朱磊+張欣+趙亞忠+林紅旗

摘要：基于CDIO的教育理念，南陽(yáng)理工學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)設(shè)置了構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行四個(gè)環(huán)節(jié)。根據(jù)綜合實(shí)訓(xùn)的實(shí)施條件，對(duì)綜合實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容設(shè)置、考核方式等方面的進(jìn)行了探索。通過(guò)綜合實(shí)訓(xùn)的實(shí)踐，提升學(xué)生的專業(yè)技能和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

Abstract： Based on the educational concept of CDIO， the syntheses training of Material Shaping and Control Engineering Specialty in Nanyang Institute of Technology has been set up with four links of conceive， design， implementation， operation. According to the implementation conditions of comprehensive practice training， the contents and assessment methods of the syntheses training are explored. Through the syntheses training， students' professional skills and employment competitiveness have been improved.

關(guān)鍵詞：CDIO模式；材料成型及控制工程；鑄造；綜合實(shí)訓(xùn)

Key words： CDIO mode；material shaping and control engineering；casting；syntheses training

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2016）35-0205-02

0 引言

CDIO工程教育模式是麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)共同探索研究、創(chuàng)立的教育理念，是歐美20多年以來(lái)的工程教育改革的成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它是以項(xiàng)目為載體、以項(xiàng)目為主導(dǎo)進(jìn)行實(shí)施的，是“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的集中體現(xiàn)。按CDIO模式進(jìn)行教學(xué)安排，通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)將整個(gè)課程體系有機(jī)地、系統(tǒng)地結(jié)合起來(lái)，可以實(shí)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)、能力和素質(zhì)的共同發(fā)展，提升應(yīng)用型高等教育的教學(xué)水平，更好地為企業(yè)培養(yǎng)適應(yīng)崗位需求的高素質(zhì)、應(yīng)用型工程技術(shù)人才，是當(dāng)前大批普通高校向應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型發(fā)展廣泛采用的教學(xué)模式。

南陽(yáng)理工學(xué)院地處河南省南陽(yáng)市，是一所地方性應(yīng)用型本科院校，“地方性”和“應(yīng)用型”是學(xué)校的特點(diǎn)，也是立校之本。材料成型及控制工程專業(yè)是2012年機(jī)械與汽車工程學(xué)院新增專業(yè)，專業(yè)開(kāi)設(shè)的初衷就是服務(wù)南陽(yáng)市材料成型行業(yè)。南陽(yáng)市的材料成型行業(yè)發(fā)達(dá)，其中鑄造行業(yè)占主導(dǎo)地位，根據(jù)南陽(yáng)市制造業(yè)的特色以及南陽(yáng)理工學(xué)院服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)的宗旨，材料成型及控制工程專業(yè)的辦學(xué)定位就是以鑄造為主，兼顧鍛焊。

材料成型及控制工程專業(yè)的培養(yǎng)內(nèi)容不僅包含掌握材料學(xué)科的理論知識(shí)，如金屬學(xué)基礎(chǔ)、材料成型原理等，還要求具備大量機(jī)械類專業(yè)的基本能力，如模具設(shè)計(jì)及加工能力。材料成型及控制工程專業(yè)是一個(gè)理論性與實(shí)踐性要求都很高的，寬口徑、多方向的專業(yè)，畢業(yè)生主要在生產(chǎn)一線從事技術(shù)工作，這就要求學(xué)生必須有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)，還要有很好的動(dòng)手實(shí)踐能力。綜合實(shí)訓(xùn)是一種很好的將理論基礎(chǔ)與動(dòng)手實(shí)踐能力相結(jié)合的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。

1 基于CDIO模式設(shè)置實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)

根據(jù)該校材料成型及控制工程專業(yè)的辦學(xué)定位，綜合實(shí)訓(xùn)的設(shè)置以周邊鑄造企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)的鑄件作為項(xiàng)目依托，結(jié)合學(xué)校軟硬件條件，按照CDIO模式構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行四個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)置實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)。實(shí)訓(xùn)具體環(huán)節(jié)包括：企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研選題環(huán)節(jié)、鑄造工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)、鑄件制造環(huán)節(jié)、檢驗(yàn)總結(jié)驗(yàn)收環(huán)節(jié)。

1.1 構(gòu)思——企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研選題環(huán)節(jié)

根據(jù)人才培養(yǎng)方案的要求，聯(lián)系周邊校企合作單位，帶領(lǐng)同學(xué)到企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行參觀實(shí)習(xí)，并從企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)選取難度適合的鑄件，作為綜合實(shí)訓(xùn)的工程項(xiàng)目，以整體項(xiàng)目的形式下發(fā)學(xué)生，供學(xué)生選擇。學(xué)生5～7人分成一組，分組按照能力均衡的原則進(jìn)行，每組內(nèi)既有基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)的、也有設(shè)備機(jī)床操作熟練動(dòng)手能力強(qiáng)的同學(xué)，每組制定一名同學(xué)作為組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)整個(gè)項(xiàng)目組每位成員的工作任務(wù)指派以及任務(wù)時(shí)間節(jié)點(diǎn)控制。各項(xiàng)目組選定題目后，在指導(dǎo)教師的協(xié)助下，分析項(xiàng)目的需求，開(kāi)始進(jìn)行文獻(xiàn)檢索工作，通過(guò)圖書館、網(wǎng)絡(luò)等形式查找項(xiàng)目相關(guān)的文獻(xiàn)資料，結(jié)合在企業(yè)參觀實(shí)習(xí)心得，策劃項(xiàng)目的具體實(shí)施方案，指導(dǎo)老師審核后進(jìn)入下一環(huán)節(jié)。

1.2 設(shè)計(jì)——鑄造工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)

指導(dǎo)老師協(xié)助項(xiàng)目組組長(zhǎng)制定設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)項(xiàng)目進(jìn)展計(jì)劃，根據(jù)每名組員特點(diǎn)安排鑄造工藝的設(shè)計(jì)工作，明確每名組員的具體工作內(nèi)容及時(shí)間節(jié)點(diǎn)，將鑄造工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)劃分為三維建模、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鑄造工裝設(shè)計(jì)、繪制二維工程圖、編寫鑄造工藝卡，鑄造模擬軟件分析等環(huán)節(jié)，落實(shí)到每名組員。在此環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)組員的團(tuán)隊(duì)合作精神，以及《鑄造工藝學(xué)》、《鑄造合金及其熔煉》、《鑄造模具設(shè)計(jì)》等核心理論課程的知識(shí)的綜合運(yùn)用。在設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，不僅要設(shè)計(jì)出合理的工藝方案，方案還必須具備可行性，即能夠在預(yù)定時(shí)間內(nèi)，在學(xué)?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)加工設(shè)備條件下能夠?qū)崿F(xiàn)，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀況及時(shí)調(diào)整初步設(shè)計(jì)方案。

1.3 實(shí)施——鑄件制造環(huán)節(jié)

鑄件制造環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)動(dòng)手操作能力，分為鑄造工裝加工、熔煉澆注兩個(gè)主要環(huán)節(jié)。在完成對(duì)前述環(huán)節(jié)方案的優(yōu)化調(diào)整后，開(kāi)始項(xiàng)目的實(shí)施環(huán)節(jié)。該環(huán)節(jié)工作量較重，老師指導(dǎo)項(xiàng)目組組長(zhǎng)合理分配工作任務(wù)，保證各個(gè)環(huán)節(jié)之間運(yùn)行的連貫性，落實(shí)時(shí)間節(jié)點(diǎn)任務(wù)。通過(guò)該環(huán)節(jié)的進(jìn)行，可以培養(yǎng)學(xué)生協(xié)同合作精神，以及機(jī)械加工方面、熔煉設(shè)備操作方面的專業(yè)技能。完成該環(huán)節(jié)后，項(xiàng)目要求的鑄件已經(jīng)制造完成，經(jīng)初步檢查后，進(jìn)入下一個(gè)環(huán)節(jié)。

1.4 運(yùn)行——檢驗(yàn)總結(jié)驗(yàn)收環(huán)節(jié)

在獲得項(xiàng)目要求的鑄件之后，要對(duì)鑄件進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)。進(jìn)行鑄件的尺寸測(cè)量，性能測(cè)試、金相組織分析，并撰寫質(zhì)檢報(bào)告，并以項(xiàng)目組為單位進(jìn)行總結(jié)匯報(bào)，每名組員都必須就某一設(shè)計(jì)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行講解。老師作為產(chǎn)品客戶方，對(duì)產(chǎn)品、質(zhì)檢報(bào)告以及設(shè)計(jì)生產(chǎn)流程文件進(jìn)行審核。該環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)展示自己的能力，給學(xué)生灌輸工程項(xiàng)目的最終目的是向客戶提供合格產(chǎn)品和優(yōu)異服務(wù)的理念。

2 實(shí)訓(xùn)的條件保障

按照CDIO模式開(kāi)展綜合實(shí)訓(xùn)活動(dòng)，要求學(xué)校必須具備一定的軟硬件條件。

首先，實(shí)驗(yàn)硬件方面，必須有足夠的機(jī)械加工設(shè)備以及熔煉澆注設(shè)備。目前南陽(yáng)理工學(xué)院的金工實(shí)習(xí)基地、先進(jìn)制造技術(shù)實(shí)驗(yàn)室擁有數(shù)量較多的常規(guī)加工設(shè)備，如銑床、車床、鋸床、鉆床、數(shù)控加工中心，以及特種加工設(shè)備如電火花、線切割等。材料成型及控制工程專業(yè)實(shí)驗(yàn)室有中頻感應(yīng)電爐、坩堝熔煉爐、熱處理爐、鋁合金精煉設(shè)備等全套的熔煉澆注設(shè)備及工具，以及三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、直讀光譜儀、綜合力學(xué)性能試驗(yàn)機(jī)、金相顯微鏡、掃描電鏡等實(shí)驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備。軟件方面，學(xué)院機(jī)房擁有的二維三維繪圖軟件以及鑄造模擬軟件ProCAST，用于鑄造工藝工裝的設(shè)計(jì)。

其次，指導(dǎo)教師必須是雙師型教師。實(shí)訓(xùn)的指導(dǎo)教師均是有企業(yè)工程實(shí)踐背景的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)較豐富的教師，能夠幫助學(xué)生解決在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中遇到的各種工程難題。

最重要的是必須有企業(yè)的合作。目前南陽(yáng)市及周邊7家規(guī)模較大的鑄件生產(chǎn)企業(yè)均設(shè)有學(xué)院的校企合作實(shí)習(xí)實(shí)踐基地，可以為綜合實(shí)訓(xùn)提供多樣性的題目及技術(shù)支持，可以實(shí)現(xiàn)“真題真做”，達(dá)到CDIO模式要求的的項(xiàng)目化教學(xué)安排。

3 實(shí)訓(xùn)的實(shí)施

綜合實(shí)訓(xùn)一般開(kāi)設(shè)在第7學(xué)期最后四周，是畢業(yè)設(shè)計(jì)前最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。各環(huán)節(jié)任務(wù)以及時(shí)間節(jié)點(diǎn)如下所示。

企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研選題環(huán)節(jié)3天，包括實(shí)訓(xùn)動(dòng)員及安全教育、企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)參觀實(shí)習(xí)選題、資料收集整理、制定項(xiàng)目總體實(shí)施方案。

鑄造工藝設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)5天，要求繪制鑄件三維模型、設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)、設(shè)計(jì)鑄造模具、繪制工裝二維工程圖、制定熔煉工藝、編寫鑄造工藝卡，鑄造模擬軟件仿真分析。

鑄件制造環(huán)節(jié)8天，要求加工鑄造模具和其他輔助工裝、進(jìn)行熔煉前準(zhǔn)備工作、熔煉合金、配制型砂、造型或金屬型直接澆注、鑄件清理、熱處理。

檢驗(yàn)總結(jié)驗(yàn)收環(huán)節(jié)4天，鑄件的尺寸測(cè)量、成分測(cè)試、力學(xué)性能測(cè)試、金相組織分析，撰寫質(zhì)檢報(bào)告，項(xiàng)目總結(jié)材料、演示匯報(bào)。

4 實(shí)訓(xùn)的考核體系

實(shí)訓(xùn)的考核體系是對(duì)學(xué)生的實(shí)踐環(huán)節(jié)教學(xué)目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)及實(shí)現(xiàn)程度的綜合價(jià)值判斷，不能簡(jiǎn)單地使用一個(gè)分?jǐn)?shù)來(lái)評(píng)價(jià)，而必須是一個(gè)綜合指標(biāo)，是一種過(guò)程考核加最終產(chǎn)品質(zhì)量考核的符合模式。每個(gè)環(huán)節(jié)完成后都要求對(duì)項(xiàng)目組每名組員對(duì)項(xiàng)目的貢獻(xiàn)度進(jìn)行量化考核，作為每個(gè)環(huán)節(jié)的成績(jī)，其中貢獻(xiàn)度包括：考勤、小組討論方案記錄、分配任務(wù)的完成度以及時(shí)間節(jié)點(diǎn)的控制情況。該部分成績(jī)占總成績(jī)的60%。最終產(chǎn)品質(zhì)量考核以項(xiàng)目產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣進(jìn)行打分，占總成績(jī)的40%，按企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量要求對(duì)鑄件打飯，包括鑄件尺寸、材料、粗糙度、力學(xué)性能、金相組織等內(nèi)容。打分過(guò)程采用學(xué)生互評(píng)和導(dǎo)師評(píng)定相結(jié)合的形式進(jìn)行，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和責(zé)任心。

5 存在的不足

在四周內(nèi)獨(dú)立完成整個(gè)鑄件制造的全流程，包括工藝設(shè)計(jì)、工裝加工、熔煉、澆注、鑄件檢驗(yàn)等環(huán)節(jié)，內(nèi)容繁雜，為了保證完成度，項(xiàng)目只能選用企業(yè)相對(duì)簡(jiǎn)單的鑄件，對(duì)于工程認(rèn)證要求的復(fù)雜工程問(wèn)題處理能力的要求還有一定的差距，后續(xù)將進(jìn)一步增加綜合實(shí)訓(xùn)時(shí)間和更新實(shí)驗(yàn)加工設(shè)備等手段，逐步增加項(xiàng)目難度，更加貼近現(xiàn)場(chǎng)，貼近生產(chǎn)實(shí)際。

6 結(jié)束語(yǔ)

綜合實(shí)訓(xùn)是南陽(yáng)理工學(xué)院材料成型及控制工程專業(yè)學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)前，最后也是最全面的一次專業(yè)技能的綜合訓(xùn)練。綜合實(shí)訓(xùn)實(shí)施效果的好壞，直接關(guān)系到學(xué)校的人才培養(yǎng)質(zhì)量的優(yōu)劣。按照CDIO模式開(kāi)展的綜合實(shí)訓(xùn)，以企業(yè)真實(shí)產(chǎn)品為項(xiàng)目目標(biāo)，比對(duì)鑄造企業(yè)的實(shí)際的生產(chǎn)檢驗(yàn)流程，設(shè)置實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，開(kāi)展的以項(xiàng)目為引導(dǎo)和主要載體的實(shí)踐教學(xué)，使學(xué)生成為教學(xué)過(guò)程的主體，參與項(xiàng)目的構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行全過(guò)程。經(jīng)過(guò)綜合實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，既提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，又可以使學(xué)生靠近生產(chǎn)實(shí)踐，縮短從課堂到車間的空間距離，從普通大學(xué)畢業(yè)生到合格現(xiàn)場(chǎng)工程師的時(shí)間距離，從而提升學(xué)生的專業(yè)技能，提高了就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。采用CDIO模式開(kāi)展綜合實(shí)訓(xùn)，符合當(dāng)代工程教育的發(fā)展趨勢(shì)，為未來(lái)學(xué)校進(jìn)行OBE工程教育模式改革，奠定良好的基礎(chǔ)。

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