基于CDIO的机械专业理实一体化教学体系研究与实践

黄道业

（安徽国防科技职业学院机械工程系，安徽六安 237011）

基于CDIO的机械专业理实一体化教学体系研究与实践

黄道业

（安徽国防科技职业学院机械工程系，安徽六安 237011）

结合高职院校的特点，将CDIO教育模式引入到高职机械专业人才培养中，给出了该专业CDIO培养模式及基于CDIO的课程体系，为CDIO教育模式在机械专业的实践提供参考思路。

CDIO；机械专业；高职；人才培养方案

如何在给定的学制内让学生在获得必要知识的同时，逐步具备足够的产品加工制造能力和个人人际交流能力，是目前我国高职机械专业教育面临的共同挑战。[1]为此，高职机械专业必须从课程体系、教学理念和学习方法等方面做出重大变革。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、执行（Implement）到运作（Operate）的四个环节，也体现了作为制造业高技能型人才所应具备的服务于产品制造全过程所必须拥有的基本能力。我院积极借鉴CDIO理念，创新人才培养模式，力争培养具有合理知识结构、较强产品制造能力、良好职业道德素质的高技能型人才。

一、基于CDIO原理建立以项目为导向的人才培养方案

教育部〔教高（2006）〕16号《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》明确指出，高等职业院校要根据技术领域和职业岗位（群）的任职要求，参照相关的职业资格标准，改革课程体系和教学内容。该文件不仅对高等职业院校专业建设、教学改革提出了新的要求，也为高等职业院校人才培养方案的重构提供了指导性原则。

目前，很多高职院校在项目教学方面都做出了努力和探索，但这些研究主要集中在一些单独课程的项目教学，开设的项目相对独立，把实践教学仅仅理解为技能的反复训练，或是孤立的工作任务的学习，各门课程教学之间缺乏有效的内在联系，从而把过程与结果割裂开来了，并未形成有机的统一体。

为了改变这种状况，我院在教学改革实践中提出以项目为导向的CDIO人才培养模式，我们的改革目标是通过注重培养学生综合实践能力，尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力，以及较强的自学能力、组织沟通能力，吸收CDIO先进的工程教育理念，建立符合国家职业资格认证的人才培养方案。培养方案以CDIO为框架，以培养学生职业基本能力、个人拓展能力、团队协作能力和综合素质能力为主要目标，以素质教育为根本，以能力培养为主线，以项目导向为手段，以工作过程六个要素（对象、内容、手段、组织、产品、环境）作为背景环境，建立一个可以将基本知识、综合能力和素质的教、练、学融为一体的培养方案架构，将项目设计贯穿于学生的知识、能力、素质培养提升的全过程，并提高学生的创新能力、团队合作能力以及终身学习能力。

CDIO，是“构思（Conceive）—设计（Design）—执行（Implement）—运作（Operate）”的英文缩写，它代表一种工程教育模式。[2]构思，即针对工作实践，让学生掌握专业的基本知识，确定未来发展方向；设计，即以产品制造方案为核心，通过设计制造方案，拟解决某一具体的问题；执行，即以产品制造过程为核心，强调一体化的课程观，包括学生必须掌握的基本理论知识与能力；运作，即产品应用的具体环节，学生必须了解掌握，并有能力提供服务。即16号文件中倡导的任务驱动、项目导向、“教学做”一体化与顶岗实习的教学模式。任务驱动即根据专业特点，进行职业领域任务分析，确定培养目标；项目导向即通过典型工作任务分析，确定对应的行动领域，以项目来设计专业课程体系；“教学做”一体化即按照实际工作任务、工作过程和工作情境设计组织教学，形成以职业能力培养为核心的课程内容；顶岗实习即安排学生在各校外实训基地顶岗锻炼，通过“真刀真枪”的实际工作经历，对学生进行专业技能训练和职业意识教育。我校机械专业根据CDIO的基本原理，对人才培养方案的改革进行了探索，按照“构思、设计、执行、运作”的思路进行人才培养方案制定，基于CDIO框架的培养方案如图1所示。

图1 CDIO人才培养方案的制定

二、CDIO模式的一体化课程体系

CDIO运用在职业教育中，强调仿真企业的真实工作环境为教育的背景环境，参照企业对员工的素质要求，以及行业职业资格标准制定《机械制造岗位职业标准》；在标准制定过程中，从专业服务的岗位（群）工作任务调研入手，并依据典型工作任务的能力要求，分析、归纳、总结形成不同的行动领域，再经过科学的分析，实现行动领域到学习领域的转化。

学科知识是按照知识逻辑体系进行分类的，而生产实践则是综合性的。相互割裂的学科课程的学习不符合高职学生对工程实践的认知规律，妨碍了对知识的理解和动手能力的培养。[3]因此，我们对照岗位职业标准的要求，将毕业生的能力分为职业基本能力、个人拓展能力、团队协作能力和职业素质能力四个层面，并给予逐级细化，形成了可以落实到具体学习课程和项目、以三个不同层级项目为核心的一体化课程体系。

一级项目包含本专业主要核心课程和培养目标要求的项目，要求前后衔接完整地贯穿于整个教学过程，使学生得到构思、设计、执行、运作的系统训练。每专业至少有三次一级项目训练。首次一级项目训练安排在一年级，学生在教师指导下通过对一个实例产品的拆装，了解其构成与作用，从而了解本专业核心课程与实际产品的关系；同时，通过首次项目的执行与运作，调动学生的学习兴趣，进行初步的创新能力与产品构思训练，并对专业知识有了整体概念。顶岗实习为最后一次一级项目训练，要求学生利用所学知识，针对具体产品完整地展开构思、设计、执行、运作，通过企业实际产品的制作，将所学的理论知识和技能进行验证、巩固、完善和提高；同时，学习企业文化、适应工作环境、培养团队意识与敬业精神，为毕业后“零距离”就业做好准备。二级项目以相关核心课程群和相关能力要求为基础。包含一组相关课程群的基本知识和能力培养要求的项目。二级项目作为一级项目的支撑，既是对相关课程群的整合，也是培养学生综合应用相关知识的能力，尤其是动手能力、创新能力与终身学习能力培养的主体部分。一般以4-6个二级项目为载体，并为一级项目的顺利实施打下基础。三级项目是为加强核心课程的学习而设置的项目。通过三级项目的实施，培养学生灵活掌握知识的能力和动手实践能力。

以机械制造与自动化专业为例，从第一学年开始一直到第三学年第一学期结束共5个学期，每个学年都开设一个一级项目课程《机械设计与制造1-3》，通过对一个实例产品的拆装与制造，分析其结构与工作原理，通过零部件设计与加工、产品安装以及综合调试等过程，将构思、设计、执行、运作四大环节集成于一个实例产品项目。二级项目是基于课程群，每个课程群都有一个项目，通过零件设计、制造、控制、检测，把相关联的课程知识有机地整合起来，使学生认识到的是关联的知识群而不是孤立的知识。设置课程群既避免了学科课程之间内容的重复，又能有效减少学时数，同时也便于学生掌握知识，做到触类旁通。机制专业设置6个学习领域，并跟踪技术发展动态开设拓展学习领域。每个学习领域以液压虎钳、减速器等产品为载体设置学习情境，由易到难，从第一至第五学期贯穿各学习领域。三级项目为课程项目，每一个学习情境参照机械产品制作过程组织教学，形成纵向过程完整、横向能力依次递进的立体课程体系。新的课程体系（见图2）以项目为导向，课程内容既考虑当前的职业要求，又兼顾了社会经济发展所需的职业发展要求，并按认知规律“从简单到复杂、从基础到专业、从单项到综合”的原则序化各学习领域，逐步达到培养高素质技能型人才的目标。

图2 机械专业CDIO课程体系

CDIO模式的机械专业一体化课程体系设计，结合了专业培养目标与培养规格，建立了从专业培养目标到课程体系的映射、从课程目标到各知识单元教学目标的映射，进而形成一体化的课程体系。整个培养方案和课程体系围绕机械产品设计与制造展开，组织学生参与几个特定机械设计与制造项目（如减速箱设计与制造、台虎钳设计与制造）进行课程学习领域安排。它与通常教育模式的不同之处主要表现在三个方面：一是通过前导的基础理论课程，引导学生入门，激发学习兴趣；二是运用CDIO标准3集成化课程体系设置，课程体系以项目为主，把学科穿插其中做关联；三是通过实施专业核心课程的仿真实训CDIO项目，让学生在学习专业基本理论知识的同时亲身体验产品“构思、设计、执行、运作”的全过程，使得知识的学习和动手能力的培养之间形成良性互动。

三、CDIO模式机械专业一体化教学体系的实施

项目的实施是一个构思（Conceive），设计（Design），执行（Imp lement），运行（Operate）全过程的实践活动。项目实施注重的不仅是最终的结果，而且是完成项目的过程和操作程序。以项目为主线的实践教学体系要考虑所设计的项目能否覆盖职业技能标准的内容，能否负载职业技能标准所需的基础知识，其结构是否足够体现了工作体系的特征等。因此，在项目实施过程中，选择的产品及其零部件加工制作，要涵盖职业资格要求的知识和技能。学生自己动手从造型设计到动手加工零件直至最后产品组装，完成了一个“构思－设计－执行－运行”的全过程。

项目导向的人才培养方案以典型工作过程分析为基础，方案实施要求实训环境必须按照生产的要求和职业实践的过程来设计。同时，实训环境不再仅仅是技能训练的场所，而需融技能训练与专业理论知识学习于一体。在空间设计上，要尽量仿真企业的空间布局，如照明、色彩以及室内布置等方面也要尽量仿真企业情境；在设备布置方式上，要按工艺流程进行，给学生以真实的感觉。在此基础上，还要尽可能地按照企业的工作过程来组织项目的教学过程，从而构成一个仿真的工作情境，让学生通过完成仿真或是真实的工作任务，获得技术理论知识与实践动手能力。

四、结语

我校机械专业根据技能型人才培养需要，初步构建了基于CDIO的机械人才培养模式和课程体系，进行了教学模式探索和实践场所设计，为CDIO教学的推进提供了参考。

［1］郝超，蒋庆斌.试论高职教育项目课程的基本内涵［J］.中国高教研究，2007（7）.

［2］尚慧文.CDIO对高职教育人才培养的启示［J］.教育与职业，2009（11）：95-96.

［3］徐兵.T-CDIO课程体系构建与实践［J］.高等工程教育杂志，2008（1）.

Research and Practice on M echanical Specialty for Integration of Theory and Practice Based on CDIO

HUANG Dao-ye
(Mechanical Engineering Department,Anhui National Defense Vocational College,Lu'an 237011,China)

Through an analysis of the characteristics of high vocational colleges,we draw CDIO model into the personnel training ofmechanical specialty,and provide train model and curricular system based CDIO,which provide consultation method on using CDIOmodel intomechanical specialty.

CDIO;mechanical specialty;higher vocational colleges;personnel training program

G642

A

1008-2794（2011）06-0102-04

2011-02-23

安徽省教学研究项目“基于项目驱动法的机械类专业实践教学体系构建”（2008jyxm024）；安徽省教学研究项目“基于CDIO模式下的高职课程标准的研究与开发”（20101690）

黄道业（1964—），男，安徽六安人，安徽国防科技职业学院机械工程系副教授，主要研究方向为数控、机械、CAD/CAM。