基于CDIO的机械工程类学生创新能力培养的研究

杨学锋 曹树坤 陈乃建 王汝星 吕 杰

济南大学 山东济南 250022

基于CDIO的机械工程类学生创新能力培养的研究

杨学锋 曹树坤 陈乃建 王汝星 吕 杰

济南大学 山东济南 250022

根据CDIO培养模式，结合本校机械工程专业的实际情况，在CDIO模式下对机械工程专业学生创新能力培养体制进行了探索和应用，创新培养体制特色鲜明，成效可喜。

CDIO；机械工程；创新能力

机械工程专业是重要应用基础学科之一。目前，产能过剩以及核心竞争力较低等问题是国内机械工程专业急需突破的问题。因此，培养具有创新思维以及将创新构思高效转化成优质产品的复合型人才，成为解决上述问题的关键性因素。作为省部共建的综合性大学，济南大学机械工程学院针对当前形势，深刻认识到机械工程类专业的学生要适应新时期发展的需求，实践创新的能力培养是重中之重。

1 CDIO模式

我院机械工程专业学生的创新能力培养以CDIO思想为基础构架。CDIO一词取自构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四个单词首字母，是近年来国际工程教育改革的一项重要研究成果，作为一种新型的工程教育模式［1］扮演着举足轻重的角色。CDIO工程教育模式是对传统教育理念和模式的一次具有革命性、彻底性的突破，它的核心是一体化教育。将CDIO工程教育模式与学生实践创新能力的培养结合起来，并将其引入到实践教学过程，这一富有创新性的举措，可以充分地发挥集体的力量，凝聚集体智慧的多元化，是完成专业培养目的的保证，借此可以培养出具有较强实践能力和创新精神的应用型高级工程技术人才。通过CDIO工程教育模式培养学生的实践创新能力，是具有多重益处的，一方面能够有效地促进教学创新活动的开展；另一方面，在实践过程中能够同时培养优秀的教师团队和提高每一位教师的教学水平。

2 基于CDIO模式的学生创新能力培养

目前，随着高等教育改革力度的不断深化，我校机械工程专业基于CDIO模式实践创新能力的培养成为日常教学活动中不可缺失的重要环节。

2.1 重中之重是创新实践能力

机械工程专业学生实践创新能力的高低直接反映学生对机械工程相关专业技能的掌握情况。如果一个机械类的学生不具有实践创新能力，那么他在机械工程相关的技术岗位的表现将不尽如人意。因此，实践创新能力是本学院评价学生培养质量的一个最重要的标准。

以机械类学生所学专业中所涉及的基础课程为基础，在实际的创新实践过程中引入CDIO一体化教育模式。通过相扣创新思维的构思—设计—实现—制作等一体化环节，增强对机械原理、机械设计、机电一体化、机械制造等专业基础课的运用，做到紧密关联各环节单元构成要素，使各知识单元之间相互作为支撑。同时将人才培养方案规划细分为若干个专业方向（机械类：机械电子工程、模具设计与制造、机械设计及自动化、机械制造及自动化、物流工程、建材机械设计、产品造型设计、制造技术与信息系统八个方向。电气信息类：电气传动、电气检测技术、流程工业自动化、智能仪器与应用四个专业方向），让学生根据就业趋势，选择专业模块课程，重点培养相应创新能力，以便其毕业时的专业技能最大限度地适应就业市场的需要。

2.2 科、教结合 成果进讲堂

科研课题、论文和科研活动是教师科研促进教学的载体，也是CDIO工程教育模式中学生实践能力培养的重要环节。机械工程学院建立科技导师制度，为每位学生设立科技培养导师，拓展参与科研的渠道，在教师承担的重大科研项目中，90%以上的纵向项目有学生参加，100%的横向项目有学生参加。科研与生产实际中的实例成为学生毕业设计选题。

学院组织与专业有关的企业总工、技术主管到实践讲堂讲授工程技术方法、技术实践经验，介绍企业对人才综合能力的要求，引导学生的就业理念。目前，实践讲堂的专家团队分为约定型和邀请型两种，约定型专家的讲课内容范围和时间相对固定，人员也比较固定，每学年1-2次，像济南一机床集团有限公司总工讲授的床身结构设计与发展、企业工业设计特点与要求；济南第四机床厂总工讲授的机床工具创新技术与发展等内容，成为课堂内容的良好补充。像山东五征集团的人力资源总监、盛泰集团有限公司的技术副总等实践讲堂内容依据就业形势、新项目需求等进行灵活变化，提高学生的兴趣。

2.3 加强实践基地建设 注重实践教学

随着招生规模的扩大，实验设备越来越不能满足学生实践能力培养的要求。为了解决这一矛盾，机械工程学院采取了软硬结合、虚实结合的实验建设与实施方法。即软件仿真实验和软硬件实际操作相结合，如进行数控加工实验时，先在数控仿真加工平台上进行数控编程、程序调试、虚拟加工、仿真操作等实验，然后进行实体加工。这样既提高了学生综合能力，又缓解了数控机床需求量。

机械工程学院开发了切削过程仿真实验系统、测量与加工过程仿真实验、模具设计制造仿真系统、数控技术操作仿真实验系统、生产过程规划与管理系统等，仿真教学体系已经基本完成。另外，学院在课程设置范围以外的科技活动给予支持，并鼓励学生自主提出实验目标、构思实验方案、独立完成实验内容，增强其实践创新能力。

在强化建设校内实验、实践条件的同时，加强校外实践基地的建设。校外实践基地按照基础实习基地、设计与专业实践基地、联合指导实践基地三个层次进行建设，保证了实习与实践有效地进行。

2.3.1 基础实习基地

认识实习基地和生产实习基地是基础实习基地基本构成。目前实习基地主要集中在济南、济宁、洛阳三个地方。济南试金集团有限公司、济南二机床集团有限公司、济南机车车辆厂、济南柴油机股份有限公司、山推工程机械股份有限公司、中国一拖集团有限公司、中国第一拖拉机集团公司、济南一机床集团有限公司、济南轻骑发动机有限公司、中国重型汽车集团有限公司等为实习主要企业，这类实习基地有学校聘任的相对固定的企业实习指导教师、有针对性的实习大纲、基本要求等。

2.3.2 设计与专业实践基地

设计与制造专业实践基地包括：济南振能有限公司、济南天辰集团、新泰朱桥起重机、济南辰和机器有限公司生产基地等20余家企业。这类基地是毕业设计指导教师长期科研合作的企业，一般与毕业设计课题方向有密切关联性，能从生产实际需求出发提出设计课题要求并能提供有针对性的实践锻炼机会，有的还能提供参考资料和测试条件，实习条件良好，实践设计质量优秀。通过毕业实习，有些同学的课题具有明显的创新工作要求，在大学生科技创新活动中发挥了非常重要的作用。

2.3.3 联合指导实践基地

长期招聘济南大学毕业生的大型企业，根据生产要求提出毕业设计课题，指派课题指导工程师，与学校联合指导毕业设计。

通过联合指导毕业设计方式，不仅让企业对学生有了较深的了解，多了一份挑选人才的把握。而且学生能尽早接触其生产实际，研究其实际课题，对企业生产早了解、早掌握，在就业竞聘中具有更明显优势。

2.4 学生实践能力和创新精神的科研带动

2.4.1 科研创新机制的鼓励

学院鼓励同学们参加各种大学生课外科技活动和科研创新，如“挑战杯”大学生课外学术科技制作、大学生创新计划、机电产品大赛、创业计划大赛等活动，并提供经费支持。

2.4.2 组织学生参加科研项目

鼓励学生结合机械专业的特点及个人职业规划，确立或参加教师科研课题研究。同时鼓励学生参加教师的研究课题，使之了解科研，拓宽视野，提高实践能力。

2.4.3 课外科技文化活动的组织

科技文化活动是大学生之间交流多学科知识、提升自我的重要契机，是对学生科技文化成果的展示，是培养学生科技文化素质的有效载体，是提高校园科技文化水平、增强大学生的科技创新能力、培养和挖掘优秀复合型人才的重要手段和途径。机械工程学院团委、学生工作处每年组织大学生科技文化活动，引领大学生了解科技文化知识，拓展学生的知识面，提高学生的综合能力，推动科技知识的发展与应用，加深师生间的沟通与交流，增强团队合作意识和精神。

3 结束语

济南大学机械工程学院运用了CDIO培养模式，在培养模式、科研教学相结合、实习实训及科技活动环节进行了改革和尝试，取得了很好的成效，具有良好的借鉴作用，为提高学生的创新能力和培育具有创新思维的应用型人才奠定坚实的基础。

［1］ 顾佩华，包能胜，康全礼，陆小华，熊光晶，林鹏，陈严.CDIO在中国（上）［J］.高等工程教育研究，2012（3）：20-28.

Research on the Innovation Capacity of Undergraduate Based on CDIO

Yang Xuefeng， Cao Shukun， Chen Naijian， Wang Ruxing， Lv Jie
University of Jinan， Jinan， 250022， China

According to principles of CDIO and practical situation of the major in Mechanical Engineering of the university， we have carried out exploration and application to cultivation system of the innovation ability of Mechanical Engineering students under the mode of CDIO. And an effective and characteristic CDIO innovation training system comes into being， based on the situation of the college， which has promised that results were achieved.

CDIO； mechanical engineering； innovation ability

2015-04-13

杨学锋，博士，副教授。

济南大学重点教研项目（编号：JZ1307）；济南大学一般教研项目（编号：J1315）。