南科技大學軸承專業方向自成立以來，盡管學科建設成果累累，具有專業、行業方面的特色，但是其傳統的軸承理論實踐教學方法與現代工業發展對高科技軸承人才的要求不相適應，既不能滿足軸承技術迅猛發展的需要，也不能滿足軸承企業對高素質高質量人才的需要。因此該文基于CDIO教育教學模式，以工程專業教育認證為契機，對軸承專業、尤其是軸承卓越課程的教學理論實踐進行了改革與探索，使學生在有限的教學時間里，既能掌握課程的基本內容，又具備一定的基本技能訓練和工程實踐的能力，尤其使學生具有系統思維、多學科交叉融合的復雜機械工程分析能力。

1 CDIO教育模式與我校軸承專業發展現狀

CDIO教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它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[1]。我國高校在教學過程中存在許多相應的問題[2]，這些問題不能得到較好的解決，就會嚴重制約高科技人才的培養，就不能適應科學發展和生產實際的需要。由于歷史的原因，軸承專業方向具有多方面的特色[3]，這些特色的存在，一定程度上也相應桎梏了學生的積極性，例如，由于軸承本科全國的唯一性，導致部分學生滋生了不愁找工作的觀念，從而失去了學習的動力，這與培養高科技軸承技術人才的目標嚴重背離。同時，傳統軸承教學已經不能滿足生產實際的需要，不能結合生產實際分析、解決問題[4]。針對現代裝備制造業和高科技軸承發展對工程技術人才的要求，以洛陽市“3公里工程教育圈”為依托，發揮產學研合作優勢，構建機械設計制造及其自動化軸承專業方向“3+1”的“卓越工程師教育培養計劃”。即以培養“厚基礎、強實踐、能創新”的卓越人才為目標，以校、企聯合為平臺，以課程體系改革為核心，以政策、制度體系建設為保障，著力提高學生的工程意識、工程素質和工程實踐能力，積極探索工程教育專業人才培養的新模式，旨在培養造就一批創新能力強、適應社會經濟發展需要的精英型工程技術人才。

2 CDIO工程教育模式的實踐與探索

CDIO工程教育模式注重培養學生的構思、設計、實現與運作能力，根據這一教育模式，對軸承特色專業進行教學改革。

2.1 將過去以考核教師教學方法教學水平為中心改為考核學生為中心

即考核學生畢業時要達到什么目標、畢業5年后將達到什么目標，從而間接地考核教師。因而促使教師不斷改進教學方法，提高教學水平。

2.2 教學方法改革，充分調動學生參與科研的積極性

改革教師教學方法，促進學生自主學習。注重給學生提供更多的自由發揮、自主學習的機會，在課堂上老師更多地與學生進行討論，啟發學生去探究問題，鼓勵學生收集了解專業前沿知識；將專業學分要求和專業課學時進行壓縮，給學生留出更充分的課余時間，以便更多地參加自主學習和創新實踐；每門課程根據畢業要求指標點布置作業、設置實驗、考題、課程設計及畢業設計題目，提高學生分析問題和解決問題的能力；培養大綱設置學生課外素質教育學分，并作為是否取得畢業資格的必要條件，促使學生在學好課堂理論知識的基礎上，積極主動參與相應的科研活動，從而培養學生創新、務實、靈活、應變的能力。對主干專業課程的校外實習與設計教學進行探索。主干課程集中講授結束后，安排學生到企業進行針對性的工藝設計實習。既強化課程學習效果，又做到學以致用，并能及時找到學習中欠缺的環節，最終形成課程實習、生產實習、畢業設計逐步加深，各有側重的實踐教學體系。

2.3 教材的編寫

要提高教學質量，使學生達到CDIO教學模式所要求具備的能力，就必須加強教材的改革。教材應在反映本課程基礎知識、基本理論基礎上，盡可能地反映專業前沿知識，滿足教師和學生的專業創造，留給學生思考與探索的空間，同時也要與生產實際緊密結合。為此在以有豐富軸承教學科研經驗的專家教授為主的基礎上，邀請具有先進軸承技術的國內外軸承企業專家加入教材的編寫，將其先進的軸承設計、制造、應用等技術結合計算機技術編入軸承教材中，因而極大提高了教材的質量。

2.4 師資力量的培養

要搞軸承特色專業教學，首先要求教師不僅要堅實的理論知識，而且要有豐富的實踐知識；不僅要有機械設計、機械加工方面的專業知識，更要有滾動軸承方面的知識。早期軸承專業的教師都是由具有工作實踐經驗的教師擔任，但是隨著老教師的退休，非軸承專業畢業的年輕教師逐漸增多，出現軸承理論實踐知識不足的情況。為了增加教師軸承方面的理論實踐知識，非軸承專業畢業博士必須進軸承企業攻讀博士后，必須進行工程化；同時所有參與教學的年輕教師必須帶隊去軸承企業實習，與軸承企業進行各方面交流，尤其是去斯凱孚、舍弗勒、恩斯克、洛陽軸承股份有限公司等知名企業實習與交流，從而達到提高理論、尤其是實踐方面的水平。

2.5 管理指導方式改革

根據實際需要，將本科生指導教師改為學業導師制度，該制度是實施和完善學分制的一種輔助制度，在教師和學生之間建立一種“導學”關系，要求教師關注學生從入學到畢業整個教育過程和學生的思想、學習、生活等各個教育環節，實現因材施教和個性化培養，有效地提高學生的綜合素質、創新精神和實踐能力。該制度要求指導教師有針對性對學習困難學生實施幫助，引導學生做好學業規劃，制定每學期和四年學習目標，引導學生參與各種科研活動。

3 基于CDIO教育模式改革結果

隨著國家航空航天、軍工民用等高新技術的發展，對軸承設計/制造高技術、高層次人才的需求逐漸增加。作為國家唯一一所集本科、碩士、博士于一體培養的大專院校，應優化完善教學內容，利用先進的教學手段、教學方法使課堂教學質量得到提高，并加強實踐性教學，從而培養出具備更強創新能力、綜合能力、能適應環境變化的軸承設計/制造技術復合型人才。

CDIO教育模式改革，打破了傳統軸承特色專業的理論實踐教學模式，實現了從考核目標、培養方案、教學方法、師資培養、教材編寫等方面的變革，這些變革對人才的培養起到了極大的作用。

（1）極大提高了學生學習的自覺性與主動性，研究生上線率極大提高。

（2）學生參與科研積極性得到提高，先后多人參與教師發明專利、論文發表等。

（3）培養的學生理論和實踐水平極大提高，更加符合生產科研的需要，深受用人單位歡迎，因而作為回報，校友捐贈大幅提高，位居2016中國大學校友捐贈排行榜第69名。

（4）軸承特色專業配合學校其它教學改革，使得學校在武書連主持的《中國大學評價》和艾瑞深中國校友會網的《中國大學評價研究報告》2017中國大學排行榜中的位次大幅度攀升。

（5）經過CDIO教育教學模式改革后，學生的基礎知識與能力得到極大的提高，先后獲得第九屆高教杯全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽國家一等獎、諾信杯工業產品設計CAS大賽國家二等獎等。

同時，每位學生都從CDIO教學模式改革中學到了項目的基本流程與運作，其CDIO能力都得到了鍛煉與提高。

4 結語

通過對軸承特色專業的理論實踐教學改革證明，基于CDIO教育教學模式優勢較為明顯，能夠建立傳統教育中學生缺乏的工程價值觀，能激發學生學習、積極參與科研活動，培養學生工程知識、問題分析、研究等能力，同時還培養學生工程與社會、環境與可持續發展等觀念，具有持續改進、終生學習的能力。

參考文獻

[1] 邵廣軍，呂平，王娟.CDIO工程教育模式下大學生非專業素質培養研究[J].黑龍江高教研究，2011（5）：136-139.

[2] 唐振明，徐建民，蔣唯游，等.CDIO 工程教育模式在校企合作中的實踐[J].計算機教育，2010（11）：41-43.

[3] 韓建海，馬偉，夏新濤，等.產學研合作打造軸承專業特色[J].理工高教研究，2007，26（1）：88-89.

[4] 陳金如.必須重視軸承的問題[J].印刷世界，2000（6）：18.