用CDIO理念提升應(yīng)用型機(jī)械工程專業(yè)內(nèi)涵

劉 平，王文霞

（上海第二工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，上海 201209）

用CDIO理念提升應(yīng)用型機(jī)械工程專業(yè)內(nèi)涵

劉 平，王文霞

（上海第二工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，上海 201209）

社會(huì)對(duì)機(jī)械工程人才的需求是多層次的：既要有研究創(chuàng)新型人才，更要有應(yīng)用創(chuàng)新型人才。引入CDIO工程教育理念是提升應(yīng)用創(chuàng)新型機(jī)械工程專業(yè)內(nèi)涵的有效途徑之一。對(duì)照CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)，全面論述了提升機(jī)械工程專業(yè)內(nèi)涵的具體方法，并指出了運(yùn)用CDIO工程教育理念可以使學(xué)生實(shí)現(xiàn)的一些有益轉(zhuǎn)變。

CDIO；工程教育；機(jī)械工程專業(yè)

0 引言

0.1 社會(huì)對(duì)機(jī)械工程人才的需求是多層次的

經(jīng)濟(jì)全球化和知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨。隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)人才的需求也呈現(xiàn)出多層次的特征，即社會(huì)不但需要研究型人才，更需要應(yīng)用型人才。國(guó)家重點(diǎn)高等院校的機(jī)械工程專業(yè)均定位于研究創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。為了合理利用有限的教育資源，為了滿足工礦企業(yè)對(duì)機(jī)械應(yīng)用型人才的需求，也為了使普通高等院校畢業(yè)生能在大、中及小型企業(yè)中順利找到適合自己的滿意工作，地方普通高等院校就應(yīng)該立足于應(yīng)用創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)或應(yīng)用知識(shí)型人才的培養(yǎng)。那么機(jī)械工程專業(yè)應(yīng)在此定位下，努力發(fā)揮已有的專業(yè)優(yōu)勢(shì)，辦出專業(yè)特色，培養(yǎng)出受企業(yè)歡迎的機(jī)械工程應(yīng)用創(chuàng)新型人才。

0.2 應(yīng)用型機(jī)械工程專業(yè)內(nèi)涵的提升可以運(yùn)用CDIO工程教育理念

國(guó)家重點(diǎn)高等院學(xué)校致力于研究創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)，普通本科高等院校致力于應(yīng)用創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)。顯然由于培養(yǎng)目標(biāo)有不同，普通本科高等院校就不能全盤沿用重點(diǎn)大學(xué)對(duì)人才的培養(yǎng)方案。那么培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的理論依據(jù)何在？如何培養(yǎng)應(yīng)用創(chuàng)新型人才？如何提升普通高等院校原有機(jī)械工程專業(yè)的內(nèi)涵？引入CDIO工程教育理念是有效的途徑之一[1-6]。

CDIO代表構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行（Conceive-Design-Implement-Operate）的工程教育理念[7]，它是由美國(guó)麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)通過(guò)幾年的研究、探索和實(shí)踐，建立的一種先進(jìn)的工程教育模式。它以產(chǎn)品從構(gòu)思、研發(fā)、運(yùn)行到廢棄和再利用的全生命過(guò)程為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐性的、課程之間具有有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)和獲取工程能力。CDIO理念特別注重培養(yǎng)學(xué)生的工程技術(shù)綜合能力，尤其是項(xiàng)目組織、設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和實(shí)施能力。這些理念為機(jī)械工程應(yīng)用型本科人才的培養(yǎng)提供了宏觀理論基礎(chǔ)。

1 運(yùn)用CDIO的標(biāo)準(zhǔn)提升機(jī)械工程專業(yè)內(nèi)涵

1.1 目前應(yīng)用型機(jī)械工程專業(yè)課程體系的不足之處

從現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)機(jī)械工程人才的要求觀察，傳統(tǒng)的應(yīng)用型機(jī)械工程專業(yè)課程體系主要有以下不足之處：

· 缺乏工程教育的整體指導(dǎo)思想，常常困惑工程教育的具體內(nèi)涵；

· 缺乏貫穿整個(gè)教學(xué)周期的工程項(xiàng)目銜接，各課程各自追求完善，有機(jī)聯(lián)系偏少；

· 課程中以解答習(xí)題為主的理論研究偏多，以解決工程實(shí)際問(wèn)題的討論偏少；

· 缺乏激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的機(jī)制。

1.2 CDIO理念標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用

他山之石，可以攻玉。運(yùn)用CDIO的理念和標(biāo)準(zhǔn)有助于改善以上工程教育所面臨的不足。CDIO標(biāo)準(zhǔn)是一個(gè)對(duì)實(shí)施CDIO工程教育模式的指引和評(píng)價(jià)系統(tǒng)[7]。下面本文將闡述如何運(yùn)用CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)提升機(jī)械工程專業(yè)的內(nèi)涵。

(1) 背景環(huán)境

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)1為背景環(huán)境。在機(jī)械工程專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃、理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)中均應(yīng)直接或間接地用CDIO理念作為主導(dǎo)思想，即努力從構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行的方式來(lái)提升培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用能力。例如，可以在課程體系中安排工程設(shè)計(jì)與制造實(shí)踐的一級(jí)項(xiàng)目。該項(xiàng)目以典型的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造為載體，將貫穿整個(gè)教學(xué)周期，以CDIO的工程教育理念全面培養(yǎng)學(xué)生。

(2) 學(xué)習(xí)效果

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)2為學(xué)習(xí)效果。傳統(tǒng)的機(jī)械工程專業(yè)本科培養(yǎng)目標(biāo)在基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和專業(yè)能力等方面均具有較好的描述，根據(jù)CDIO工程教育的理念，還應(yīng)在自學(xué)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、開(kāi)拓創(chuàng)新意識(shí)和表達(dá)溝通等基本素質(zhì)方面，提高學(xué)生對(duì)社會(huì)的自適應(yīng)能力。

(3) 一體化課程計(jì)劃

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)3為一體化課程計(jì)劃。即在制訂和執(zhí)行課程計(jì)劃中應(yīng)注意課程之間的相互支持、相互補(bǔ)充、相互聯(lián)系，有意識(shí)地將個(gè)人能力，人際交往能力，產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)合為一體。

(4) 工程導(dǎo)論

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)4為工程導(dǎo)論。在機(jī)械工程專業(yè)教學(xué)的第一學(xué)期就應(yīng)開(kāi)設(shè)工程導(dǎo)論課程。它將為學(xué)生提供一個(gè)工程實(shí)踐的框架。工程導(dǎo)論課程的目的是通過(guò)引入工程的基本特征和概念、一般工程問(wèn)題的解決方案、工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)特性和工程師所面臨的任務(wù)與責(zé)任等內(nèi)容，使學(xué)生了解相關(guān)工程類專業(yè)所涉及的工程問(wèn)題，并激發(fā)學(xué)生對(duì)工程類專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，明確學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

(5) 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)5為設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)是指以新產(chǎn)品和系統(tǒng)為中心的一系列工程活動(dòng)。在機(jī)械工程專業(yè)的一級(jí)項(xiàng)目課程就是設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)。它主要通過(guò)若干個(gè)工程項(xiàng)目，全面培養(yǎng)學(xué)生工程技術(shù)應(yīng)用創(chuàng)新能力。在第二到第七學(xué)期期間，一級(jí)項(xiàng)目可以以小組為單位，以研究、討論和實(shí)踐課形式，構(gòu)思出要?jiǎng)?chuàng)新制作的工程項(xiàng)目，設(shè)計(jì)出工程項(xiàng)目的方案，加工、制作出工程項(xiàng)目，進(jìn)而完善總結(jié)和推廣工程項(xiàng)目。

(6) 工程實(shí)踐場(chǎng)所

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)6為工程實(shí)踐場(chǎng)所。開(kāi)設(shè)機(jī)械工程專業(yè)必定有機(jī)械工程實(shí)踐的場(chǎng)所或?qū)嶒?yàn)室。根據(jù)CDIO的理念應(yīng)該將工程實(shí)踐的場(chǎng)所或?qū)嶒?yàn)室構(gòu)造成可以讓學(xué)生相互學(xué)習(xí)，并且可以進(jìn)行團(tuán)隊(duì)互動(dòng)的場(chǎng)所。

(7) 一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)7為一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)。它是一種教學(xué)方法，旨在培養(yǎng)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)培養(yǎng)個(gè)人素質(zhì)。機(jī)械工程專業(yè)的各通識(shí)課、專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的教學(xué)中，均應(yīng)在傳授知識(shí)的同時(shí)潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人素質(zhì)。

(8) 主動(dòng)學(xué)習(xí)

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)8為主動(dòng)學(xué)習(xí)。傳統(tǒng)機(jī)械工程專業(yè)的教學(xué)一般都導(dǎo)致學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)。與被動(dòng)學(xué)習(xí)相比較，主動(dòng)學(xué)習(xí)更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更能讓學(xué)生致力于問(wèn)題的思考和解決。CDIO課程體系中引入一級(jí)項(xiàng)目課程、二級(jí)項(xiàng)目課程和三級(jí)項(xiàng)目課程的目的之一就是逼學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，另外，在所有課程的教學(xué)中，均應(yīng)提倡小組討論、提問(wèn)講解、辯論、自我歸納總結(jié)等主動(dòng)學(xué)習(xí)方式。

(9) 提高教師的工程實(shí)踐能力

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)9為提高教師的工程實(shí)踐能力。作為應(yīng)用創(chuàng)新型機(jī)械工程本科的專業(yè)教師應(yīng)具有現(xiàn)代工程實(shí)踐能力。學(xué)校應(yīng)提供各種條件讓專業(yè)教師去企業(yè)實(shí)踐，與企業(yè)共同開(kāi)展各類研究項(xiàng)目，提供先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)器材和項(xiàng)目，以提高專業(yè)教師的工程實(shí)踐能力。教師本身也應(yīng)樹立終身教育的理念，利用各種機(jī)會(huì)和條件不斷連續(xù)地提高自己的工程實(shí)踐能力。

(10) 提高教師的教學(xué)能力

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)10為提高教師的教學(xué)能力。學(xué)校應(yīng)提供各種條件讓教師參與校內(nèi)外師資交流，定期舉辦教學(xué)競(jìng)賽，定期開(kāi)展師生的交流，并提供教師間交流實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和想法的平臺(tái)。教師本身也應(yīng)重視教學(xué)能力，通過(guò)學(xué)習(xí)、實(shí)踐、研究不斷連續(xù)地提高自己的教學(xué)能力。

(11) 學(xué)習(xí)考核

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)11為學(xué)習(xí)考核。傳統(tǒng)教學(xué)方面，教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的考核主要為筆試，顯然這不符合工程教育的要求。從機(jī)械CDIO工程教育的實(shí)踐出發(fā)，各專業(yè)課程考試中筆試的比重應(yīng)降低，應(yīng)該引入對(duì)學(xué)生所繪工程圖紙的評(píng)判，對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)和制造結(jié)果的評(píng)判、對(duì)學(xué)生表達(dá)能力的評(píng)判等工程應(yīng)用能力的評(píng)判項(xiàng)目。

(12) 專業(yè)評(píng)估

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)12為專業(yè)評(píng)估。機(jī)械工程專業(yè)的評(píng)估可以加入CDIO的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，即專業(yè)總體評(píng)估報(bào)告將由各課程的評(píng)估報(bào)告、教師的總結(jié)報(bào)告、對(duì)學(xué)生的訪談報(bào)告和企業(yè)對(duì)學(xué)生能力的反饋報(bào)告等組成。這樣專業(yè)的建設(shè)可根據(jù)這些反饋評(píng)估報(bào)告，動(dòng)態(tài)地不斷改進(jìn)專業(yè)計(jì)劃、理論課時(shí)的分配和實(shí)施、實(shí)踐環(huán)節(jié)的運(yùn)作等，將變化的社會(huì)所需人才作為專業(yè)的最終目標(biāo)。

2 運(yùn)用CDIO理念和標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械工程專業(yè)課程體系

根據(jù)CDIO的12條標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建的應(yīng)用創(chuàng)新型參考機(jī)械工程專業(yè)課程體系魚骨圖如下。

圖1 機(jī)械工程專業(yè)課程體系魚骨圖Fig.1 Structure figure of mechanical engineering discipline

整個(gè)課程體系由工程導(dǎo)論引入，以工程設(shè)計(jì)與制造一級(jí)項(xiàng)目為主線，以傳統(tǒng)理論課和實(shí)踐課為基礎(chǔ)，以畢業(yè)設(shè)計(jì)為結(jié)束，重點(diǎn)在于強(qiáng)調(diào)和加強(qiáng)學(xué)生自學(xué)能力、創(chuàng)新意識(shí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、工程應(yīng)用技能和表達(dá)溝通能力的培養(yǎng)。

3 結(jié)束語(yǔ)

CDIO的工程教育理念為應(yīng)用創(chuàng)新型本科專業(yè)的內(nèi)涵提升指出了切實(shí)可行的方案。按CDIO工程教育理念和相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)學(xué)生，可以使其實(shí)現(xiàn)以下有益的轉(zhuǎn)變：

· 被動(dòng)學(xué)習(xí)向主動(dòng)學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變；

· 解答工程習(xí)題向?qū)嶋H工程運(yùn)用轉(zhuǎn)變；

· 單調(diào)推理思考向積極創(chuàng)新思維轉(zhuǎn)變；

· 個(gè)人操作向團(tuán)隊(duì)協(xié)作轉(zhuǎn)變；

· 不善于表達(dá)向全方位表達(dá)溝通轉(zhuǎn)變。

應(yīng)該指出的是CDIO理念的含義是豐富的，它的很多理念和標(biāo)準(zhǔn)不但適用于應(yīng)用創(chuàng)新型本科，也適用于研究創(chuàng)新型本科。我們應(yīng)該結(jié)合自己學(xué)校、自己專業(yè)的實(shí)際情況，吸取其先進(jìn)、有效的理念，為自己的專業(yè)建設(shè)服務(wù)。應(yīng)用創(chuàng)新型專業(yè)的前景是廣闊的，需要我們努力開(kāi)拓，以培養(yǎng)出符合不斷前進(jìn)的社會(huì)所需求的人才。

[1] 康全禮, 陸小華, 熊光晶. CDIO大綱與工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J]. 高等教育研究學(xué)報(bào), 2008, 31(4):15-18.

[2] 王剛. CDIO工程教育模式的解讀與思考[J]. 中國(guó)高教研究, 2009(4):86-87.

[3] 顧佩華, 沈民奮, 李升平, 等. 從CDIO 到EIP-CDIO——汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索 [J]. 高等工程教育研究, 2008(1):12-30.

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[7] 顧佩華, 沈民奮, 陸小華. 重新認(rèn)識(shí)工程教育[M]. 北京:高等教育出版社, 2009.

The Connotation Construction for Promoting Applied Mechanical Engineering Discipline by CDIO Conception

LIU Ping, WANG Wen-xia
(School of Mechanical Engineering, Shanghai Second Polytechnic University, Shanghai 201209, P. R. China)

The social requirement for a qualified person of mechanical engineering is varied, which is not only to desire a person for studying, but also to desire the person for applying. The one of valid method is to adopt CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）conception. This paper is to inquire the concrete method for promoting applied connotation construction of mechanical engineering discipline by employing 12 standard of CDIO and to list the beneficial change of the student who is cultivated by concept of CDIO.

CDIO; engineering education; mechanical engineering discipline

G64

A

1001-4543(2011)03-0245-04

2011-02-21;

2011-05-27

劉平（1956－），男，山東博興人，教授，碩士，主要研究方向?yàn)闄C(jī)械工程設(shè)計(jì)與制造，電子郵箱liuping@meef.sspu.cn。