CDIO模式在機電專業實踐教學中的應用

姚燕生，張克仁，李大華，陳杰

CDIO模式在機電專業實踐教學中的應用

姚燕生，張克仁，李大華，陳杰

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的重要成果。從大學生科技競賽、創新項目和產學研合作等方面，介紹安徽建筑工業學院機電學院在機電專業實踐教學方面的改革與建設及CDIO工程教育模式運用取得的成效。

CDIO工程教育模式；實踐教學；人才培養

CDIO工程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。CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在四個層面達到預定目標［1］。安徽建筑工業學院機電學院根據目前我國高等工科教育的不足，結合國家教育改革和發展規劃綱要，在以前良好的實踐教學模式基礎上于2010年正式開展CDIO工程教育模式教學改革。

一、實踐教學基礎建設

機電學院以培養高素質工程應用型人才為培養目標，現已建成設備先進、管理一流的機電學科教學實驗中心與國內先進、省內一流、和國際接軌的工程訓練中心，以及與機電學科相關的培訓鑒定、創新研發、交流合作的多元化多層次實踐教學開放基地［2］［3］。目前已有工程訓練中心、機械實驗中心、電工電子實驗中心、電氣與自動化實驗中心、激光先進制造研究中心和軍地合作科研教學基地各1個（與解放軍炮兵學院合作）、培訓考證中心2個（負責國家職業技能培訓考證和見習機械工程師資格培訓考證）、產學研工程技術中心3個。此外，工程機電研究所和先進建筑機械實驗研究中心正在籌建之中。學院已和上海日立建機達成協議，建立聯合基地培養技術工程師。

目前，學院實踐基地已成為教學科研工作重要的支撐，除承擔本校相關專業教學和其他學校服務外，還承擔國家自然科學基金項目、國家“863”課題子項目、省部級項目、廳級教學科研項目和企業委托項目數十項，為學生觀摩、學習和實現提供了較多機會。機電學院依托實踐基地提供的良好研究設備和環境組建了學生科技學術組織（如技術協會和創新小組），這些學生組織與學院、教師等緊密聯系，組織或參與學校科技文化活動。

二、實踐教學改革與成果

機電學院在實踐教學模式方面打破傳統三段式和依附于課堂教學的觀念，突出對動手能力、工程綜合能力和創新思維的訓練與培養。2009年初，安徽省人力資源與社會保障廳依托學院工程訓練中心設立“國家職業技能鑒定所”，負責技能培訓和鑒定。目前已有500人獲得8個工種的中級證書，讓學生能自己應對CDIO中“I”（實現）環節。

大學生科技實踐活動特別是科技競賽包含了CDIO全過程，學生“在做中學，邊學邊用，學以備用，團結協作”。學院自2009年起，大學生科技創新項目大幅度增加，開展了多個系列的科技文化活動，長年不定期設立大學生實踐創新項目，認真指導大學生科技競賽和學生自主創業，推行師生共同參與產學研合作，實現CDIO工程教育模式中“C”、“D”“I”和“O”各環節的教學與實踐。如：每年舉辦科技節，給新老學生提供了學習交流的平臺，并在競賽和游戲中比拼，促進個人能力的提高。另外，為讓每個學生能按CDIO模式的要求培養，畢業設計中嚴格執行“一人一題”、“每個題目有實質”、“年年題目有變化”的要求，讓學生構思、設計，之后去實現、應用，得到全面的鍛煉。

通過改革，機電學院在校生參加省級以上科技比賽成績大幅度上升，2010年取得突破。在全國第四屆大學生機械創新設計大賽安徽賽區競賽中以第1名的成績獲得一等獎，并獲二等獎2項，全國三維數字化創新設計大賽安徽賽區復賽獲特等獎，全國大學生“飛思卡爾”杯智能汽車大賽獲二等獎。在第三屆全國大學生節能減排社會實踐大賽全校唯一獲得三等獎，安徽省“百所高校百萬大學生科普創意創新大賽”獲三等獎，“挑戰杯”安徽大學生創業計劃大三等獎。機電學院畢業生基礎扎實、動手能力強，其良好的工程素質為用人單位所稱贊，畢業生就業率年年在98%以上。部分同學通過考研進入國家重點大學深造。CDIO工程教育模式開始顯露其對現代人才培養的重要作用。

三、關于CDIO模式實踐教學的體會

（一）以大學生科技創新項目為基礎

CDIO中最先是要有構思的對象，即一個合適的題目或任務。在一定的經費支持下，在指導老師指導下，在同學共同參與下進行設計并嘗試實現。工科學生需要結合自己的興趣與特長來確定自己的發展方向。所以，我們著眼于工科學生的未來發展，以支持科技開發和應用為主，鼓勵創新，體現特色，順應時代。每年學校審批一些學生自主申報和指導教師申報的大學生科技創新項目，并給予1000元以上的資助。機電學院的大學生科技創新項目根據科技比賽、科技活動時間來申報，由院長批準項目經費。也可以由指導教師或學生自己直接實施。這些項目內容是自由的，孵化成熟后，采用書面報告或公開答辯形式，經過專家考評合格后，加大資助并推薦參加省級科技競賽活動或學校科研工作。對已形成科研成果，或成果應用到企業，學校給予同等的科研獎勵。2009年，學校正式制定了《安徽建筑工業學院大學生競賽管理及獎勵辦法（試行）》、《安徽建筑工業學院大學生科技創新活動管理辦法（試行）》和《機電學院大學生科技創新活動與競賽工作組織實施辦法（試行）》，以學生為中心為主體，圍繞CDIO的形式與實質，改變灌輸式教育方法，設立大學生科技項目，完善大學生科技創新活動管理，促進工程教育模式改革，培養學生實踐能力與創新能力。

（二）以大學生科技競賽指導為典型形式

我國高等教育尚未全面推行CDIO模式，但設有多個大學生科技競賽項目。這些競賽其中包含了CDIO概念的全部內容。每次比賽都設立一個主題，即給定構思（Conceive）的對象，進行任務分析、分解。比賽提交技術方案與設計（Design），表現構思。許多比賽是需要提交樣機和模型的，即要求把設計方案實現（Implement），然后提交設計與作品，參加比賽展示或答辯，說服評委和觀眾，爭取他人認可，甚至風險投資（Operate）。

以作品參賽的科技競賽其實就是實踐生產與技術創新的實戰模擬，是CDIO模式教學的典型形式。學院以“以工程素質、創新能力為中心，提高學生綜合素質”為宗旨，把大學生機械創新、電子設計、科技作品制作大賽與創業計劃大賽作為重要的實踐教學工作來抓，加大項目數量和資金投入（項目基金最高可達2萬元，比賽獲獎獎勵可高達1.6萬元）、優化指導團隊、海選參賽項目與隊員、搞好分工協作，并采用專題講座和集體研討相結合的學習培訓模式，積極組織參加校內外科技競賽活動。

（三）以產學研合作為實現CDIO的高級手段

CDIO是產品從研發到運行的生命周期，通過參與相關單位研發、生產項目，可以在產品制造過程中地切身體驗CDIO的各個環節。創新型企業的生產是根據社會需求、時代發展而不斷推進的，讓其帶領學生完成CDIO過程是最有教學價值的，體現了CDIO的最高水平。

為拓寬師生知識面和專業實踐機會，機電學院發動教職人員積極聯系合作單位，參加安徽省皖北地區、巢湖市等地市產學研對接會。這也擴大學校影響力，體現了應用型人才培養和社會服務的職能。受人員安全、管理等要求限制，CDIO工程教育模式目前還難以面向每個同學。所以我們采取建立校企聯合教學科研基地，聘請了為在生產一線從事生產、管理和研究的高級工程師、專業人員等來改進實踐教學環節，如作項目介紹報告、實習培訓、綜合課程設計指導、畢業設計指導、專題講座和生產項目示范等。在此過程中，不僅學生切身受到工程教育，校內教師也得到學習與進步。

四、結論

通過實踐教學改革，特別是利用大學生科技競賽和創新項目，學院實施CDIO工程教育新模式，進行工科專業人才培養，取得了可喜的成效。經過實踐，深刻體會到大學生創新項目、科技競賽和參與產學研合作對CDIO工程教育模式實施具有重要意義。

[1]王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究，2009（5）.

[2]馬玉平，袁根福，姚燕生.地方工科高校工程訓練中心的教學改革[J].中國教育技術裝備，2010（3）.

[3]姚燕生，袁根福.關于地方工科高校實踐教學的探索與實踐[J].成才之路，2009（5）.

G642.0

：A

：1673-1999（2011）04-0193-02

姚燕生（1973-），男，博士，安徽建筑工業學院（安徽合肥230601）機械與電氣工程學院副教授，機械實驗室主任。

2010-11-27

安徽省質量工程“開放型工程實訓基地”、“工程訓練中心”和“以大學生科技競賽為契機的教學改革與實踐”。