工程實(shí)踐教學(xué)中心實(shí)施CDIO模式的探索與實(shí)踐

陳國(guó)民+郭夢(mèng)鷗

摘要：CDIO模式下的工程實(shí)踐教學(xué)有別于傳統(tǒng)的工程實(shí)踐教學(xué)，它能很好地適應(yīng)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。以化工專業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)為例，闡述了CDIO模式下的工程實(shí)踐教學(xué)，提出了工程實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)化、工程實(shí)踐體系行業(yè)化的實(shí)踐教學(xué)理念。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程實(shí)踐教學(xué)；校企合作

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

一、引言

湖南城市學(xué)院是一所培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的應(yīng)用型高級(jí)專門人才的地方本科院校，學(xué)校重視工程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)，設(shè)立了工程實(shí)踐教學(xué)中心，專門統(tǒng)籌建設(shè)、管理和協(xié)調(diào)學(xué)校工程實(shí)踐教學(xué)資源。工程實(shí)踐教學(xué)中心積極推進(jìn)工程實(shí)踐教學(xué)改革，不斷探索新型的工程實(shí)踐教學(xué)模式，從2011年起，正式將CDIO模式引入到學(xué)校的工程實(shí)踐教學(xué)中。

CDIO模式代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO模式將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面。

化工專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中心是學(xué)校工程實(shí)踐教學(xué)中心的一個(gè)子中心，是培養(yǎng)化工專業(yè)高級(jí)應(yīng)用型人才的工程實(shí)踐平臺(tái)。CDIO模式首先在高分子材料與工程專業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)中實(shí)施，包括教學(xué)理念、實(shí)踐主體、實(shí)踐過(guò)程、實(shí)踐層次、評(píng)價(jià)機(jī)制五個(gè)方面，具體以項(xiàng)目的形式推進(jìn)，所有項(xiàng)目均按“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)作”的全過(guò)程開(kāi)展。

二、工程實(shí)踐教學(xué)系統(tǒng)化

高分子材料與工程專業(yè)注重學(xué)生的工程實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐內(nèi)容分為基本操作型、綜合設(shè)計(jì)型、自主創(chuàng)新型三個(gè)層次，主要有化學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)、高分子基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、高分子制備設(shè)計(jì)、高分子成型綜合實(shí)驗(yàn)、金工實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等實(shí)踐實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?；贑DIO模式的工程實(shí)踐教學(xué)區(qū)別于傳統(tǒng)的工程實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采取開(kāi)放式和自主創(chuàng)新式方式，以項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作過(guò)程培養(yǎng)學(xué)生，主要包括項(xiàng)目構(gòu)思、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施、項(xiàng)目運(yùn)行階段。以高分子制備設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為例，開(kāi)展基于CDIO模式的工程實(shí)踐教學(xué)。

1.構(gòu)思能力的培養(yǎng)

首先，教師布置一些綜合性、設(shè)計(jì)性較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，或者學(xué)生自己擬定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目并報(bào)老師審查，如聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂、聚苯胺等材料制備設(shè)計(jì)項(xiàng)目。然后，學(xué)生根據(jù)選擇的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目自行組成3-5人的團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求的指標(biāo)，查閱相關(guān)資料，提出實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的構(gòu)成想法，教師給予各團(tuán)隊(duì)自由，讓各團(tuán)隊(duì)成員自由發(fā)揮，互相啟發(fā)、互相補(bǔ)充。最后，各團(tuán)隊(duì)根據(jù)老師的建議共同完善，確定實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的最佳構(gòu)成方案，包括材料的合成、固化、表征、性能測(cè)試等。

2.設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)

實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的構(gòu)成方案確定后，就要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的具體設(shè)計(jì)，以期將有關(guān)制圖、材料、設(shè)備及工藝等操作技能有機(jī)聯(lián)系起來(lái)。實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，每個(gè)團(tuán)隊(duì)都要獨(dú)立設(shè)計(jì)本團(tuán)隊(duì)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，如：設(shè)計(jì)工藝方框圖、搭建實(shí)驗(yàn)裝置、列出化學(xué)試劑清單、設(shè)定反應(yīng)物的投料比、制定反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度等操作參數(shù)。具體設(shè)計(jì)的內(nèi)容越細(xì)化，學(xué)生的設(shè)計(jì)能力越能得到培養(yǎng)，要求學(xué)生詳細(xì)化具體設(shè)計(jì)的每個(gè)內(nèi)容，并進(jìn)行設(shè)計(jì)方案可行性的理論分析。每個(gè)團(tuán)隊(duì)之間還可相互觀摩、相互評(píng)價(jià)，指出具體設(shè)計(jì)過(guò)程中的亮點(diǎn)與不足。

3.實(shí)現(xiàn)能力的培養(yǎng)

學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案確定后，根據(jù)教師指導(dǎo)和學(xué)生相互之間的相互幫助，學(xué)生進(jìn)入高分子材料的制備合成環(huán)節(jié)。首先進(jìn)行高分子材料合成所需化學(xué)試劑和實(shí)驗(yàn)裝備的準(zhǔn)備，在此階段要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)要求認(rèn)真準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)所需要的各種試劑和實(shí)驗(yàn)裝備，同時(shí)掌握實(shí)驗(yàn)中的各種注意事項(xiàng)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，要求每個(gè)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)記錄，分析存在的問(wèn)題，提出改進(jìn)的思路，選擇最優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件，不斷對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，包括實(shí)驗(yàn)中所需化學(xué)試劑的具體種類、用量、反應(yīng)條件等的優(yōu)化，最終達(dá)到學(xué)生實(shí)踐操作能力和分析問(wèn)題與解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)?？紤]到化工專業(yè)學(xué)生以后的就業(yè)，要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中掌握正交實(shí)驗(yàn)的方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)、綜合比較、統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)現(xiàn)通過(guò)少數(shù)的實(shí)驗(yàn)次數(shù)找到較好的生產(chǎn)條件，以達(dá)到最佳生產(chǎn)工藝效果，真正實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)實(shí)踐型與應(yīng)用型的化工專業(yè)人才的教育目的。

4.運(yùn)作能力的培養(yǎng)

在項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)的同時(shí)，各團(tuán)隊(duì)做好項(xiàng)目的展示準(zhǔn)備工作。每個(gè)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)推選項(xiàng)目匯報(bào)人，團(tuán)隊(duì)成員共同參與項(xiàng)目演示，對(duì)項(xiàng)目的研究意義、設(shè)計(jì)方案、工作原理、關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)施過(guò)程、重要結(jié)果、存在的問(wèn)題、最終結(jié)論等內(nèi)容進(jìn)行公開(kāi)匯報(bào)。在項(xiàng)目匯報(bào)階段，每個(gè)團(tuán)隊(duì)都要回答教師和另外團(tuán)隊(duì)提出的問(wèn)題，特別針對(duì)化工制備的安全問(wèn)題、環(huán)保問(wèn)題，匯報(bào)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)以本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的記錄數(shù)據(jù)來(lái)答疑。項(xiàng)目運(yùn)作的過(guò)程中，團(tuán)隊(duì)與團(tuán)隊(duì)之間以說(shuō)激思、以說(shuō)驗(yàn)思、以說(shuō)定思，最終實(shí)現(xiàn)“聽(tīng)明白”、“想明白”、“講明白”。這樣，不僅可以鞏固學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和運(yùn)用，而且培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力、舉一反三能力和解決技術(shù)問(wèn)題的能力。

三、工程實(shí)踐體系行業(yè)化

CDIO模式注重知行統(tǒng)一，以強(qiáng)化工程實(shí)踐教學(xué)為重點(diǎn)，著力培養(yǎng)適應(yīng)市場(chǎng)需求的畢業(yè)生。為此，實(shí)施CDIO模式的工程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容一定要體現(xiàn)工程實(shí)際，工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)一定要緊靠行業(yè)需求，也就是說(shuō)要深化校企合作模式，充分利用企業(yè)貼近市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)，讓企業(yè)發(fā)揮積極作用，形成基于CDIO模式的校企合作的工程實(shí)踐教學(xué)局面。湖南城市學(xué)院積極推進(jìn)校企合作改革，高度重視實(shí)習(xí)基地、校企合作基地的建設(shè)和發(fā)展，在校企合作人才培養(yǎng)模式層面上滿足CDIO模式的工程實(shí)踐教學(xué)需求。

1.校企合作融入CDIO模式

校企合作共同實(shí)施CDIO模式的工程實(shí)踐教學(xué)。首先，通過(guò)建立校企合作實(shí)訓(xùn)中心開(kāi)展與企業(yè)的緊密合作，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)資源共享，構(gòu)建教學(xué)、科研、生產(chǎn)、培訓(xùn)為一體的人才培養(yǎng)平臺(tái)，形成實(shí)施CDIO模式的工程實(shí)踐教學(xué)條件。其次，通過(guò)校企合作，建立校外實(shí)習(xí)基地，開(kāi)設(shè)與實(shí)際應(yīng)用貼近的基于CDIO模式的工程實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目。

校企合作是企業(yè)為高校學(xué)生創(chuàng)造“學(xué)以致用”的實(shí)踐基地，是進(jìn)行知識(shí)運(yùn)用練習(xí)，培養(yǎng)高素質(zhì)應(yīng)用型人才的實(shí)驗(yàn)室。能使學(xué)生對(duì)公司的運(yùn)作、行業(yè)性質(zhì)、機(jī)構(gòu)設(shè)置、企業(yè)文化、日常管理和工作環(huán)境等基本情況有一個(gè)較為全面的了解，可增強(qiáng)學(xué)生走向社會(huì)的工作能力。校企合作培養(yǎng)應(yīng)用型人才，融入CDIO模式的工程實(shí)踐教學(xué)，可提升校企合作應(yīng)用型人才培養(yǎng)效果，可為學(xué)生盡快適應(yīng)社會(huì)需求奠定良好基礎(chǔ)。

2.校企合作實(shí)施CDIO模式

湖南城市學(xué)院化工專業(yè)為便于在校企合作中實(shí)施CDIO模式的工程實(shí)踐教學(xué)，建立有1個(gè)省級(jí)實(shí)踐教學(xué)示范中心、1個(gè)省級(jí)優(yōu)秀實(shí)習(xí)基地、1個(gè)省級(jí)校企合作人才培養(yǎng)示范基地，還充分利用學(xué)科優(yōu)勢(shì)與社會(huì)資源，積極與企業(yè)、科研單位合作，在許多大中小型企業(yè)建立了與專業(yè)配套的穩(wěn)定的校外實(shí)習(xí)基地 。今后化工專業(yè)還將進(jìn)一步搭建校企合作工程實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，建立3個(gè)以上管理規(guī)范、技術(shù)先進(jìn)、條件良好、穩(wěn)定合作的校企合作人才培養(yǎng)基地。

化工專業(yè)學(xué)生采用的是“3+1”人才培養(yǎng)模式，學(xué)生大學(xué)前三年在校修完絕大多數(shù)的基礎(chǔ)理論學(xué)分和能力范圍內(nèi)的部分實(shí)踐課程學(xué)分；最后一年在企業(yè)進(jìn)行工程實(shí)踐教學(xué)培養(yǎng)，利用企業(yè)的工程技術(shù)人員和設(shè)備條件進(jìn)行實(shí)地教學(xué)與畢業(yè)設(shè)計(jì)。在企業(yè)進(jìn)行工程實(shí)踐教學(xué)時(shí)，應(yīng)用CDIO模式更易實(shí)現(xiàn)，更有效果，也體現(xiàn)行業(yè)特色。所選企業(yè)的條件優(yōu)越，有利于在工程實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用CDIO模式，項(xiàng)目的選取真正來(lái)自于工程實(shí)際，而且是工程中需要解決的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的實(shí)踐興趣、創(chuàng)新意識(shí)和能力，同時(shí)項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的人際交換拓寬到了企業(yè)有關(guān)人員，合作意識(shí)得到強(qiáng)化。學(xué)生在企業(yè)的工程實(shí)踐，自始至終以CDIO模式推進(jìn)，并在企業(yè)有關(guān)人員的指導(dǎo)下，虛心學(xué)習(xí)，認(rèn)真從實(shí)踐中求知，深入實(shí)際，按時(shí)、按質(zhì)、按量全面完成工程實(shí)踐任務(wù)，努力培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)、分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，以及合作共事能力。這種“3+1”教育模式實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際高等工科教育的接軌，是獨(dú)具中國(guó)特色CDIO模式。

3.校企合作培養(yǎng)適應(yīng)CDIO模式的“雙師型”教師

化工專業(yè)工程實(shí)踐教學(xué)實(shí)施CDIO模式對(duì)化工專業(yè)教師的能力提出了新的要求，尤其是要求具有行業(yè)背景和工程背景。這就急需培養(yǎng)一批適應(yīng)CDIO模式的“雙師型”教師。這類教師的培養(yǎng)途徑與方法主要有三個(gè)：①積極參加國(guó)家、省級(jí)骨干教師培訓(xùn)；②組織教師參加技能培訓(xùn)與考核；③通過(guò)校企合作派教師到企業(yè)進(jìn)行鍛煉培養(yǎng)。其中，教師到企業(yè)進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐鍛煉是最佳的途徑。教師深入生產(chǎn)第一線，接受一段時(shí)間的實(shí)踐鍛煉，了解企業(yè)現(xiàn)代生產(chǎn)、管理過(guò)程，體驗(yàn)企業(yè)生產(chǎn)氛圍，探討解決教學(xué)中遇到的疑難問(wèn)題，提高實(shí)踐操作能力，提高專業(yè)技術(shù)素質(zhì)。深入生產(chǎn)第一線鍛煉，在實(shí)踐中學(xué)習(xí)企業(yè)里的各種先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，努力實(shí)現(xiàn)教師與企業(yè)、專業(yè)與職業(yè)、理論與實(shí)踐的對(duì)接。為適應(yīng)培養(yǎng)應(yīng)用型人才需要，湖南城市學(xué)院制定有關(guān)政策，鼓勵(lì)教師走出學(xué)校，到企業(yè)掛職鍛煉，逐步提高適應(yīng)CDIO模式的“雙師型”教師的比例。到目前為止，有一批化工專業(yè)教師走入企業(yè)進(jìn)行工程實(shí)踐鍛煉。他們?cè)谄髽I(yè)期間，真正成為企業(yè)的員工，參與到工程實(shí)際項(xiàng)目，有意運(yùn)用CDIO模式涉及的程序去完成工程實(shí)際項(xiàng)目或解決遇到的工程實(shí)際問(wèn)題，適應(yīng)CDIO模式的能力大為提高，為化工專業(yè)在工程實(shí)踐教學(xué)中實(shí)施CDIO模式創(chuàng)造了較好的條件。

四、結(jié)束語(yǔ)

CDIO模式是近10幾年來(lái)國(guó)際工程教育改革的重大成果，是高校工程實(shí)踐教學(xué)改革的方向。CDIO模式下的工程實(shí)踐教學(xué)，有利于學(xué)生工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、人際交流能力和開(kāi)拓創(chuàng)新意識(shí)培養(yǎng)。CDIO模式將學(xué)生能力培養(yǎng)貫穿于人才培養(yǎng)的全過(guò)程，極大地提高了應(yīng)用型人才的執(zhí)業(yè)能力。CDIO模式滿足了湖南城市學(xué)院應(yīng)用型人才培養(yǎng)的需要，社會(huì)、學(xué)校和企業(yè)滿意度大幅提高。湖南城市學(xué)院工程實(shí)踐教學(xué)中心對(duì)CDIO模式的應(yīng)用進(jìn)行了有益的探索與實(shí)踐，CDIO模式在化工專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中心的成功，將為學(xué)校在其它實(shí)踐教學(xué)子中心推廣和實(shí)施CDIO模式提供示范和借鑒。

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作者簡(jiǎn)介：陳國(guó)民（1964-），男，湖南益陽(yáng)人，教師，研究方向：高分子材料。