工程實踐教學中心實施CDIO模式的探索與實踐

陳國民+郭夢鷗

摘要：CDIO模式下的工程實踐教學有別于傳統的工程實踐教學，它能很好地適應應用型人才培養的要求。以化工專業工程實踐教學為例，闡述了CDIO模式下的工程實踐教學，提出了工程實踐教學系統化、工程實踐體系行業化的實踐教學理念。

關鍵詞：CDIO；工程實踐教學；校企合作

中圖分類號：G40；T-0 文獻識別碼：A 文章編號：1001-828X（2016）013-000-02

一、引言

湖南城市學院是一所培養具有創新精神和實踐能力的應用型高級專門人才的地方本科院校，學校重視工程實踐教學平臺建設，設立了工程實踐教學中心，專門統籌建設、管理和協調學校工程實踐教學資源。工程實踐教學中心積極推進工程實踐教學改革，不斷探索新型的工程實踐教學模式，從2011年起，正式將CDIO模式引入到學校的工程實踐教學中。

CDIO模式代表構思（Conceive）、設計（Design）、實施（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模式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。

化工專業實踐教學中心是學校工程實踐教學中心的一個子中心，是培養化工專業高級應用型人才的工程實踐平臺。CDIO模式首先在高分子材料與工程專業工程實踐教學中實施，包括教學理念、實踐主體、實踐過程、實踐層次、評價機制五個方面，具體以項目的形式推進，所有項目均按“構思—設計—實現—運作”的全過程開展。

二、工程實踐教學系統化

高分子材料與工程專業注重學生的工程實踐教學，實踐內容分為基本操作型、綜合設計型、自主創新型三個層次，主要有化學綜合實驗、高分子基礎實驗、高分子制備設計、高分子成型綜合實驗、金工實習、生產實習、畢業設計等實踐實驗項目。基于CDIO模式的工程實踐教學區別于傳統的工程實踐教學，實踐實驗項目采取開放式和自主創新式方式，以項目的構思、設計、實現和運作過程培養學生，主要包括項目構思、項目設計、項目實施、項目運行階段。以高分子制備設計實驗項目為例，開展基于CDIO模式的工程實踐教學。

1.構思能力的培養

首先，教師布置一些綜合性、設計性較強的實驗項目，或者學生自己擬定實驗項目并報老師審查，如聚酰亞胺、環氧樹脂、聚苯胺等材料制備設計項目。然后，學生根據選擇的實驗項目自行組成3-5人的團隊，團隊根據實驗項目要求的指標，查閱相關資料，提出實驗項目的構成想法，教師給予各團隊自由，讓各團隊成員自由發揮，互相啟發、互相補充。最后，各團隊根據老師的建議共同完善，確定實驗項目的最佳構成方案，包括材料的合成、固化、表征、性能測試等。

2.設計能力的培養

實驗項目的構成方案確定后，就要進行實驗項目的具體設計，以期將有關制圖、材料、設備及工藝等操作技能有機聯系起來。實驗項目設計中，每個團隊都要獨立設計本團隊的實驗項目，如：設計工藝方框圖、搭建實驗裝置、列出化學試劑清單、設定反應物的投料比、制定反應時間和反應溫度等操作參數。具體設計的內容越細化，學生的設計能力越能得到培養，要求學生詳細化具體設計的每個內容，并進行設計方案可行性的理論分析。每個團隊之間還可相互觀摩、相互評價，指出具體設計過程中的亮點與不足。

3.實現能力的培養

學生實驗設計方案確定后，根據教師指導和學生相互之間的相互幫助，學生進入高分子材料的制備合成環節。首先進行高分子材料合成所需化學試劑和實驗裝備的準備，在此階段要求學生根據實驗目的和實驗要求認真準備好實驗所需要的各種試劑和實驗裝備，同時掌握實驗中的各種注意事項。實驗過程中，要求每個團隊進行實驗記錄，分析存在的問題，提出改進的思路，選擇最優化的實驗條件，不斷對實驗方案進行優化和改進，包括實驗中所需化學試劑的具體種類、用量、反應條件等的優化，最終達到學生實踐操作能力和分析問題與解決問題能力的培養。考慮到化工專業學生以后的就業，要求學生在實驗過程中掌握正交實驗的方法，對實驗進行整體設計、綜合比較、統計分析，實現通過少數的實驗次數找到較好的生產條件，以達到最佳生產工藝效果，真正實現培養實踐型與應用型的化工專業人才的教育目的。

4.運作能力的培養

在項目實現的同時，各團隊做好項目的展示準備工作。每個項目團隊推選項目匯報人，團隊成員共同參與項目演示，對項目的研究意義、設計方案、工作原理、關鍵技術、實施過程、重要結果、存在的問題、最終結論等內容進行公開匯報。在項目匯報階段，每個團隊都要回答教師和另外團隊提出的問題，特別針對化工制備的安全問題、環保問題，匯報團隊應以本次實驗過程中的記錄數據來答疑。項目運作的過程中，團隊與團隊之間以說激思、以說驗思、以說定思，最終實現“聽明白”、“想明白”、“講明白”。這樣，不僅可以鞏固學生對相關知識的理解和運用，而且培養學生綜合運用能力、創新能力、舉一反三能力和解決技術問題的能力。

三、工程實踐體系行業化

CDIO模式注重知行統一，以強化工程實踐教學為重點，著力培養適應市場需求的畢業生。為此，實施CDIO模式的工程實踐教學內容一定要體現工程實際，工程實踐教學環節一定要緊靠行業需求，也就是說要深化校企合作模式，充分利用企業貼近市場的優勢，讓企業發揮積極作用，形成基于CDIO模式的校企合作的工程實踐教學局面。湖南城市學院積極推進校企合作改革，高度重視實習基地、校企合作基地的建設和發展，在校企合作人才培養模式層面上滿足CDIO模式的工程實踐教學需求。

1.校企合作融入CDIO模式

校企合作共同實施CDIO模式的工程實踐教學。首先，通過建立校企合作實訓中心開展與企業的緊密合作，實現優勢資源共享，構建教學、科研、生產、培訓為一體的人才培養平臺，形成實施CDIO模式的工程實踐教學條件。其次，通過校企合作，建立校外實習基地，開設與實際應用貼近的基于CDIO模式的工程實踐教學項目。

校企合作是企業為高校學生創造“學以致用”的實踐基地，是進行知識運用練習，培養高素質應用型人才的實驗室。能使學生對公司的運作、行業性質、機構設置、企業文化、日常管理和工作環境等基本情況有一個較為全面的了解，可增強學生走向社會的工作能力。校企合作培養應用型人才，融入CDIO模式的工程實踐教學，可提升校企合作應用型人才培養效果，可為學生盡快適應社會需求奠定良好基礎。

2.校企合作實施CDIO模式

湖南城市學院化工專業為便于在校企合作中實施CDIO模式的工程實踐教學，建立有1個省級實踐教學示范中心、1個省級優秀實習基地、1個省級校企合作人才培養示范基地，還充分利用學科優勢與社會資源，積極與企業、科研單位合作，在許多大中小型企業建立了與專業配套的穩定的校外實習基地 。今后化工專業還將進一步搭建校企合作工程實踐教學平臺，建立3個以上管理規范、技術先進、條件良好、穩定合作的校企合作人才培養基地。

化工專業學生采用的是“3+1”人才培養模式，學生大學前三年在校修完絕大多數的基礎理論學分和能力范圍內的部分實踐課程學分；最后一年在企業進行工程實踐教學培養，利用企業的工程技術人員和設備條件進行實地教學與畢業設計。在企業進行工程實踐教學時，應用CDIO模式更易實現，更有效果，也體現行業特色。所選企業的條件優越，有利于在工程實踐教學中應用CDIO模式，項目的選取真正來自于工程實際，而且是工程中需要解決的問題，激發學生的實踐興趣、創新意識和能力，同時項目團隊的人際交換拓寬到了企業有關人員，合作意識得到強化。學生在企業的工程實踐，自始至終以CDIO模式推進，并在企業有關人員的指導下，虛心學習，認真從實踐中求知，深入實際，按時、按質、按量全面完成工程實踐任務，努力培養發現、分析和解決實際問題的能力，以及合作共事能力。這種“3+1”教育模式實現了與國際高等工科教育的接軌，是獨具中國特色CDIO模式。

3.校企合作培養適應CDIO模式的“雙師型”教師

化工專業工程實踐教學實施CDIO模式對化工專業教師的能力提出了新的要求，尤其是要求具有行業背景和工程背景。這就急需培養一批適應CDIO模式的“雙師型”教師。這類教師的培養途徑與方法主要有三個：①積極參加國家、省級骨干教師培訓；②組織教師參加技能培訓與考核；③通過校企合作派教師到企業進行鍛煉培養。其中，教師到企業進行專業實踐鍛煉是最佳的途徑。教師深入生產第一線，接受一段時間的實踐鍛煉，了解企業現代生產、管理過程，體驗企業生產氛圍，探討解決教學中遇到的疑難問題，提高實踐操作能力，提高專業技術素質。深入生產第一線鍛煉，在實踐中學習企業里的各種先進的技術和管理經驗，努力實現教師與企業、專業與職業、理論與實踐的對接。為適應培養應用型人才需要，湖南城市學院制定有關政策，鼓勵教師走出學校，到企業掛職鍛煉，逐步提高適應CDIO模式的“雙師型”教師的比例。到目前為止，有一批化工專業教師走入企業進行工程實踐鍛煉。他們在企業期間，真正成為企業的員工，參與到工程實際項目，有意運用CDIO模式涉及的程序去完成工程實際項目或解決遇到的工程實際問題，適應CDIO模式的能力大為提高，為化工專業在工程實踐教學中實施CDIO模式創造了較好的條件。

四、結束語

CDIO模式是近10幾年來國際工程教育改革的重大成果，是高校工程實踐教學改革的方向。CDIO模式下的工程實踐教學，有利于學生工程實踐能力、團隊協作精神、人際交流能力和開拓創新意識培養。CDIO模式將學生能力培養貫穿于人才培養的全過程，極大地提高了應用型人才的執業能力。CDIO模式滿足了湖南城市學院應用型人才培養的需要，社會、學校和企業滿意度大幅提高。湖南城市學院工程實踐教學中心對CDIO模式的應用進行了有益的探索與實踐，CDIO模式在化工專業實踐教學中心的成功，將為學校在其它實踐教學子中心推廣和實施CDIO模式提供示范和借鑒。

參考文獻：

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[3]王麗娜，楊裕亮，金波.基于CDIO理念的生產實習教學改革[J].中國現代教育裝備，2012（1）：114-116.

作者簡介：陳國民（1964-），男，湖南益陽人，教師，研究方向：高分子材料。