CDIO模式的机械类应用型本科专业教学改革与实践探究

摘 要：本文通过对机械专业人才的培养加以运用CDIO工程的教育理念进行了分析与探讨，从而将机械类学生的工程教育素质规划出了合理有效的教育模式。并且对教育观念的更新、课堂建设、教学机制建设以及实践实验教学方式等相关方面开展了深度的教学实践和创新。

关键词：CDIO模式;机械类;本科专业;改革

基金项目：北部湾大学教改项目“机械工程专业本科应用型人才培养的CDIO课程体系模式构建与实践”（项目编号：19JGYB40）。

CDIO工程教育模式主要是通过设计、产品构思、实施和运行四个方面相合成，其原则一般体现在“基于项目的教育和学习”与“做中学”当中。在我国高等教育企业中，机械类专业已经成为重要的教育专业，特别需要将CDIO工程教育模式进行引入进来。尤其我校在本地为本科院校，所以对人才培养的创新性和应用型相当重视。在机械专业人才培养当中，通过对CDIO工程教育理念进行相应的探讨，进而对机械类学生高等工程的素质教育工作规划出了可行及有效的新模式。

1 构建CDIO教育模式的机械课程教学体系

针对CDIO教育模式而言，其主要是以产品开发到产品运行的生命周期为基础，使学生主动、务实、与课程有机地学习工程理论和实践。CDIO教育模式培训计划将工科毕业生的能力分为四个层次：工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力，其要求学生必须通过综合培训最终达到这四个层次的预期目标。CDIO创新教育模式倡导问题驱动中，最为注重的是实践教学以及培养学生的实践能力，提出该课程的实验教学应从具体实践出发，再上升到理论，最后回归到实际操作中，因此，教学目标是创造最终产品。

2 转变教育观念，改革现代工程教育观

在项目研究中，加强对专业的创新和教育观念的转变，不仅仅是该项目的重点，同时也具备一定的难度。针对教育观念及教育思想而言，不但要将现阶段科技发展的飞速呈现出来，还要紧紧跟随着时代的步伐，将先进的教育理念进行不断的创新。另外，随着时代的发展，必须要将素质教育的大学教育理念、可持续科学发展、以人为本和终身教育完全树立起来[1]。将现代工程专业人员的能力、素质及知识进行协调发展，全面实施素质教育。同时在进行对机械专业的教学创新当中，必须要加强推进CDIO工程教育理念，彻底把传统的教育理念进行转变，进而将现代工程教育的观念给予改革。

在进行修改机械类相关的人才培训方案当中，其方案要以项目设计为关键，将该设计完全呈现到专业课程教学的各个阶段中，进而使学生能够系统地得到整体的相关训练，包括设计、构思、实现及运作。依照对机电产品设计制作的周期的过程，可以有效培养学生工程设立的能力、学习知识、通过知识对问题的解决能力、团队合作能力、终身学习探究能力和交流能力，但其过程的研究和探讨的周期过长，通过对这种模式进行较深度的研究，可以使其得到不断创新。

3 构建三级项目教学体系

根据规模与范围可以将CDIO工程教育规划为以下三级。一级主要包含的项目为机械专业的主要的相关核心课程与能力的要求，这样不仅可以将企业及社会环境中实际产品的生产过程或者是系统的设计、实施和构思进行模拟，还可以完全将其贯穿到专业的培养过程中。一般这种教学体系主要体现在学生在参加活动创新设计比赛中以及毕业实践环节当中。二级项目主要体现在课程群中，其项目包含能力要求和核心课程，对于每个课程群而言，其都具备一个项目设计、控制、制造和检测的全过程。课程群体是将相关的课程知识进行有机的结合，属于综合性课堂设计，这种设计可以有效使学生能够认识到关联与有机的知识群，并不是一个孤立的知识点。三级项目的设计主要是加强学生对单门课程的理解和运用而建设的项目，其所体现的环节在综合实验、主要专业课程学习中建立综合训练等等。

4 设立“321改革方案”，开展项目化教学

要想防止专业在改革过程中出现“过难、过大、过新”的盲目追求，而与实际相脱离和出现实施困难，以此可以通过将实际的教学规律及环节相结合，最为重要的优化整顿的主要为：两个实习关节、三大课程群和一个产学研究创新活动，达到实施项目化教学和创新的目的，以上方案被称之为“321改革方案”。针对以上方案而言，两个实习环节主要指的为生产实习、金工实习;三大课程群主要指的为现代制造技术课程群、机械基础课程群、机电液一体化课程群;最后一个产学研创新活动所指的就是学生充分利用实习工厂、实验实训室、科研项目所展开不同创新项目的活动，以及有机地和学生毕业项目相结合，使学生的项目在每个假期和学期都能够得到训练，这样在有效呈现出CDIO工程教育理念的同时，还可以通过与较多企业之间相合作，最终使课程项目化教学的需求得以满足[2]。

5 实施课程建设

通过在机械专业的课程中将CDIO工程教育理念进一步推进，可以有效改变传统的教育理念，设立现代工程教育观念。以此出现了不同的子课题，比如基于CDIO的“現代制造技术课程群”教学改革与研究，基于CDIO的“机械基础课程群”教学改革与研究，基于CDIO的“机电液一体化课程群”教学改革与研究等等。因此，在课程建设与创新当中，所突出的知识应用要以培养能力为重要内容，将任务划为驱动[3]。另外，CDIO工程教育所提倡的主要是“以工程项目为载体”的教学方式和“做中学”的教学理念，所以在本科专业课程的实践教学与理论教学中，机械类应用型相当重要。

对于研究性学习方法当中，小组教学是最适合的教学组织形式。在进行实际教学时，可以从试点班级选择出6人形成一个团队，每个团队都有一个不同的设计题目，依照产品的设计方案和市场需求分析加以确定，随后在通过电气控制系统、机械结构设计以及产品制造等不同环节对学生解决问题和分析问题的能力进行培养的同时，还可以对学生的电气和机械方面的设计能力展开训练。以上这些实践课题的实施，依照开放型的设计形式，可以使学生能够对知识的探究、学习和获取的全部过程给予认知，进而提升了学生的运用和创新能力，并使CDIO教学模式得到充分体现。

6 实践教学模式

将实践的教学模式加以创新和改革，可以使CDIO工程教育的需求得到满足。首先，要将校园内外的实验和实践基地给予充分的运用，这样不但可以加强设计性实践项目和专业课程的综合性，还可以使课程的实践教学和理论学习变得更加紧密。其次，加强政策的制定，尽最大的力量对学生进行鼓励及吸引，让学生通过参加教师的项目、科研课题，在接触到企业工程的实施现场，并使其进行对项目与的研发和训练，使学生能够更加实际的融入到技术开发的环境中去，这样可以有效培养和训练学生对于技术开发的能力[4]。最后，完善规划创新体系，促使各级学生都能够参与到全国、全省、市举办的科技创新比赛及活动当中。以此同时，还必须将CDIO工程教育理念完全融入到课程设计、毕业设计、毕业实习、生产实习以及金工实习等不同的教学环节当中。

7 结论

综文所述，CDIO教育体系主要是将提高学生的技术应用能力与综合创新能力作为目标，以培养学生的综合能力划为重点。这个机械系列课程教学是一种新的尝试，其主要是新型工程机械人才培养探索，它可以改變传统的教学结构，创建一套科学合理、能充分满足学生素质以及整体培养效益的教材体系，加以实现这一目标，提高机械类人才的整体素质[5]。

参考文献

[1]张希君，叶敏，季国民.应用CDIO模式的金融工程专业学生能力评价研究——基于AHP的灰色关联分析法[J].成都师范学院学报，2020，36（3）：42-47.

[2]吴娜，刘超，张士强.“新工科”背景下基于CDIO的地方本科院校汽车类专业“引领层进式”实践教学模式的研究[J].教育教学论坛，2020，（16）：154-155.

[3]田欣.应用型本科实践教学基地建设研究——以能源与环境系统工程专业为例[J].教育，2019，（36）：52.

[4]施达雅.基于CDIO的应用型高校信息专业人才培养模式研究[J].软件导刊，2019，18（11）：199-202.

[5]陈波，张建中.基于CDIO模式的机械类应用型本科专业教学改革研究与实践[J].中国科技信息，2012，（15）：167，170.

作者简介

张挺（1977-），男，瑶族，广西南宁人，高级讲师，主要从事机械工程专业的教学与科研工作。