王麗君，王欣欣

(華北水利水電學(xué)院機(jī)械學(xué)院，河南鄭州450011)

基于CDIO理念的機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)模式的探索

王麗君，王欣欣

(華北水利水電學(xué)院機(jī)械學(xué)院，河南鄭州450011)

機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)依托國際合作辦學(xué)，基于CDIO理念，進(jìn)行技術(shù)本科教育培養(yǎng)模式的探索。重點(diǎn)介紹了新形勢下專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系建設(shè)及教學(xué)科研改革措施，為創(chuàng)新技術(shù)本科人才培養(yǎng)模式提供可靠的參考。

CDIO;技術(shù)本科;機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè);培養(yǎng)模式

CDIO是一種新型工程教育模式，以“做中學(xué)”、“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”作為教育理念，通過精心規(guī)劃的構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)和運(yùn)作(Operate)項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)專業(yè)課程產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，達(dá)到能力培養(yǎng)、提高綜合水平的目的，從而使知識(shí)、能力、素質(zhì)緊密結(jié)合，理論、實(shí)踐、創(chuàng)新合為一體［1］。2011年3月，華北水利水電學(xué)院與英國提賽德大學(xué)在充分協(xié)商的基礎(chǔ)上，決定在機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)領(lǐng)域進(jìn)行合作，共同開展此專業(yè)的本科層次合作辦學(xué)。依托于此，需要進(jìn)行技術(shù)本科國際教育模式的探索，即制定新的培養(yǎng)目標(biāo)及進(jìn)行與其相適應(yīng)的課程體系建設(shè)。

一、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

我校機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)(簡稱機(jī)自專業(yè))前身為水利施工機(jī)械專業(yè)，始建于1958年，現(xiàn)為省級(jí)名牌特色專業(yè)。50余年來，專業(yè)建設(shè)緊緊圍繞社會(huì)發(fā)展的需要。加入世貿(mào)組織后，我國迅速成為世界加工、制造大國，更需要大量的國際化應(yīng)用型高級(jí)工程技術(shù)人才。為了適應(yīng)新形勢發(fā)展的需要，機(jī)自專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)逐漸由以知識(shí)為本的理論本科教育轉(zhuǎn)變?yōu)橐蕴岣邔W(xué)生的全面素質(zhì)為本的技術(shù)本科教育，從而使學(xué)生具有良好的綜合素質(zhì)，即自學(xué)能力、解決問題能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、創(chuàng)新能力和交流溝通能力［2］。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)課程體系建設(shè)

為了順利實(shí)施機(jī)自專業(yè)本科層次合作辦學(xué)，我們采用CDIO工程教育模式，吸收國際先進(jìn)的工程教育理念，建立了合乎自身實(shí)際情況且符合國際工程教育共識(shí)的課程體系。在CDIO理念的指導(dǎo)下，項(xiàng)目學(xué)習(xí)貫穿于整個(gè)本科階段，將其分為三級(jí)項(xiàng)目:一級(jí)項(xiàng)目是體現(xiàn)專業(yè)主要核心課程和能力要求的項(xiàng)目，是整個(gè)教學(xué)階段的主線，激發(fā)學(xué)生探索的興趣，使其掌握產(chǎn)品從構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)到運(yùn)作的整個(gè)基本過程;二級(jí)項(xiàng)目是一級(jí)項(xiàng)目的支撐，是相關(guān)課程的綜合，充實(shí)這個(gè)教學(xué)體系的內(nèi)容，注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和動(dòng)手創(chuàng)新能力，特別是學(xué)生終身自學(xué)的能力;三級(jí)項(xiàng)目是基礎(chǔ)，是指單門課程按照自身要求設(shè)立的小規(guī)模實(shí)踐要求，比如課程設(shè)計(jì)、相應(yīng)實(shí)習(xí)等等［3］。

圖1所示為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)項(xiàng)目式課程體系。本專業(yè)分為五個(gè)專業(yè)方向，即“鏟土運(yùn)輸機(jī)械”、“起重機(jī)”、“機(jī)械制造”、“機(jī)械電子工程”和“車輛工程”，其課程體系以培養(yǎng)技術(shù)本科人才為目標(biāo)。根據(jù)自身實(shí)際情況，一級(jí)項(xiàng)目共有三項(xiàng):其一，大二下學(xué)期期末的專業(yè)導(dǎo)論項(xiàng)目。此時(shí)基本完成公共基礎(chǔ)課以及專業(yè)基礎(chǔ)課的學(xué)習(xí)，通過對(duì)某個(gè)實(shí)例產(chǎn)品的分析，認(rèn)識(shí)其組成及設(shè)計(jì)理念，使學(xué)生在專業(yè)課學(xué)習(xí)之前將所學(xué)本專業(yè)的主要內(nèi)容與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系在一起，從而以一個(gè)設(shè)計(jì)者的角度面對(duì)后面的專業(yè)課學(xué)習(xí)。通過該項(xiàng)目可以讓學(xué)生對(duì)本專業(yè)研究內(nèi)容有個(gè)大致了解，產(chǎn)生興趣，繼而有動(dòng)力主動(dòng)深入學(xué)習(xí)，并建立整體概念。其二，專業(yè)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。在專業(yè)分方向之前進(jìn)行的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，對(duì)之前的課程進(jìn)行綜合應(yīng)用，該項(xiàng)目可以跨學(xué)期也可以跨年度，真正做到學(xué)以致用。其三，畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)。與前兩個(gè)一級(jí)項(xiàng)目相銜接，各個(gè)專業(yè)方向要求學(xué)生綜合利用所學(xué)知識(shí)，完整地構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)用一個(gè)項(xiàng)目，系統(tǒng)地完成設(shè)計(jì)要求。每個(gè)一級(jí)項(xiàng)目作為一門單獨(dú)的課程進(jìn)行計(jì)分，其設(shè)定是基于學(xué)生解決問題能力的培養(yǎng)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)的興趣，以提高思維及動(dòng)手能力。

圖1 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)項(xiàng)目式課程體系圖

按照時(shí)間先后，二級(jí)項(xiàng)目包括項(xiàng)目設(shè)計(jì)、制造技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、專業(yè)方向設(shè)計(jì)項(xiàng)目及創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目。它體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的核心內(nèi)容，分步夯實(shí)每部分專業(yè)知識(shí)，以加強(qiáng)本專業(yè)關(guān)鍵課程的學(xué)習(xí)及綜合應(yīng)用，提高動(dòng)腦動(dòng)手能力及綜合運(yùn)用相關(guān)課程的能力。其中創(chuàng)新設(shè)計(jì)項(xiàng)目綜合各種競賽，學(xué)生以團(tuán)隊(duì)形式參與合適的項(xiàng)目，提出問題、分析實(shí)驗(yàn)、探索解決問題的途徑，提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力及工程操作能力。同樣，每個(gè)二級(jí)項(xiàng)目也作為一門單獨(dú)的課程進(jìn)行計(jì)分，為適應(yīng)多個(gè)關(guān)鍵課程的教學(xué)進(jìn)度，一個(gè)二級(jí)項(xiàng)目可以跨不同學(xué)期、不同學(xué)年進(jìn)行，但都應(yīng)該有階段性的考查成績作為最后綜合成績的依據(jù)。

三級(jí)項(xiàng)目是單門課程，并不孤立于其他項(xiàng)目。要培養(yǎng)技術(shù)本科人才，只有牢固地掌握了基本技術(shù)才能夠靈活運(yùn)用。例如，學(xué)習(xí)了機(jī)械設(shè)計(jì)理論、機(jī)械制造理論、機(jī)械控制理論、PLC原理、單片機(jī)原理等相關(guān)聯(lián)的課程，才可以組成機(jī)電一體化的系統(tǒng)，進(jìn)而完成一級(jí)、二級(jí)項(xiàng)目。

三、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的教學(xué)與科研改革

鑒于機(jī)自專業(yè)的實(shí)際，只有進(jìn)行本專業(yè)的教學(xué)與科研改革，才能適應(yīng)新的專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及課程體系建設(shè)。綜合國內(nèi)CDIO教育模式試點(diǎn)高校的經(jīng)驗(yàn)，并根據(jù)自身的專業(yè)定位，提出以下具體改革措施。

(一)提高師資水平，建立團(tuán)隊(duì)實(shí)施CDIO項(xiàng)目

教師隊(duì)伍的整體水平直接影響到學(xué)生培養(yǎng)模式改革的成效。首先，近幾年來，院系不斷引進(jìn)高學(xué)歷、實(shí)際工作能力強(qiáng)的人才，同時(shí)注重年輕教師業(yè)務(wù)能力的培養(yǎng)，采取有效措施加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)。其次，進(jìn)行教學(xué)方法改革，要求教師根據(jù)所授課程的特點(diǎn)，選用新教材、制定配套教學(xué)大綱、編寫合適的授課計(jì)劃，采用基于問題的探究式教學(xué)方法，根據(jù)內(nèi)容合理設(shè)置問題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，整個(gè)過程以學(xué)生為主體，引導(dǎo)其主動(dòng)學(xué)習(xí)，盡量減少讓學(xué)生被動(dòng)接受信息的現(xiàn)象。再次，根據(jù)CDIO項(xiàng)目的特點(diǎn)，即一級(jí)項(xiàng)目時(shí)間跨度大，可組建項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，成員包括相關(guān)專業(yè)的校內(nèi)教師和校外具有實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)的工程師，這樣便于輔導(dǎo)學(xué)生，使學(xué)生領(lǐng)會(huì)學(xué)習(xí)的主線，也使教師的教學(xué)水平在理論與實(shí)際結(jié)合的過程中不斷得到提高。

(二)加強(qiáng)學(xué)生能力培養(yǎng)

學(xué)生的綜合能力是通過不同階段、不同項(xiàng)目來培養(yǎng)的，其培養(yǎng)方法及考核方式要相輔相成。學(xué)生通過各個(gè)三級(jí)項(xiàng)目的訓(xùn)練掌握科學(xué)的主動(dòng)學(xué)習(xí)方法，包括分組討論、辯論、演示、提問及學(xué)習(xí)后反饋等，從而掌握最基本的專業(yè)知識(shí)及技能;對(duì)二級(jí)項(xiàng)目采取經(jīng)驗(yàn)型學(xué)習(xí)，基于實(shí)例進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、仿真、模擬;對(duì)于一級(jí)項(xiàng)目如畢業(yè)設(shè)計(jì)，集主動(dòng)學(xué)習(xí)與經(jīng)驗(yàn)型學(xué)習(xí)為一體，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，使其得以深化，充分體現(xiàn)知識(shí)的價(jià)值。

合理公平的考核方式能夠準(zhǔn)確地衡量學(xué)生的能力，根據(jù)項(xiàng)目的不同采取靈活有效的能力評(píng)價(jià)體系，包括學(xué)生平時(shí)成績、評(píng)分、學(xué)生間互評(píng)、自評(píng)、筆試、口試、答辯等。對(duì)合作項(xiàng)目，重點(diǎn)考察每個(gè)學(xué)生的實(shí)際貢獻(xiàn)情況、完成質(zhì)量、對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的理解，從口頭講解、實(shí)際演示到書面表達(dá)各方面，綜合給出相應(yīng)評(píng)價(jià)。

(二)利用國際合作平臺(tái)，提高CDIO項(xiàng)目質(zhì)量

高質(zhì)量的CDIO項(xiàng)目及完善的硬件設(shè)施為技術(shù)本科教育的實(shí)施提供了可靠的保障?；跈C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)國際合作辦學(xué)的契機(jī)，我們應(yīng)該積極吸取英國提賽德大學(xué)生先進(jìn)的辦學(xué)經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)兩校師生之間的交流，充分利用好這一國際合作平臺(tái)，不斷提升機(jī)自專業(yè)的辦學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)語

在研究CDIO國際工程教育理念的基礎(chǔ)之上，結(jié)合本專業(yè)實(shí)際進(jìn)行技術(shù)本科的國際合作辦學(xué)，對(duì)機(jī)自專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系建設(shè)以及具體實(shí)施的改革措施等進(jìn)行了全方位的探索，并逐漸完善了工程教育的培養(yǎng)模式，深化了CDIO工程教學(xué)改革。

［1］汕頭大學(xué)．CDIO簡介［EB/OL］．http://www．eng．stu．edu．cn/chinese/eipIntro．a(chǎn)spx．

［2］孔祥東，姜萬錄，姚靜，等．機(jī)電液控一體化人才培養(yǎng)模式的研究［J］．教學(xué)研究，2011，(1)．

［3］顧佩華，沈民奮，李升平，等．從CDIO到EIP-CDIO——汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索［J］．高等工程教育研究，2008，(1)．

Study on the Training Pattern of the Technological Undergraduate Based on the Concept of CDIO Education

WANG Li-jun，WANG Xin-xin
(School of Mechanical Engineering，North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power，Zhengzhou 450011，China)

In this paper，study on the training pattern of the technological undergraduate about the Mechanical Designing and Manufacturing Automation specialty is introduced，which is based on the concept of CDIO and international partnership．Under the new condition，the cultivation goal and the course system construction and the reform of teaching scientific research are emphasize introduced，which provide reliable foundation of the technological undergraduate training pattern．

CDIO;Technological undergraduate;The Mechanical Designing and Manufacturing Automation specialty;Training pattern．

G642

A

1008—4444(2012)01—0166—03

2011－11－01

2010年河南省級(jí)機(jī)械類專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì);華北水利水電學(xué)院2011年教育教學(xué)研究與改革項(xiàng)目;華北水利水電學(xué)院2011年質(zhì)量工程建設(shè)項(xiàng)目

王麗君(1971—)，女，河北清苑人，華北水利水電學(xué)院機(jī)械學(xué)院教授，博士。

(責(zé)任編輯:宋孝忠)