基于CDIO理念对纺织工程专业本科生的工程实践与创新能力培养

魏春艳　崔永珠　王迎　钱永芳

摘要：CDIO教育理念是工科类本科人才培养的先进模式及理念，重点培养学生的实践动手能力和创新能力。本课题通过对纺织工程专业的培养计划和教学大纲修订，以CDIO理念着力推动基于问题和项目的学习方法，对学生科技创新和创业计划项目加强指导，实行校企联合指导学生毕业设计，改革考核方法，加强校内外实习基地建设，以及对青年教师的工程教学能力加强实训等措施的实施，实现了提高学生的构思、设计、实施、操作能力以及自主学习和团队协作与沟通能力。

关键词：CDIO理念；问题学习；项目学习；工程实践；创新能力

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）26-0095-02

如何培养创新型工程人才是近年来国内教育改革的焦点之一[1]。CDIO教育理念是当前应用最多的一种创新型工程人才培养方式，它被誉为“是对传统教育模式的颠覆性改革”[2]。CDIO理念针对工程技术人才的培养提出了构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）四个层次的教育结构。CDIO教育理念是以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的方式进行学习，使学生不仅获得工程基础知识，还培养终身学习能力、团队协作能力、交流表达能力和工程实践及创新能力[3]。该理念充分体现“做中学”、“通过实践来带动学习”、“基于项目教育和学习”的思想[4][5]。

我校纺织工程专业在借鉴成功经验的基础上，进行了以行业需求为导向，以工程实际为背景，以工程技术为主线，以提高工程实践和创新能力为目的的教学改革实践。训练学生学会纺织产品设计或技术创新构思，并完成的产品或技术的改进与测试，直至产品投产或技术实施，以期提高学生实践动手能力，培养学生的创新能力。

一、以CDIO理念修订培养计划和教学大纲

为了提高学生的工程实践能力，根据CDIO理念修订了培养计划，调整课程体系，修改了教学大纲和课程内容。新的培养计划增加实践环节的比例，减少了理论学时比例，集中实践环节学分（每周1学分）由37学分改为43学分。使培养计划不仅有利于工程能力的培养，更有利于学生团队协作能力和终身学习能力的提高。新的课程体系保证了知识的连续性和完整性，且紧密与实践环节相衔接。课程设置时进一步增加设计和综合试验的比例，课程大纲的制定和修改要主要考虑学生的工程实践和创新能力的培养，即理论与实践紧密结合，并注重学生的整体能力的提高。

二、以CDIO理念引导学生参加科技创新和创业计划项目

为了提高学生的构思、设计、实施、运作能力，专业阶段实行全程导师制，使每位学生分别在导师的指导下参与课外实践，参与创新活动或参与研究生的课题研究。导师从资料查找、课题计划、内容设计、实施方案、结题报告均给予细致的指导。使学生基于项目的学习方法，通过兴趣找到课题方向，发现解决问题的方法，提高学生的创新意识和设计、动手能力，并从课题中提高自我学习和团队交流能力。

举办纺织品设计大赛等活动，为学生参与竞赛活动提供平台，自2011年起连续举办了四届由大连东立艺术纺织品有限公司赞助的“东立杯”纺织品设计大赛，每年参赛作品超过50份以上，作品的设计制作水平逐年提高。纺织品大赛充分地展示了我校大学生的创新意识和专业潜力，同时激发了大学生的专业学习热情。

纺织专业学生在老师的精心指导下，近几年获批国家、省、校级项目多项，项目质量和项目数在校内首屈一指；参加的"挑战杯"大学生课外学术科技作品和创业竞赛获得过国家三等奖，省级特等奖、一等奖多项。通过这些项目的实施使学生学会了查阅资料、思考问题、设计实验方法，提高了实验动手操作能力和自我学习能力。对实验中出现的问题能相互沟通，集体查找讨论解决问题的办法，培养了学生团队协作和沟通能力。

三、以CDIO理念提高学生毕业设计课题的工程性或创新性

通过校企联合指导学生的毕业设计，将企业中的问题或新产品开发关键设立为本科生的毕业设计（论文）题目，让学生进行与生产实际联系紧密的毕业设计内容的研究或设计，让学生到企业在工程技术人员（作为副导师）的指导下完成毕业设计任务，锻炼他们的应用能力和水平。或教师将自己的科研课题作为学生的毕业论文题目，指导学生查阅资料、确定研究方向和内容、设计实验流程、采用最先进的检测与表征方法，提高学生的工程实践和创新能力。

四、加强校内外实习基地建设，创建CDIO工程教育环境

学生的实践环境对学生的工程实践能力和创新能力提高起着至关重要的作用。只有学生多接触生产实践，才能使课堂上学习的内容紧密与生产实际相结合，才能在原有知识基础上产生创新。由此我们加强了校内外实践教学基地建设。

近两年来，我校纺织工程专业加大校内实验室改造和实践教学基地建设，2013年和2014年共花费270多万元购买世界最先进的纺织染设备供本科生实验、实习和创新实践使用。使学生能在校内学习先进纺织染全套系统的工艺流程和工艺设置方式、设备工作原理、设备的维修项目、生产操作方法，实现与纺织企业的生产紧密结合。

在已有校外实习基地基础上，我们继续加大实习基地建设，并将实习基地由省内向省外发展。我校纺织工程共建立了校外实践教学基地14家，这些企业包括纺织染不同类别。其所生产的品种包括纱线和织物，纱线从原料上分为棉毛丝麻化纤不同类别；织物又包括服用、装饰用、工业用等多品种。实习基地多次为学生提供了顶岗实习机会。除培养计划规定的实习认识实习、专业实习、毕业实习外，还推荐部分优秀学生利用寒暑假到实习基地进行就业见习活动，即到企业顶岗实习。实习期间企业将大家分成不同小组，按专业方向和工艺流程由技术人员给予详细指导，使学生们在实习过程中学到了在学校学习不到的实践知识，深入了解纺织企业的工艺流程、设备运转情况以及产品质量和生产管理方法。通过实习学生学习了毛织物、棉织物和长丝织物，毛巾织物和毛毯织物，机织工业过滤布、无纺布等多品种的生产方法。增强了学生对纺织企业的了解，提高他们对生产实践的认识，为早日适应工程技术岗位奠定了良好的基础。endprint

为了更好地让学生了解纺织企业的工艺流程和设备情况，我们对部分实习基地的生产情况制作了教学短片，已完成大连一广毛巾有限公司和大连神州纺织有限公司两个企业的整个生产过程录像短片，作为课外专业知识学习资料。

五、改革考核方法，注重过程考核。

在课堂采用问题式学习方法的同时，我们对课程考核方式进行了改革，因为考核方式直接引导学生的学习方式和学习内容。为了提高学生的动手能力，课程考核从原来的一张卷考核改为：（1）记载上课缺课与迟到表现赋给部分平时成绩；（2）考察试验预习、设计、动手、报告的数据分析、讨论等赋分；（3）实践环节主要考核实习或设计表现和动手能力以及设计创新性。其中实验从预习情况、实验动手能力、解决实验中突发问题的能力、实验报告书写情况综合考核。另如专业实习由原来的考核出勤、试卷、实验报告三方面改为考核出勤、动手能力、实验报告三方面，并重点考核动手能力，包括机器部件的现场识别、设备运转原理、设备保全保养部件的安装等多段考核。即重点考核学生的自主思考和实践能力。

六、以CDIO理念提高教师的工程教学能力

学生实践能力和创新能力的培养要求教师首先要具有较强的创新能力、项目指导能力和实践能力。现在年轻博士教师具有较高的研究能力，但缺乏扎实的实践教学和指导能力，所以建设一支既有扎实专业知识，又有较强实践工程能力的双师型教师队伍是培养高水平创新型工程人才的关键。

为了提高创新型工程人才培养水平，加强青年教师的工程实践能力，我校纺织工程专业制定了“纺织工程专业青年教师教学能力培养方案”并实施，其中规定“新入职博士学位教师在上课前必须完成本专业企业的生产第一线实践训练，实践时间最少不得少于3个月”。通过实践使青年教师真正了解本专业的工艺流程、设备工作原理、设备维护保养制度、质量分析和生产管理方法。使其真正适应本科实践教学需求，提高教学和实践指导能力。

总之，通过近几年以CDIO理念的建设与实践，取得了较好成果。为学生搭建了实践的平台，提升学生构思、设计、实施和运作能力，同时培养学生团队精神和终身学习能力。下一步我们将继续完善专业方向整合和课程体系调整，持续进行教学方法的改革与创新，以促进学生工程实践和创新能力的培养，实现学生的工程与创新能力与时代接轨。

参考文献：

[1]顾佩华，陆小华.基于CDIO工程教育改革的探索与实践[J].中国教育，2010，（7）.

[2]刘增辉.CDIO——颠覆性的工科教育模式改革[J]中国远程教育，2008，（l4）：64-67.

[3]张安全.CDIO工程教育模式在课程集中 训练项目中的应用[J].中国新技术新产品，2009，（18）：251.

[4]金涛，高德勇.基于CDIO工程教育创新型人才培养模式的研究[J].成功（教育），2013，（2）：140.

[5]安德智，李燕.基于CDIO工程教育创新型人才培养模式的研究[J].高教研究：卫生职业教育，2010，28（23）：13-14.

[6]杨毅刚.切实做到一体化 尽量避免两张皮——对我国工程教育未来发展的若干建议[J].高等工程教育研究，2012，（01）.

[7]李培根，许晓东，陈国松.我国本科工程教育实践教学问题与原因探析[J].高等工程教育研究，2012，（03）.endprint