產學研一體化CDIO工程教育模式在測控專業(yè)的改革與實踐

摘要：首先探討了國際CDIO工程教育的發(fā)展及其與卓越工程師計劃的關系，分析了當前國內卓越工程師培養(yǎng)所面臨的挑戰(zhàn)，以測控專業(yè)為例，從培養(yǎng)方案、教學體系、實踐教學等角度，根據(jù)CDIO的多條標準提出了系列改革措施，對于省屬高校卓越工程師計劃的實施具備一定的推廣應用價值。

關鍵詞：CDIO；工程教育；卓越工程師計劃；測控專業(yè)

作者簡介：王海（1976-），男，安徽馬鞍山人，安徽工程大學機械與汽車工程學院機械工程系主任，副教授；裴九芳（1980-），女，安徽寧國人，安徽工程大學機械與汽車工程學院，講師。（安徽 蕪湖 241000）

基金項目：本文系安徽省測控技術與儀器省級特色專業(yè)、安徽工程大學測控技術與儀器校級特色專業(yè)、安徽工程大學機器人導論校級雙語示范課程、安徽工程大學教學研究項目（項目編號：2011xjy42）的研究成果。

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）22-0077-02

十八大以來，實現(xiàn)中國夢成為當前急迫的任務。要實現(xiàn)中國夢、強國夢，沒有發(fā)達的工業(yè)是不可能的。中國現(xiàn)在雖然是制造業(yè)的大國，但離制造業(yè)強國還有較大的差距，很多關鍵技術和關鍵零部件還掌握在西方國家手中。要提高我們的工業(yè)化水平，在核心技術上突破西方國家對我們的封鎖，離不開高素質的人才，尤其是高素質的工程技術人員。高等院校作為人才培養(yǎng)的主戰(zhàn)場，如何盡快提高工程教育的水平，顯得越來越重要。[1]

美國近百年來一直立于世界強國之林，這與其高度發(fā)達的工業(yè)化水平是離不開的，更是與其獨具特色的工程教育模式所培養(yǎng)的大批量工程技術人員的努力分不開的。

麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學[2]在2004經過研究提出一種基于CDIO的工程教育模式。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產品研發(fā)到產品運行的生命周期為載體，讓學生以理論聯(lián)系實際的方式學習工程。[3，4] CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)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(tǒng)能力四個層次，并采用12條標準來評價學生培養(yǎng)質量。CDIO因其所具備的可操作性、可持續(xù)性以及標準化的特點，與當前卓越工程師計劃的要求不謀而合。

我們遵循“特色育人”的辦學理念，堅持校企合作的辦學道路，借助產學研共建平臺，全方位地進行了基于CDIO工程教育的人才培養(yǎng)模式探索、研究，構建了產學研一體化工程教學體系，并在測控專業(yè)進行改革實踐，取得了良好的成效。

一、產學研用一體化，探索CDIO工程教育模式

借鑒CDIO模式，探索具有中國特色的工程教育模式。

1.產學研一體化奠定工程教育基礎

要培養(yǎng)優(yōu)秀的工程技術人才，應該具有一流的工程實踐環(huán)境，我們采用多途徑、多模式開展產學研合作共建工程實習實訓中心。先后與奇瑞汽車、江淮汽車等公司合作，建成了多個校企合作共建實習實訓基地，營造滿足應用型人才培養(yǎng)需求的工程環(huán)境。

2.校企合作共同制定培養(yǎng)方案

聘請行業(yè)和企業(yè)專家聯(lián)合進行人才培養(yǎng)“頂層設計”，采用“倒推法”，通過對學生未來就業(yè)的行業(yè)企業(yè)的調研和需求分析，積極吸納企業(yè)的工程技術人員參與卓越工程師培養(yǎng)計劃的制定和課程體系的設置等工作。參考CDIO評價標準，制定符合產業(yè)需求的測控專業(yè)人才培養(yǎng)方案，根據(jù)以“項目教學、工程實訓”為特征的理論聯(lián)系實際的方式積極開展教學，強調“做中學”，重視學生工程實踐能力的訓練和培養(yǎng)，注重學生專業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)素養(yǎng)的提高。

3.校企合作共同編寫卓越工程專用教材

學院先后與奇瑞汽車、新型鑄管等公司合作，成立由企業(yè)工程師、相關院校教師組成的聯(lián)合教材專家編寫組。

二、校企合作，全面實施CDIO工程教育

在整個實施過程中，形成四大特點：一是企業(yè)積極參與，二是強化實踐能力培養(yǎng)，三是注重標準引導，四是強調綜合素質提高。

1.實踐CDIO工程教育的培養(yǎng)方案（見圖1）

在測控專業(yè)的CDIO教育模式中，以機電一體化所要求的知識和技能建立合理的課程體系，注重專業(yè)課程的相互銜接，注重理論聯(lián)系實際，大力提高實踐環(huán)節(jié)所占比重。在教學內容安排上，以裝備制造業(yè)檢測控制為主線，合理整合專業(yè)課程群；借助省內外知名企業(yè)的共建基地，開展認識實習、生產實習、工程案例實訓等形式的工程實踐，提高學生專業(yè)素質和團隊協(xié)作精神，使學生的理論知識、工程實踐能力、職業(yè)素養(yǎng)等綜合素質得到提高。

2.構建產學研一體化工程教學體系

依托校企共建實習實訓基地，制定了測控（測控技術）專業(yè)基于CDIO理念的人才培養(yǎng)方案，構建了“一核、兩翼、三環(huán)、四階”的產學研一體化工程教學體系（見圖2）。

圖2 產學研一體化工程教學體系

“一核”是以裝備制造產業(yè)中機電一體化系統(tǒng)的集成測控系統(tǒng)為主，貫穿機械、電子、傳感與檢測技術、儀器儀表技術、PLC技術、總線技術、計算機控制技術、數(shù)控技術、傳動技術、機器人技術、接口技術等；“兩翼”是指對機電一體化系統(tǒng)所設計的機械本體和測控系統(tǒng)軟硬件；“三環(huán)”是指掌握一門技術要經過基礎實驗（驗證性、設計性和綜合性實驗）、工程專項（課程設計、綜合實驗）和工程綜合（專業(yè)綜合實訓、畢業(yè)設計）三個教學環(huán)節(jié)；“四階”是指學生在完成一個完整的工程項目時，要分別經歷構思、設計、實現(xiàn)、運行四個階段。在計劃安排上，每學期都均有工程實踐環(huán)節(jié)，每個工程實踐項目都對應核心知識點和要求，在此過程中企業(yè)全程參與。

3.通過在企業(yè)參與專業(yè)綜合實訓等環(huán)節(jié)提升學生工程實踐能力

前兩年基礎理論知識學習階段，通過為期3周的“電工電子實訓”來檢驗學生電路、電子、單片機理論聯(lián)系實踐的能力，即借助一個典型測控電路系統(tǒng)，讓學生經歷“構思—設計—設計—運行”四個完整的階段完成實訓；在第七學期，安排了為期8周的“測控專業(yè)綜合實訓”，在此過程中企業(yè)全程參與；采用分模塊、分層次的訓練模式，從精密儀器、PLC、伺服控制、現(xiàn)場總線、光電儀表等儀器儀表領域的常用設備、技術進行集成訓練。另一方面，學生校企共建實訓環(huán)境中，使學生在接近實際工業(yè)生產的檢測系統(tǒng)上，進一步鍛煉學生的工程實踐能力，縮短學生綜合能力與企業(yè)要求的差距。

4.課外科技競賽培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力

以提高學生科技創(chuàng)新能力為導向，以各級各類科技創(chuàng)新、學科競賽活動為載體，創(chuàng)建了與工程實踐緊密結合的大學生課外科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，并將其納入日常的教學管理，取得了顯著的培養(yǎng)效果，在“全國大學生電子設計競賽”、“飛思卡爾智能汽車競賽”、“挑戰(zhàn)杯”等多項賽事中獲得省級獎項15項。

三、結束語

“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是《教育規(guī)劃綱要》的重要內容，是促進我國由工程教育大國邁向工程教育強國的重大舉措。以校企合作為基礎，研究國際CDIO工程教育模式，探索復合中國國情，具有本校特色的應用型人才培養(yǎng)模式，是實施工程教育與改革的一種有效途徑。

參考文獻

[1]顧佩華，等.重新認識工程教育——國際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

[2]Edward F.Crawley，查建中，等.工程教育的環(huán)境[J].高等工程教育研究，2008，（4）：13-21.

[3]查建中.工程教育改革戰(zhàn)略“CDIO”與產學合作和國際化[J].中國大學教學，2008，（5）：16-19.

[4]李書偉，劉紹娜.“卓越工程師培養(yǎng)計劃”下實踐教育的思考[J].中國現(xiàn)代裝備，2011，（11）：138-140.

（責任編輯：劉輝）