高職裝備制造類專業(yè)CDIO工程教育人才培養(yǎng)模式研究與實踐

劉衛(wèi)民，馬 樂

（哈爾濱職業(yè)技術學院，哈爾濱 150081）

0 引言

裝備制造業(yè)是為國民經濟和國防建設提供生產技術裝備的先進制造業(yè)，即“生產機器的機器制造業(yè)”，是“中國制造”的核心力量［1］。隨著互聯(lián)網、大數(shù)據(jù)、人工智能與制造業(yè)不斷融合發(fā)展，智能化轉型升級成為裝備制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢，這種趨勢導致大量低技術含量崗位消失，依托于智能制造的新技術、新產業(yè)、新崗位應運而生，具備自動化技術、先進制造技術、信息技術等多種技能的跨專業(yè)復合型人才正在形成更為巨大的人才需求缺口。這就要求高職院校調整人才培養(yǎng)模式以適應這種趨勢，而CDIO（Conceive-構思、Design-設計、Implement-實現(xiàn)和Operate-運作）工程教育人才培養(yǎng)模式恰是一個非常好的選擇。

1 裝備制造業(yè)人才需求

《制造業(yè)人才發(fā)展規(guī)劃指南》預測，2025年制造業(yè)技能型人才缺口達到2985.7萬人。2019年政府工作報告中提到，加快發(fā)展現(xiàn)代職業(yè)教育既有利于緩解當前就業(yè)壓力，也是解決高技能人才短缺的戰(zhàn)略之舉。2019年職業(yè)教育大規(guī)模擴招100萬人，2020年擴招200萬人，吸引更多的高素質適齡學習者選擇職業(yè)教育，為東北老工業(yè)基地振興發(fā)展培養(yǎng)更多的工匠人才，是當前高職院校的首要任務。目前，我國裝備制造業(yè)規(guī)模以上企業(yè)人力資源總量近1794萬人，據(jù)不完全統(tǒng)計，其中人才總量近736萬人。同時，制造業(yè)人才隊伍建設還存在一些突出問題，主要表現(xiàn)在制造業(yè)人才結構性過剩與短缺并存。傳統(tǒng)產業(yè)人才素質提高任務艱巨，先進制造技術領域人才不足，支撐制造業(yè)轉型升級的能力不強［2］?！?019年中國高職高專生就業(yè)報告》數(shù)據(jù)顯示，傳統(tǒng)制造業(yè)就業(yè)形勢不容樂觀，而新興產業(yè)尤其是信息技術等高新技術產業(yè)就業(yè)率高，需求旺盛。這與我國制造業(yè)轉型升級的現(xiàn)實十分吻合，也反映出當前高職人才培養(yǎng)與企業(yè)需求之間存在差異，需要在培養(yǎng)方向、模式和策略上進行改革，以適應新形勢發(fā)展的需求。為更好地適應新技術、新發(fā)展帶來的挑戰(zhàn)，先進制造業(yè)人才應具備以下能力和素質。

（1）創(chuàng)新精神和創(chuàng)造思維。先進的智能制造是對傳統(tǒng)制造業(yè)的全面提升，各種新技術、新概念不斷涌現(xiàn)，只有具備創(chuàng)新精神和創(chuàng)造思維，才有可能將這些新技術、新概念運用到生產過程中，因此先進的智能制造業(yè)需要具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)造思維的人才［3］。

（2）精益求精的工匠精神。智能制造和工匠精神是一個相互關聯(lián)的整體，工匠精神不僅可以使智能制造更專業(yè)、質量更高，還有助于產業(yè)轉型升級。因此，先進的智能制造業(yè)人才更需要具備嚴謹、敬業(yè)、專注、精益求精的工匠精神［4］。

（3）發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。重復性勞動將被智能機器人取代，人的工作主要是保證機器人正常運行，因而發(fā)現(xiàn)問題并及時解決問題就變得非常重要。

（4）扎實的專業(yè)技術基礎。具備扎實的專業(yè)技術基礎是工程實踐的重要前提，也是不斷學習和掌握智能制造新技術的必備基礎。

（5）豐富的工程實踐經驗。智能制造人才應具備豐富的工程實踐經驗，熟悉產品制造的各個環(huán)節(jié)和工藝流程，這樣才能將先進的信息技術、智能技術融入工程實踐。

除此之外，先進制造業(yè)人才還應具備必要的人文素養(yǎng)。如何培養(yǎng)出具備上述能力素質的技術技能人才已成為各高職院校的當務之急。來自西方的CDIO工程教育模式是以現(xiàn)代工業(yè)產品從研發(fā)設計到運行改良乃至終結廢棄的生命全過程為載體，知識、能力和素質一體化的人才培養(yǎng)模式，與智能制造業(yè)對人才能力素質的需求高度契合。

2 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是麻省理工學院和瑞典皇家工學院等4所大學經過4年的探索研究創(chuàng)立的。CDIO分別代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產品研發(fā)到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。CDIO大綱將學生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力4個層面，要求以綜合的培養(yǎng)方式使學生在這4個層面實現(xiàn)預定目標。CDIO的理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施及檢驗測評的12條標準。

通過對比可以看出，CDIO的培養(yǎng)目標與先進制造業(yè)對人才能力的要求高度契合，其中CDIO以來自生產實踐的項目為載體，使學生在完成項目的過程中提升技術技能的做法更是學生積累工程實踐經驗最直接有效的途徑。因此，CDIO工程教育模式是非常適合先進制造業(yè)人才的培養(yǎng)模式，值得職業(yè)院校開展更深入的研究、實踐和推廣。但是，要想將這種模式付諸實踐，使之更好地服務于裝備制造業(yè)技術技能人才培養(yǎng)，但其絕不是簡單地照搬過來就能行之有效的，需經過反復地試點實施、總結修正方能探索出符合本地區(qū)實際的人才培養(yǎng)模式。下面筆者以哈爾濱職業(yè)技術學院機電工程學院電氣自動化技術專業(yè)的人才培養(yǎng)模式改革為例，希望能夠起到拋磚引玉的作用。

3 高職裝備制造類專業(yè)CDIO工程教育人才培養(yǎng)模式實施案例

哈爾濱職業(yè)技術學院機電一體化技術專業(yè)群以電氣自動化技術專業(yè)為試點并逐步推廣，開展CDIO人才培養(yǎng)模式改革。哈爾濱職業(yè)技術學院電氣自動化技術專業(yè)借鑒CDIO工程教育理念，創(chuàng)立了“訂單培養(yǎng)，德技并重”的人才培養(yǎng)模式，一方面堅持以滿足企業(yè)對技術技能型人才的需求為目標，另一方面注重對學生職業(yè)道德、專業(yè)技術和技能等綜合能力的培養(yǎng)。

3.1 課程體系構建

構建三級項目。每門專業(yè)課程將若干三級項目作為課程知識點的載體。將若干門專業(yè)課程設計成1個課程群，課程群以1個二級項目為載體，最后通過一級項目將課程間的知識有機聯(lián)系起來。所有項目均來源于生產實際，項目內容由淺入深，循序漸進。項目實施過程包括構思、設計、實現(xiàn)、運行4個基本環(huán)節(jié)。學生在項目執(zhí)行過程中學習探索、綜合應用知識，培養(yǎng)團隊精神及項目管理能力。課程設計和課堂教學設計體現(xiàn)課堂思政、人文素質教育，給予學生充分的體驗和感悟空間。

3.2 校企合作機制建設

學院與哈爾濱電機廠有限責任公司、哈爾濱博實自動化股份有限公司等企業(yè)合作，成立電氣自動化技術專業(yè)理事會，制定并完善了各項校企合作制度，對校企合作項目進行評估，規(guī)范管理校企合作項目的運行方式，保障校企合作順利實施。合作中采取各項措施保障企業(yè)的利益，吸引更多的企業(yè)參與校企合作。在此機制下，積極開拓合作領域，開展多方位的校企合作。

3.3 教學團隊建設

學院投入資金，打造專兼結合的教學團隊。將專業(yè)教師職業(yè)教育教學能力和實踐能力培養(yǎng)作為專業(yè)教學團隊建設的主要內容，增強專業(yè)教學團隊的課程設計、課題研究和應用技術研究能力。按照分層次、分梯隊的能力要求確定培養(yǎng)要求，按照理論知識扎實、職業(yè)能力過硬的標準開展培訓工作。

對于企業(yè)實踐經驗豐富但教學經驗不足的教師，重點進行高職教育教學理念、課程設計、教學方法的培訓，派遣教師到職業(yè)教育先進的國家和地區(qū)學習培訓。同時，通過院內二次培訓，學習體會交流活動，所有專業(yè)教師都能學習到職業(yè)教育發(fā)達國家的教育理念，學習并掌握項目和任務的設計方法以及教學資源的建設方法。

對實踐經驗不足的專業(yè)教師重點進行企業(yè)頂崗實踐培訓，安排20名專任教師到哈爾濱著名企業(yè)參加為期1個月的頂崗鍛煉，3年內累計半年以上企業(yè)工作經歷的有4人，在此過程中教師熟悉了企業(yè)文化，掌握了大量的崗位知識和技能。

3年時間，教學團隊共開發(fā)精品在線開放課程7門，編寫CDIO項目式專業(yè)教材8部、其他教材10部，發(fā)表教育科研論文46篇，承接省級以上課題研究19項，獲批專利20項，從而使教師的實踐技能和教學水平得到很大提升。

3.4 技術開發(fā)與技術服務

來自生產實踐的真實項目是CDIO實施的重要載體，學院邀請來自各行各業(yè)的專家共同探討，選取適合學生特點的三級項目，項目從最簡單的開始，由淺入深，使學生逐步掌握項目構思、設計、實施和運行的方法。另外，鼓勵教師積極開展技術開發(fā)和技術服務，參與生產實踐，幫助企業(yè)解決發(fā)展中面臨的技術攻關、技術改造等難題。3年共派出技術咨詢與技術服務104人次，為企業(yè)提供技術研發(fā)、技術服務。這些措施不僅提高了專業(yè)教師的技術服務能力，還為CDIO的有效實施提供了大量的工程項目。

3.5 考核與評價

上述措施只是提供必要的保障，而更多細節(jié)的處理對這一人才培養(yǎng)模式的有效實施起到了極為關鍵的作用，主要表現(xiàn)在對學生的成果進行考核評價。參照CDIO大綱和標準，結合專業(yè)特點，加強過程控制，制訂考核方案。在CDIO的每個階段，學生都應提交一個階段性成果，最后提交一個完整的作品和報告，使學生更有成就感。此外，改革考核方式，加強過程考核，各組學生將每個階段的成果公開展示并進行講解，以培養(yǎng)表達能力。同時，利用各組之間的競爭激發(fā)學生的潛能。

4 CDIO工程教育理念實施的成果

CDIO人才培養(yǎng)模式的實施有力提升了人才培養(yǎng)質量。近3年，學生雙證書率達100%，畢業(yè)生平均一次就業(yè)率達98%，專業(yè)對口率80%，用人單位滿意率達92%，省級以上技能大賽獲獎45項。特色人才培養(yǎng)模式已推廣至黑龍江省10余所高職院校的同類專業(yè)。哈爾濱職業(yè)技術學院已成為國家56所高水平高職院校建設單位之一。

實踐證明，CDIO工程教育人才培養(yǎng)模式一定能夠在高職裝備制造類專業(yè)技術技能人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用。