吳吉平，湯迎紅，邱顯焱

（湖南工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院，湖南 株洲412007）

1 引言

中國是制造大國，卻不是制造強國，制造業(yè)整體水平不高、缺乏核心競爭力的問題日益突出。而機械工程專業(yè)是制造業(yè)的重要應(yīng)用基礎(chǔ)學(xué)科之一。因此，培養(yǎng)具有較強實踐能力和創(chuàng)新意識的機械工程應(yīng)用型創(chuàng)新人才，成為解決上述問題的關(guān)鍵性因素。

CDIO是工程教育模式是當(dāng)今國際工程教育改革的一項重要研究成果。所謂CDIO，即構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）。它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品的運行、維護和廢棄的全生命周期為載體，建立一體化的相互支撐和有機聯(lián)系的課程體系，讓學(xué)生以主動的、實踐的方式學(xué)習(xí)工程[1]。近年來的實踐證明，該教育模式在學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新思維的培養(yǎng)方面具有獨特的優(yōu)勢。我校機械工程學(xué)院2018年開始了工程教育認證的試點工作，將CDIO工程教育理念應(yīng)用在人才培養(yǎng)過程中，以滿足社會和企業(yè)對高素質(zhì)機械工程應(yīng)用型人才的需求。

2 基于CDIO的人才培養(yǎng)模式構(gòu)建

CDIO教育模式主要是為學(xué)生創(chuàng)造現(xiàn)實的工作模式，讓學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識。此模式有效避開傳統(tǒng)工程類專業(yè)教育中存在的弊端，強調(diào)將學(xué)生從工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面進行綜合培養(yǎng)，學(xué)生在實踐中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中實踐，并通過綜合的教育培養(yǎng)方式使學(xué)生達到預(yù)定目標(biāo)，這樣不僅可以鞏固學(xué)生的理論知識，還可以提高學(xué)生的實踐能力，進而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，為將來的職業(yè)規(guī)劃打好基礎(chǔ)[2]。

2.1 基于CDIO工程教育理念，明確培養(yǎng)目標(biāo)

我校從1979年開始設(shè)計機械類專業(yè)，逐步形成了以包裝機械、工程機械為特色，滿足地方經(jīng)濟建設(shè)和特殊行業(yè)發(fā)展的需求。畢業(yè)生就業(yè)主要面向以包裝為核心的輕工機械領(lǐng)域，三一重工、中聯(lián)重科、山河智能等工程機械制造企業(yè)，建筑交通施工企業(yè)等。在企業(yè)中主要從事設(shè)備維護維修、運行管理，產(chǎn)品的設(shè)計制造、研發(fā)及經(jīng)營銷售等方面的工作。針對社會和企業(yè)對畢業(yè)生的需求，引入CDIO工程教育理念，構(gòu)建以工程項目為載體的教學(xué)模式，確定我校機械工程專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)是服務(wù)于國家及地方經(jīng)濟建設(shè)和行業(yè)發(fā)展的具有較強機械專業(yè)基礎(chǔ)知識、較強實踐動手能力和創(chuàng)新思維的應(yīng)用型高級專門人才。

2.2 基于CDIO工程教育理念，構(gòu)建以工程項目為主線的課程體系

基于CDIO工程教育理念，優(yōu)化課程體系和教學(xué)內(nèi)容，注重實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，將畢業(yè)生應(yīng)具備的能力與教學(xué)內(nèi)容及過程聯(lián)系起來。

以工程素質(zhì)、人文素質(zhì)和創(chuàng)新素質(zhì)培養(yǎng)為出發(fā)點，將課程教學(xué)分為理論教學(xué)和實踐教學(xué)兩大模塊。理論教學(xué)模塊由通識教育課程、大類專業(yè)課程、專業(yè)核心課程（課組）、專業(yè)選修課程、技術(shù)講座與論壇等組成。設(shè)立了兩個專業(yè)方向：包裝機械和工程機械方向。通過課程設(shè)置和課程教學(xué)大綱的編制，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。如增加電子信息和控制類的課程，增加了“單片機”“PLC”“機器人技術(shù)”等課程，加強機電控制方面的技術(shù)教育和能力培養(yǎng)，以滿足企業(yè)對機電一體化技術(shù)人才的需求；在工程機械專業(yè)方向，根據(jù)企業(yè)的要求，在加強液壓與氣動學(xué)習(xí)的前提下，增加了液力傳動的教學(xué)內(nèi)容。

CDIO工程教育理念重在實踐，所以我校機械工程專業(yè)重點對實踐環(huán)節(jié)進行了改革，增大了實踐教學(xué)的比例，從原來占總課時的25%增加到37%。實踐教學(xué)體系分為實驗、實習(xí)、實訓(xùn)、設(shè)計、課外實踐五個模塊，針對包裝機械和工程機械兩個專業(yè)方向，建立分層次、多模塊、相互銜接的實驗實踐教學(xué)體系，推進“多基地、小批量、重實效”的實習(xí)與基地建設(shè)。在實驗?zāi)K，主干專業(yè)課程均設(shè)置了實驗環(huán)節(jié)，既有驗證性實驗，也有創(chuàng)新性實驗，針對兩個專業(yè)向，分學(xué)期都設(shè)立了2門獨立于課程之外的專業(yè)綜合實驗課程。在實習(xí)模塊，安排了專業(yè)認識實習(xí)、金工實習(xí)、生產(chǎn)實習(xí)和畢業(yè)實習(xí)。如生產(chǎn)實習(xí)中，加強實習(xí)基地的建設(shè)，使學(xué)生在千山制藥、江麓機械、中聯(lián)重科、三一重工等企業(yè)中得到實踐技能的訓(xùn)練。實訓(xùn)模塊中，安排了Proe工程制圖、工程機械操作、機床拆裝、數(shù)控機床編程加工等工程項目的實踐實訓(xùn)。在“設(shè)計模塊”“工程圖學(xué)”“機械原理”“機械設(shè)計”“機械制造工藝學(xué)”“液壓與氣動”“機電控制技術(shù)”等專業(yè)基礎(chǔ)課程教學(xué)中均安排了項目課程設(shè)計，包裝機械方向安排的包裝工藝及設(shè)備課程設(shè)計等；畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)與企業(yè)導(dǎo)師合作，實行雙導(dǎo)師制，選題來源于企業(yè)，同時緊密結(jié)合本專業(yè)工程實際問題，使學(xué)生能夠在解決生產(chǎn)實際問題的過程中學(xué)會應(yīng)用所學(xué)知識；在課外實踐模塊，設(shè)立了素質(zhì)提升班、雙創(chuàng)班等課外學(xué)習(xí)機構(gòu)，積極鼓勵學(xué)生參加各類由學(xué)校、省、國家各部門組織的各類競賽活動，提升工程實踐創(chuàng)新能力。

2.3 基于CDIO工程教育理念，改革教育教學(xué)方法

基于CDIO工程教育模式對傳統(tǒng)的教學(xué)也提出了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要以教師為主，學(xué)生是被動學(xué)習(xí)。在CDIO教育理念中，學(xué)校的教學(xué)活動該以學(xué)生為主，強調(diào)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。主動學(xué)習(xí)方法讓學(xué)生致力于對問題的思考和解決。該方法不將重點放在被動的信息傳遞上，而是放在讓學(xué)生更多地從事操作、運用、分析和判斷概念上。在一些以講授為主的課程里，主動學(xué)習(xí)可包括如合作和小組討論、講解、辯論、概念提問以及從學(xué)生那里得到他們對學(xué)習(xí)的反饋[3]。通過這種教學(xué)方法，可以培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、團隊協(xié)作和解決實際問題的能力。

通過綜合提煉課程內(nèi)容，精簡理論授課學(xué)時；增加工程項目訓(xùn)練，設(shè)置單獨的從業(yè)技能訓(xùn)練，提高實踐教學(xué)比例；完成了基于CDIO工程教育理念的專業(yè)人才培養(yǎng)方案、課程和實踐教學(xué)大綱設(shè)計，堅持以工程項目為導(dǎo)向，強化了工程素質(zhì)教育和創(chuàng)新教育在教學(xué)內(nèi)容中的比例，如學(xué)生參與各種校內(nèi)外科技競賽活動可以獲得學(xué)分，突出了學(xué)生實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

2.4 有效實施CDIO工程教育模式的保障措施

為了達成這一目標(biāo)，首先要加強師資隊伍建設(shè)，建設(shè)符合CDIO教學(xué)要求的隊伍。教師是學(xué)生實踐動手能力和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)者和參與者，教師工程實踐背景的缺乏已經(jīng)成為制約工程教育實踐性發(fā)展的重要因素之一。學(xué)院為了提高教師的工程實踐能力，采用了以下方法：①青年教師導(dǎo)師制，為年輕教師配備了具有豐富教學(xué)經(jīng)驗的老教師為導(dǎo)師；②校企聯(lián)合培養(yǎng)，與企業(yè)進行產(chǎn)學(xué)研合作，提高年青教師的工程素質(zhì)；③完善以政策與制度為導(dǎo)向的青年教師工程教育素質(zhì)培養(yǎng)機制，一方面通過各種培訓(xùn)提高年輕教師的教學(xué)水平，另一方面對參與指導(dǎo)學(xué)生競賽活動的教師在職稱評審和教改課題申請方面予以支持。

其次，為CDIO工程教育提供強有力的硬件支撐。近年來，學(xué)院投入500余萬元，對建成的實訓(xùn)中心、專業(yè)實驗室、校內(nèi)實踐教學(xué)基地等教學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施進行改造，增加和更新了設(shè)備臺套數(shù)，新建了機器人實驗室，構(gòu)建了良好的校內(nèi)工程培訓(xùn)平臺。新簽訂了北京汽車集團株洲基地等四個校外實習(xí)基地，搭建多元化的校外工程培訓(xùn)平臺。

最后，為了有效實施CDIO工程教育模式，學(xué)校和學(xué)院還制定了一系列相關(guān)政策和文件。如學(xué)校出臺了《湖南工業(yè)大學(xué)素質(zhì)提升教育實施方案》《湖南工業(yè)大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)分認定管理辦法》等相關(guān)文件，機械工程學(xué)院為落實學(xué)校素質(zhì)提升和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育也出臺了若干配套措施，在資金、場地、設(shè)備上予以支持。在各年級學(xué)生中成立了素質(zhì)提升班、創(chuàng)新工匠實驗班等課外創(chuàng)新實踐團隊，在具有豐富工程實踐能力的校內(nèi)外導(dǎo)師指導(dǎo)下，參與各種科研、競賽活動，使學(xué)生了解科研，拓寬視野，提高實踐能力，營造了良好的工程實訓(xùn)環(huán)境。

3 結(jié)語

湖南工業(yè)大學(xué)機械工程學(xué)院將CDIO工程教育理念引入人才培養(yǎng)模式，從制訂明確的培養(yǎng)目標(biāo)、建立完備的課程體系、引進先進的教學(xué)方法等幾方面入手，取得了很好的成效，機械工程專業(yè)近幾年一次就業(yè)率達到90%以上，大部分學(xué)生能很快能被企業(yè)所接受，成為企業(yè)骨干；學(xué)生在各類國家級、省級大學(xué)生科研競賽和創(chuàng)新活動中獲獎；學(xué)生在科研期刊發(fā)表論文和獲得專利的人次越來越多。教師的工程實踐和創(chuàng)新意識也不斷提高，能夠主動將創(chuàng)新實踐改革融入教學(xué)工作，積極參與教學(xué)改革，改進教學(xué)效果。當(dāng)然，由于我校機械工程專業(yè)實施CDIO工程教育模式時間不長，還有許多問題，在以后的教學(xué)改革中進一步改善提高。