基于CDIO模式的金工實習體系建設

[摘 要]金工實習是高等教育的教學計劃中一個重要的實踐性教學環節，主要任務是培養具有創新精神和實踐能力的高級技術人才。隨著科技的不斷進步，新技術新設備新產品不斷出現，為了適應時代發展的需要，在金工實習體系中融入了CDIO工程教育模式，并從教學內容、教學手段、基礎設施和師資隊伍建設等方面進行了改革改進，強化實習過程中工程能力的培養，培養更加適合社會發展的技術人員。

[關鍵詞] 金工實習；CDIO；工程能力；教學

金工實習課程是我國高等院校最重要的技術基礎課之一，知識面寬，受益面大，實踐性、創新性強，是工科學生素質培養、能力提高、實現寬口徑專業教育的重要教學環節之一，能夠讓學生對工業化的認識更加深刻，提高了學生的實踐動手能力。但是金工實習也普遍存在一些問題：①比較注重學生對于機床設備的操作步驟和工藝步驟的訓練，以工人的角度進行教學而不是以工程師的角度進行教學；②理論教學和實習實踐相脫節，在學生實習過程中，實際的操作工藝和理論教學有很大的差距，難以培養學生的系統思維和工程能力；③“金工實習”課程長期被置于教學的邊緣，得不到應有的重視；④“金工實習”教師隊伍良莠不齊，青年教師往往有很強的理論基礎，但是實踐能力很差，而工人師傅雖然有很強的實踐能力，卻不能和理論結合，只能以傳統的“師徒制”來帶學生。

一、 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式工科教育的最新發展模式，是構思（Conceive），設計（Design），實現（Implement），運作（Operate） 四個英文單詞的首字母，作為工科教育的一種人才培養模式，解決了產品從基構思、設計制造到運行維護、改良至使用周期結束的整個過程的推進和所出現問題的解決，改變當前工科教育存在的理論實踐相脫離，導致學生缺乏工程能力和系統思維的問題，從自主性、探索能力、實踐動手能力和協調合作的能力等幾個方面的能力對學生進行了培養，強化了學生的對于工程過程的把握，能夠解決工程實踐中出現問題。學生需要掌握較強的工程能力和系統思維能力，并將其付諸于真正的實踐過程。CDIO工科教育的模式提高了學生工程技術應用能力，并初步培養工程技術研究素養，有助于將理論知識和實踐問題相結合，實現從科學知識型向技術創新型、團體協作型轉換，同時讓科學思維的系統性和整體性向工程方向拓展和延伸，為培養新一代的工程技術人員打下良好的基礎。

目前，CDIO模式已在國內外許多高校得到實施，培養出的學生深受社會和企業的歡迎。因此廣大高校對實踐教學重視程度日益提高，而金工實習作為最基礎的實踐教育課程，在高校建設發展中必將占有基礎地位。因此，當越來越多的高校將CDIO工程教育模式作為人才培養方向的同時，金工實習體系建設也應與時俱進，根據實際情況采用CDIO工程教育模式。

二、 CDIO模式下金工實習體系

CDIO是以工程實踐作為工程教育的背景環境（context），不僅僅要求學生對技術基礎有更深刻的認識，更需要創造必要的環境和方法幫助學生理解工程實踐工程實踐，并且學習在工程實踐環境下工程人員的思維、能力和行為。CDIO要求依照CDIO教學大綱（12條標準）整合課程體系（一體化的課程設計），教學過程要給予學生知識、能力和素質培養的雙重效應（一體化培養），通過教、學、考過程的頂層設計讓學生取得一體化學習經驗，并且需要建立以培養目標為基礎的的評估與改進制度。

1.教學內容優化

金工實習課程體系在內容上分為兩大部分，分為傳統制造部分和現代制造部分。傳統制造部分主要是手動操作機械設備，對于培養I（實施）方面的能力培養非常重要，根據CDIO大綱和十二條標準的要求，對這部分進行優化，將耗費時間長的和耗費實踐的工序簡化和優化，將學生從繁雜的手工操作中解脫出來，讓學生更加深入的了解每一個工藝每一步工序的作用和細節，以及通過什么樣的工序工藝能達到既定的目標和要求，著重培養I（實施）和O（操作）方面的能力。對于現代制造部分，主要是數控加工和特種加工，我們可以通過一體化教學的手段，先采用仿真軟件進行仿真加工，在這個階段學生要學會初步編程和工藝設計；然后根據數控程序執行情況，再移植到機床上進行實際加工，執行包括操作、程序修改、零件檢測等各個環節，掌握工程人員在工程環境下的每一個決策，和了解每一個決策的依據和決策所產生的結果。

2.教學手段的改進

采用多種手段，充分利用網絡資源。一般情況下，金工實習都是采用集中實習的辦法，時間安排比較緊湊。但是在學習過程中，知識是需要時間消化和掌握的，尤其是實踐性很強的實踐教學。因此，我們充分利用網絡資源加強教學，將理論部分和仿真部分內容通過網站和微信公眾號的方式推送給學生，學生可以提前掌握部分內容，而將真正集中上課的時間著重進行重點、難點的實踐教學。

3.基礎設施優化

金工實習的基礎設施建設主要是實習場地建設和實習設備的建設。實習場地建設主要是指實習場地的布置，要從三個方面，第一個是環境的布置，使用展板介紹相關知識，使用展柜展示相關器材工具等；第二是機床設備的布置，和工廠相比，對于學校來說，學生一般比較多，而且也不像工廠工作人員那樣行為規范，因此需要較大的面積，保證學生的學習效果和安全；第三是實習場地的整體布局，根據CDIO工程環境的要求，參考整體性和系統性，兼顧現代制造技術的要求，體現現代制造的特點。

金工實習設備主要是指各種能夠就行實際生產和檢測的機床設備儀器，這是金工實習教學的基礎，極大的影響了金工教學的質量。一方面機床設備儀器一般需要投入大量的資金，另一方面隨著現代科技的急速發展，機床設備儀器的更新換代很快，而且新的機床設備儀器層出不窮。因此，在進行采購的時候，要注意新舊設備的繼承性和系統性，在軟硬件上保持機構和系統的相同或者相似。另外，可以采用校企合作的方式，在完成教學的基礎上，提高設備利用率，不但可以提高學生的實踐能力，而且也可以提高授課老師的工程能力，有效的利用了資源，避免浪費。

4.教學隊伍建設

（1）建立一支穩定的教學隊伍。改變“實習教師低人一等”錯誤觀念，提高實習老師的待遇和地位，重視實踐教學，要提高到學校層次；另一方面，培養雙師型老師，不但可以進行理論教學，也可以進行實踐教學，這樣才能從根源上解決這個問題。

（2）具有工程教育理念和工程實踐能力。要充分認識和理解CDIO工程教育理念的深度含義，要深入學習CDIO大綱和十二條標準的內涵和要求，以及實施的措施和手段，并且具備真正的工程實踐能力。工程能力的培養，應定期組織教師培訓和對外交流，派出學習的方式提高教師的工程能力；實習教師更應該深入工廠企業參與真正的生產過程，或者共同研發新產品，提高工程能力，提高教學能力。

5.建立考核機制

考核是金工實習體系的個重要內容，包括對教師的考核和對學生的考核。近年來，高校實踐師資隊伍組成已經發生很大的變化，學歷高的青年教師的比例越來越高，但是如何才能將他們的能力最大的發揮出來，因此要建立考核機制。教學人員的考核應該從數量、質量和創新三個方面進行，且更注重質量的考核和創新層次。

對于學生的考核，根據考核的目標的要求，根據實習工廠的實際情況，在日常考勤、構思設計能力（C和D能力）、執行能力（I能力）、操作能力（O能力）和團體協作能力方面進行考核，同事兼顧和理論相結合的能力，進行多層次多方面的科學合理的考核。

三、總結與展望

在“新工科”教學理念下，實踐教學在未來高等教育中的重要性會得到極大的提高，所以金工實習課程建設一定要抓住機遇，努力發展，以CDIO模式為指導，以人工智能和智能制造為導向，根據自身實際情況，指定切實可行的人金工實習體系，培養更多的符合社會發展要求的工程技術人員。

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作者簡介：田浩（1975-），男，籍貫：陜西省禮泉縣，民族：漢族，學歷：碩士研究生，工作單位：西安文理學院機械與材料工程學院，職稱：工程師，研究方向：數控 特種加工 。

基金項目：西安文理學院教改項目（項目編號：03006001004）。