基于EIP—CDIO的機(jī)械專業(yè)實踐教學(xué)改革探索

王曉霞　李小海　王新榮

摘 要：以工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)作為人才培養(yǎng)目標(biāo)，以工程項目為依托，將能力培養(yǎng)貫穿于整個教學(xué)過程中。建立基于EIP-CDIO的機(jī)械類專業(yè)課程的實踐教學(xué)體系，通過對基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、綜合實踐等環(huán)節(jié)的教學(xué)改革，提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：EIP-CDIO 工程教育專業(yè)認(rèn)證 機(jī)械類專業(yè)課程 實踐教學(xué)

中圖分類號：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）07（c）-0093-02

工程技術(shù)人才的培養(yǎng)直接決定工程技術(shù)的水平和發(fā)展的速度，決定國家的綜合競爭實力。工程教育專業(yè)認(rèn)證的核心是其認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，參照工程教育專業(yè)認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行人才培養(yǎng)是當(dāng)前高等教育改革的方向。

1 基于EIP-CDIO的機(jī)械專業(yè)實踐教改必要性

機(jī)械類專業(yè)課程具有綜合性和實踐性強(qiáng)、更新快等特點，知識領(lǐng)域涉及多個學(xué)科，內(nèi)容龐雜、抽象[1]。機(jī)械類專業(yè)課程的教學(xué)包括理論、實踐兩個重要教學(xué)環(huán)節(jié)，理論教學(xué)是實踐教學(xué)的基礎(chǔ)，實踐教學(xué)既是對理論教學(xué)的檢驗，又可拓展理論教學(xué)的內(nèi)涵，因而在教學(xué)環(huán)節(jié)中占據(jù)著理論與實踐有機(jī)結(jié)合而又相互促進(jìn)的重要地位，是學(xué)生從簡單的基礎(chǔ)認(rèn)知上升到復(fù)雜的綜合運用、從知識的原始積累到工程能力不斷提升的過程，也是激發(fā)學(xué)生培養(yǎng)創(chuàng)新思維的重要環(huán)節(jié)。

CDIO 理念已成為當(dāng)今世界上理念先進(jìn)、應(yīng)用廣泛的現(xiàn)代工程教育模式，在此基礎(chǔ)上形成的EIP-CDIO理念注重學(xué)生職業(yè)道德、誠信 、職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)與CDIO的有機(jī)結(jié)合。這一創(chuàng)新教育模式強(qiáng)調(diào)做人與做事結(jié)合，做人通過做事來體現(xiàn)，做事依靠做人來保證。在人才培養(yǎng)過程中注重人文精神的熏陶，使培養(yǎng)出的工程師具備良好的職業(yè)道德、職業(yè)素質(zhì)和工程實踐能力。將EIP-CDIO理念運用于機(jī)械專業(yè)的實踐教學(xué)，既能保證大多數(shù)學(xué)生系統(tǒng)地獲取實踐教學(xué)的基礎(chǔ)知識及基本技能，又能使優(yōu)秀學(xué)生更好地發(fā)揮自己的個性和特長；既能充分激發(fā)與挖掘?qū)W生對工程實踐的興趣和潛力，又能培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和創(chuàng)新意識，同時也有利于培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識來解決工程中遇到的實際問題，能夠解決當(dāng)代大學(xué)生在品格結(jié)構(gòu)、知識結(jié)構(gòu)、智能結(jié)構(gòu)、創(chuàng)新能力中存在的問題，培養(yǎng)符合時代需求的工程技術(shù)人才。

2 基于EIP-CDIO的機(jī)械專業(yè)實踐教學(xué)體系構(gòu)建

CDIO是一種把產(chǎn)品從研發(fā)到運行的四個生命周期：構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）和運行（Operate）引入到課程教學(xué)環(huán)境中，引導(dǎo)學(xué)生主動有效地學(xué)習(xí)課程知識的教學(xué)理念。將CDIO融入實踐教學(xué)之中，形成 “夯實基礎(chǔ)、注重綜合、強(qiáng)化實踐、努力創(chuàng)新”的工程實踐教學(xué)新模式[2]。通過以提升學(xué)生品德、能力為目標(biāo)，以工程項目為依托，采用CDIO模式構(gòu)建包括基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、綜合實踐三個實踐過程，達(dá)到基本技能培養(yǎng)、工程實踐能力培養(yǎng)、創(chuàng)新能力培養(yǎng)、品德培養(yǎng)四個層次的機(jī)械專業(yè)實踐教學(xué)體系。基礎(chǔ)技能培養(yǎng)層主要通過基礎(chǔ)實踐環(huán)節(jié)（包括課程涉及的相關(guān)實驗）培養(yǎng)學(xué)生基本操作技能、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)；工程實踐能力培養(yǎng)層可通過認(rèn)知實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)、拆裝實習(xí)、大學(xué)生實踐技能培訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計等環(huán)節(jié)來實現(xiàn)；創(chuàng)新能力培養(yǎng)層可通過課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、科技創(chuàng)新大賽、各種競賽等綜合實踐環(huán)節(jié)來實現(xiàn)；而品德培養(yǎng)應(yīng)貫穿于教學(xué)的始終。

3 基于EIP-CDIO的機(jī)械專業(yè)實踐教改措施

EIP-CDIO理念將職業(yè)道德、誠信和職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng)放在人才培養(yǎng)目標(biāo)的首位。基礎(chǔ)實踐、專業(yè)實踐、綜合實踐三個實踐過程中項目的選擇與教學(xué)效果息息相關(guān)。項目的選擇應(yīng)體現(xiàn)核心知識和能力培養(yǎng)目標(biāo)、切合實際、成本較低，保證任務(wù)驅(qū)動法的實施。教師要善于啟發(fā)和總結(jié)，要引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提供更多的動手實踐機(jī)會，增強(qiáng)概念學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力。教學(xué)中安排具有設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性的實踐環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和人際交往能力。

3.1 基礎(chǔ)實踐環(huán)節(jié)的教改舉措

根據(jù)課程特點，結(jié)合學(xué)院現(xiàn)有設(shè)備的實際情況，修改實驗大綱，開設(shè)符合EIP-CDIO理念的實驗。修訂后的實驗教學(xué)大綱， 充分利用現(xiàn)有的設(shè)備，注重理論與實踐相結(jié)合，科研與教學(xué)相結(jié)合，形成自身特色。例如在特種加工課程教學(xué)中，理論教學(xué)內(nèi)容主要介紹常見的特種加工方法有：電火花成型加工、電火花線切割加工、電化學(xué)加工、激光加工、超聲加工、快速成形制造等。考慮到我校機(jī)械工程實驗中心的設(shè)備情況，在原有電火花成型實驗、電火花線切割實驗、電化學(xué)加工實驗的基礎(chǔ)上，增設(shè)了高速小孔加工實驗、快速成型實驗；利用我院在承擔(dān)科研項目中自主研發(fā)的轉(zhuǎn)擺工作臺，在普通線切割機(jī)床上開展復(fù)雜空間直紋曲面加工實驗。為培養(yǎng)學(xué)生的基本操作技能和工程實踐能力，將電火花線切割實驗從驗證性實驗改為設(shè)計性實驗，學(xué)生通過自主編程、自主加工完成實驗，形成豐富的線切割件，在培養(yǎng)學(xué)生能力的同時，使學(xué)生體會到學(xué)以致用的快樂。

3.2 專業(yè)實踐環(huán)節(jié)的教改舉措

（1）在課程設(shè)計環(huán)節(jié)，我們將EIP-CDIO理念引入“工藝與夾具課程設(shè)計”中。首先，優(yōu)化設(shè)計題目，使學(xué)生的設(shè)計內(nèi)容與生產(chǎn)實際、教師的科研項目緊密結(jié)合，真正做到學(xué)以致用、以用促學(xué)。其次，設(shè)計過程采用答疑式指導(dǎo)，避免以講課的方式進(jìn)行指導(dǎo)，鼓勵學(xué)生自己探索工藝路線，幫助學(xué)生分析方案的優(yōu)缺點，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力。再次，采用“3表式”指導(dǎo)法。在課程設(shè)計前將設(shè)計原則表、設(shè)計易錯表、設(shè)計審查表下發(fā)給每位學(xué)生。根據(jù)設(shè)計原則表中的具體要求，學(xué)生對設(shè)計做到心中有數(shù)；根據(jù)設(shè)計易錯表中的提示，學(xué)生可以避免設(shè)計中容易出現(xiàn)的錯誤，起到防微杜漸的效果；根據(jù)審查表的要求，學(xué)生通過自查、互查提高設(shè)計質(zhì)量，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)。此外，通過舉辦學(xué)生課程設(shè)計作品展覽，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的熱情。

（2）在拆裝實習(xí)環(huán)節(jié)，對拆裝內(nèi)容、拆裝實習(xí)的指導(dǎo)方法等進(jìn)行教學(xué)改革。根據(jù)本專業(yè)特點，結(jié)合實習(xí)設(shè)備，我們精選拆裝項目組織實習(xí)教學(xué)，包括C3165L 型轉(zhuǎn)塔式六角車床、C3036 型回輪式六角車床、C1336 型單軸六角自動車床三個典型機(jī)床拆裝實習(xí)項目[3]。細(xì)化、規(guī)范拆裝實習(xí)的指導(dǎo)工作，培養(yǎng)學(xué)生的安全意識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)、動手能力和合作意識。

3.3 綜合實踐環(huán)節(jié)的教改舉措

將CDIO理念融入綜合實踐環(huán)節(jié)，結(jié)合先進(jìn)的TRIZ創(chuàng)新理論培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。TRIZ的經(jīng)典理論體系包含九大內(nèi)容：技術(shù)系統(tǒng)的八大進(jìn)化法則、最終理想解（IFR）、40個發(fā)明原理、39個工程參數(shù)及阿奇舒勒矛盾矩陣、物理矛盾分離原理、物—場模型分析、發(fā)明問題的76個標(biāo)準(zhǔn)解法、發(fā)明問題標(biāo)準(zhǔn)算法（ARIZ）以及物理效應(yīng)和理象知識庫。TRIZ理論的強(qiáng)大作用在于它為人們創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)問題和解決問題提供了系統(tǒng)的理論和方法工具。運用TRIZ理論，可大大加快人們創(chuàng)造發(fā)明的進(jìn)程而且能得到高質(zhì)量的創(chuàng)新產(chǎn)品。CDIO理念側(cè)重于在實踐中培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，將TRIZ理論融入機(jī)械類專業(yè)課程實踐教學(xué)，解決學(xué)生機(jī)械地學(xué)習(xí)知識而缺乏創(chuàng)新熱情和創(chuàng)新能力的難題，使學(xué)生掌握發(fā)明創(chuàng)新的方法，提高創(chuàng)新的能力。通過在學(xué)生中成立“TRIZ理論”興趣小組，普及、推廣和研究TRIZ理論，使學(xué)生的發(fā)明創(chuàng)新是基于科學(xué)的創(chuàng)新方法進(jìn)行的，打破了研究的思維慣性，開拓了學(xué)生的視野，加強(qiáng)了機(jī)械類大學(xué)生的創(chuàng)新效率和創(chuàng)新能力。在各類科技創(chuàng)新設(shè)計大賽中學(xué)生表現(xiàn)出色，獲得國家級大學(xué)生創(chuàng)新大賽一等獎3項、二等獎7項，并申請多項發(fā)明專利。

4 結(jié)語

通過基于EIP-CDIO的機(jī)械專業(yè)各環(huán)節(jié)的實踐教學(xué)改革，我院學(xué)生的職業(yè)道德、職業(yè)素質(zhì)、工程實踐能力與創(chuàng)新能力大大提高，增強(qiáng)了學(xué)生的就業(yè)競爭實力。

參考文獻(xiàn)

[1] 王新榮，王俊發(fā)，王萍，等.“機(jī)械制造工藝與夾具設(shè)計”精品課程建設(shè)的探索與實踐[J].中國電力教育，2012（29）：62-63.

[2] 李小海，顏兵兵，王新榮，等.《特種加工》課程實驗教學(xué)改革探索[J].中國科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2012（7）：54.

[3] 張霞，王新榮，李小海，等.機(jī)床拆裝實習(xí)教學(xué)探索[J].裝備制造技術(shù)，2014（10）：229-230.