基于CDIO工程教育的機械工程專業(yè)創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究

摘 要:概述了高等工程教育目前教學現(xiàn)狀及存在的主要問題，分析了實施工程教育改革的思路，提出了工程教育教學方法改革具體實踐方案，并對工程教育最終改革結(jié)果進行了預(yù)測和展望。

關(guān)鍵詞:CDIO工程教育培養(yǎng)模式

中圖分類號:G64文獻標識碼:A文章編號:1673-9795(2011)05(a)-0135-02

工程師的培養(yǎng)目標和培養(yǎng)模式[1]不僅困擾著我們，也是美國和歐盟等工業(yè)發(fā)達國家的主要教育改革內(nèi)容。CDIO(Conceive-Design-Implement-Operate)工程教育模式是近年來國際工程教育改革的成果，是國外高等工程教育的一種創(chuàng)新模式。CDIO具體目標就是為工程教育創(chuàng)造出一個合理的、完整的、通用的、可概括的教學目標，重點將個人的、社會的和系統(tǒng)的制造技術(shù)和基本原理相結(jié)合，使之適合工程學的所有領(lǐng)域。它以產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計、實施、運作的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、有機聯(lián)系課程之間關(guān)系的方式[2～3]學習工程。CDIO以工程設(shè)計為導(dǎo)向，以項目訓(xùn)練為載體，引導(dǎo)專業(yè)優(yōu)化課程設(shè)置[4]。CDIO培養(yǎng)大綱要求工程畢業(yè)生在工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面都達到預(yù)定目標。

1#8201;高等工程教育目前教學現(xiàn)狀及存在的主要問題

高等工程教育致力于培養(yǎng)掌握高科技和現(xiàn)代科學管理知識、具有良好人文精神、具有國際視野、適應(yīng)時代要求的科技人才。高等工程教育要求培養(yǎng)的大學生兼具夯實的學科知識和專業(yè)技能知識，同時也具備良好的團隊協(xié)作精神、系統(tǒng)分析和溝通協(xié)調(diào)能力，以適應(yīng)現(xiàn)代化工程團隊的新產(chǎn)品、新系統(tǒng)開發(fā)。

近幾年畢業(yè)生就業(yè)市場顯示，高職工科學生由于動手實踐能力強和一線崗位上手快的特點，使他們在就業(yè)市場上更受中小型企業(yè)青睞，本科工程教育的學生由于在校期間實踐訓(xùn)練環(huán)節(jié)的缺少，使畢業(yè)后1～2年內(nèi)的就業(yè)優(yōu)勢并不明顯。由于和企業(yè)發(fā)展對工程師實踐能力和創(chuàng)新能力要求之間的差距，社會各界特別是工程界對工程教育模式提出了質(zhì)疑。明確社會和企業(yè)對工科人才的培養(yǎng)要求，調(diào)整工程教育模式，提高工程教育質(zhì)量，已是擺在各個高等工科院校面前亟待解決的問題。

我校機械工程專業(yè)教學設(shè)施、教學環(huán)境不斷改善，培養(yǎng)方案和課程體系不斷優(yōu)化，師資力量不斷優(yōu)化、增強，課程內(nèi)容和教學手段方法不斷充實與改革，教學質(zhì)量得到了同行和社會的廣泛認可，學生的滿意度也較高。但應(yīng)看到也還存在一些制約專業(yè)發(fā)展、限制教學質(zhì)量提高的因素，主要包括以下幾方面。

(1)機械工程專業(yè)的學生培養(yǎng)究竟應(yīng)該定位于工程，還是定位于學術(shù)，這問題還沒有得到師生的共識，不同的專業(yè)培養(yǎng)定位如何在培養(yǎng)計劃中體現(xiàn)為具體的課程體系還缺少科學的方法支撐，知識性理論課程與能力訓(xùn)練實踐環(huán)節(jié)采用何種學時分配比例、如何建立銜接還缺少具體體現(xiàn)。

(2)課程教學強調(diào)知識的科學性，強調(diào)課程本身知識體系的完整性，忽略了知識應(yīng)用性和實踐關(guān)聯(lián)性，忽略了課程之間的關(guān)聯(lián)性，使學生在整個培養(yǎng)過程中難以建立知識整體性和能力完整性。

(3)專業(yè)教師主體是多年從事基礎(chǔ)課程教學的老教師，或近年來新引進的青年博士。部分教師們?nèi)狈υ谙嚓P(guān)企業(yè)中進行工程實踐的經(jīng)驗，在教學過程中難以承擔實踐項目的設(shè)計和指導(dǎo)。

(4)教師的教學創(chuàng)新積極性因為教師考核機制的制約和多年教學的慣性，使他們對教學研究動態(tài)的關(guān)注度欠缺，教學工作基本處于經(jīng)驗式和個人體驗式，缺少關(guān)注、學習先進教學思想和理念的主動性。青年教師因為剛走上講臺，缺少科學的教學方法理論指導(dǎo)。

(5)課程教學方法還是沿用講授的方式，而不是以學生為中心的啟發(fā)式教學。學生處于被動的接受狀態(tài)，不利于調(diào)動學生學習的主動性和積極性。

(6)大多數(shù)課程的教學效果考核還是沿襲試卷評價式，關(guān)注的是知識掌握，而非能力提高。考核的是學習的最終體現(xiàn)，缺少學習過程的關(guān)注，這不利于引導(dǎo)學生重視學習過程，調(diào)動學習積極性。

(7)教學實踐環(huán)節(jié)的項目設(shè)計與實際工程應(yīng)用有一定距離，直接來自于企業(yè)實際的實踐項目類型偏少，一人一題的教學實施方式也不利于學生創(chuàng)新思維的訓(xùn)練和團隊工作方式的培養(yǎng)。

2#8201;實施工程教育改革的思路

針對我校目前存在的重理論輕實踐、強調(diào)個人學術(shù)能力而忽視團隊協(xié)作精神、重視知識學習而輕視開拓創(chuàng)新的培養(yǎng)等問題，根據(jù)現(xiàn)代工程師所必備的各個層次的素質(zhì)要求，以CDIO十二條準則為指導(dǎo)，按照CDIO大綱，全面而系統(tǒng)地制定機械工程專業(yè)的培養(yǎng)計劃、教學大綱及實踐訓(xùn)練項目，建立和完善教學和實踐設(shè)施，力求在真實工程環(huán)境中，一邊為學生傳授機械工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論知識，一邊通過構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作督促學生發(fā)展實踐能力，通過理論課程、實踐訓(xùn)練之間有機知識關(guān)聯(lián)的教學情景、鼓勵學生以主動的方式學習工程學。研究的總體思路是以下幾點。

(1)以社會需求為導(dǎo)向，建立體現(xiàn)機械工程師知識和技能特點的、符合CDIO四個層面的能力大綱，以此指導(dǎo)機械工程專業(yè)培養(yǎng)計劃修訂和相應(yīng)的師資隊伍建設(shè)。

(2)明確工程應(yīng)用型的專業(yè)定位和人才培養(yǎng)目標，建立基于CDIO模式的培養(yǎng)體系，采用國際認證標準評估新的培養(yǎng)模式。調(diào)整專業(yè)培養(yǎng)的知識、能力、素質(zhì)結(jié)構(gòu)，建立整體優(yōu)化的教學體系。以課程建設(shè)和實踐項目設(shè)計為主體，以教學環(huán)境和條件建設(shè)為支撐，以教學管理制度建設(shè)為保障，加強專業(yè)基礎(chǔ)、專業(yè)方向兩類5個課程群的建設(shè)，開展精品課程規(guī)劃和建設(shè);加強實踐基地和實驗室建設(shè)。

(3)通過培養(yǎng)和引進方式，建設(shè)一支教學理念先進、業(yè)務(wù)學術(shù)水平高、工程實踐經(jīng)驗豐富、教學能力強、敬業(yè)精神與團隊精神強的專業(yè)教師隊伍，建立科學的教師考核機制，引導(dǎo)教師加強教學改革研究的積極性，促進教學與科研的和諧發(fā)展。

旨在經(jīng)過3～5年左右的努力，積極探索基于CDIO的人才培養(yǎng)實踐經(jīng)驗，形成有效機制，建立一套專業(yè)建設(shè)與人才培養(yǎng)制度和規(guī)范，促進本專業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

3#8201;工程教育教學方法改革具體實踐方案

在深入學習CDIO工程教育理念基礎(chǔ)上，首先確定改革目標，明確教改切入點，制定詳細實施方案，然后同步實施各個模塊，包括試點課程教學改革、實踐環(huán)節(jié)項目設(shè)計和教學環(huán)境建設(shè)和師資工程能力培訓(xùn)等，通過效果測試，找出實施過程中存在的問題，不斷修訂實施方案，提高教學效果。當獲得成功經(jīng)驗和效果驗證后，全面向其他工科專業(yè)推廣。具體實施方案包括以下幾點。

(1)學習研討CDIO工程教育理念，在機械工程學院的全體教師中形成改革共識。通過“請進來，送出去”的方法，在學院教師中全面推廣CDIO教學理念。在教師中深入推廣機械工程師的培養(yǎng)目標，明確符合國際標準的工程師的素質(zhì)要求，促進教師理解和熟悉CDIO教育框架和標準，逐步形成共識，明確開展教學改革的必要性，確定改革的主要方向與措施。

(2)制定基于CDIO模式的培養(yǎng)計劃。基于CDIO模式的培養(yǎng)計劃務(wù)必堅持以能力培養(yǎng)為目標，同時強調(diào)職業(yè)化理念。對照CDIO大綱對工程類學生知識和能力的要求，通過用人單位的需求調(diào)研和分析，制定機械工程師必備的基本理論知識和實踐技能清單，確定機械工程專業(yè)的核心知識，分別篩選由學校培養(yǎng)完成和在工作崗位上完成的業(yè)務(wù)技能。制定基于CDIO模式的培養(yǎng)計劃，包括專業(yè)培養(yǎng)目標、課程體系結(jié)構(gòu)、各門課程的知識點和能力培養(yǎng)目標等方面。

(3)開展基于CDIO的試點課程建設(shè)。在基于CDIO培養(yǎng)計劃的框架下，選取若干體現(xiàn)專業(yè)能力的專業(yè)基礎(chǔ)課程開展教學試點。改變授課習慣性思想和觀念，改變課程質(zhì)量觀和課程質(zhì)量管理模式，融CDIO精神于教學活動和教學考核中。通過多次的教學實踐和教學反饋，制定CDIO課程教學大綱模板，包括課程知識點、能力目標、教學組織方式、教學實施管理、考核方式等。

(4)建設(shè)符合CDIO教學要求的師資隊伍。通過建立產(chǎn)學研基地和開展深度合作，創(chuàng)造條件提高教師的工程實踐能力。調(diào)整教師考核機制和評價指標，改變教師重科研、輕教學，重教學工作量、輕教學質(zhì)量的工作態(tài)度，引導(dǎo)教師關(guān)注通過所授課程對學生個人能力培養(yǎng)的貢獻率，有針對性、扎實地開展教學改革，提高教學質(zhì)量。

(5)建設(shè)支持CDIO教育模式的實踐教學條件。按照CDIO培養(yǎng)計劃，改建和擴建一批教學實驗室，改變目前面向一門課程的設(shè)備添置和實驗室設(shè)置模式，建設(shè)面向多門課程、體現(xiàn)綜合能力培養(yǎng)的實驗室和實驗教學項目。建設(shè)工程創(chuàng)新中心，拓展產(chǎn)學研基地的教學功能，為提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力搭建平臺。

(6)以第二課堂促進第一課堂的教學效果，強化學生的工程綜合能力和職業(yè)能力培養(yǎng)。邀請教育界、企業(yè)界人士進行專題演講，幫助學生了解世界先進的工程教育理念和現(xiàn)代化企業(yè)對工程師的素質(zhì)要求，引導(dǎo)激發(fā)學生的學習激情、教學活動的參與意識和職業(yè)夢想。以學科競賽為龍頭，培養(yǎng)學生“做中學，學中用”的學習理念，以學科競賽或科研活動為載體，培養(yǎng)溝通能力、協(xié)調(diào)能力和創(chuàng)新能力，提高學生的綜合素質(zhì)。

4#8201;結(jié)語

工程能力是工程師最重要、最基本素質(zhì)之一，也是高等院校工程教育之薄弱環(huán)節(jié)。高等工程教育必須著力培養(yǎng)學生工程能力，應(yīng)以科學理念為指導(dǎo)，開辟全新且行之有效的實踐途徑，全方位、多角度的快速提高學生工程能力，實現(xiàn)“收集工程資料、建立工程概念、培養(yǎng)工程能力、突出工程特色”的課程教學目標，為社會培養(yǎng)更多能綜合應(yīng)用現(xiàn)代科學理論和技術(shù)手段的高素質(zhì)的工程技術(shù)人才。

參考文獻

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