工程实践教学中心实施CDIO模式的探索与实践

陈国民+郭梦鸥

摘要：CDIO模式下的工程实践教学有别于传统的工程实践教学，它能很好地适应应用型人才培养的要求。以化工专业工程实践教学为例，阐述了CDIO模式下的工程实践教学，提出了工程实践教学系统化、工程实践体系行业化的实践教学理念。

关键词：CDIO；工程实践教学；校企合作

中图分类号：G40；T-0 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）013-000-02

一、引言

湖南城市学院是一所培养具有创新精神和实践能力的应用型高级专门人才的地方本科院校，学校重视工程实践教学平台建设，设立了工程实践教学中心，专门统筹建设、管理和协调学校工程实践教学资源。工程实践教学中心积极推进工程实践教学改革，不断探索新型的工程实践教学模式，从2011年起，正式将CDIO模式引入到学校的工程实践教学中。

CDIO模式代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate），它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、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO模式将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面。

化工专业实践教学中心是学校工程实践教学中心的一个子中心，是培养化工专业高级应用型人才的工程实践平台。CDIO模式首先在高分子材料与工程专业工程实践教学中实施，包括教学理念、实践主体、实践过程、实践层次、评价机制五个方面，具体以项目的形式推进，所有项目均按“构思—设计—实现—运作”的全过程开展。

二、工程实践教学系统化

高分子材料与工程专业注重学生的工程实践教学，实践内容分为基本操作型、综合设计型、自主创新型三个层次，主要有化学综合实验、高分子基础实验、高分子制备设计、高分子成型综合实验、金工实习、生产实习、毕业设计等实践实验项目。基于CDIO模式的工程实践教学区别于传统的工程实践教学，实践实验项目采取开放式和自主创新式方式，以项目的构思、设计、实现和运作过程培养学生，主要包括项目构思、项目设计、项目实施、项目运行阶段。以高分子制备设计实验项目为例，开展基于CDIO模式的工程实践教学。

1.构思能力的培养

首先，教师布置一些综合性、设计性较强的实验项目，或者学生自己拟定实验项目并报老师审查，如聚酰亚胺、环氧树脂、聚苯胺等材料制备设计项目。然后，学生根据选择的实验项目自行组成3-5人的团队，团队根据实验项目要求的指标，查阅相关资料，提出实验项目的构成想法，教师给予各团队自由，让各团队成员自由发挥，互相启发、互相补充。最后，各团队根据老师的建议共同完善，确定实验项目的最佳构成方案，包括材料的合成、固化、表征、性能测试等。

2.设计能力的培养

实验项目的构成方案确定后，就要进行实验项目的具体设计，以期将有关制图、材料、设备及工艺等操作技能有机联系起来。实验项目设计中，每个团队都要独立设计本团队的实验项目，如：设计工艺方框图、搭建实验装置、列出化学试剂清单、设定反应物的投料比、制定反应时间和反应温度等操作参数。具体设计的内容越细化，学生的设计能力越能得到培养，要求学生详细化具体设计的每个内容，并进行设计方案可行性的理论分析。每个团队之间还可相互观摩、相互评价，指出具体设计过程中的亮点与不足。

3.实现能力的培养

学生实验设计方案确定后，根据教师指导和学生相互之间的相互帮助，学生进入高分子材料的制备合成环节。首先进行高分子材料合成所需化学试剂和实验装备的准备，在此阶段要求学生根据实验目的和实验要求认真准备好实验所需要的各种试剂和实验装备，同时掌握实验中的各种注意事项。实验过程中，要求每个团队进行实验记录，分析存在的问题，提出改进的思路，选择最优化的实验条件，不断对实验方案进行优化和改进，包括实验中所需化学试剂的具体种类、用量、反应条件等的优化，最终达到学生实践操作能力和分析问题与解决问题能力的培养。考虑到化工专业学生以后的就业，要求学生在实验过程中掌握正交实验的方法，对实验进行整体设计、综合比较、统计分析，实现通过少数的实验次数找到较好的生产条件，以达到最佳生产工艺效果，真正实现培养实践型与应用型的化工专业人才的教育目的。

4.运作能力的培养

在项目实现的同时，各团队做好项目的展示准备工作。每个项目团队推选项目汇报人，团队成员共同参与项目演示，对项目的研究意义、设计方案、工作原理、关键技术、实施过程、重要结果、存在的问题、最终结论等内容进行公开汇报。在项目汇报阶段，每个团队都要回答教师和另外团队提出的问题，特别针对化工制备的安全问题、环保问题，汇报团队应以本次实验过程中的记录数据来答疑。项目运作的过程中，团队与团队之间以说激思、以说验思、以说定思，最终实现“听明白”、“想明白”、“讲明白”。这样，不仅可以巩固学生对相关知识的理解和运用，而且培养学生综合运用能力、创新能力、举一反三能力和解决技术问题的能力。

三、工程实践体系行业化

CDIO模式注重知行统一，以强化工程实践教学为重点，着力培养适应市场需求的毕业生。为此，实施CDIO模式的工程实践教学内容一定要体现工程实际，工程实践教学环节一定要紧靠行业需求，也就是说要深化校企合作模式，充分利用企业贴近市场的优势，让企业发挥积极作用，形成基于CDIO模式的校企合作的工程实践教学局面。湖南城市学院积极推进校企合作改革，高度重视实习基地、校企合作基地的建设和发展，在校企合作人才培养模式层面上满足CDIO模式的工程实践教学需求。

1.校企合作融入CDIO模式

校企合作共同实施CDIO模式的工程实践教学。首先，通过建立校企合作实训中心开展与企业的紧密合作，实现优势资源共享，构建教学、科研、生产、培训为一体的人才培养平台，形成实施CDIO模式的工程实践教学条件。其次，通过校企合作，建立校外实习基地，开设与实际应用贴近的基于CDIO模式的工程实践教学项目。

校企合作是企业为高校学生创造“学以致用”的实践基地，是进行知识运用练习，培养高素质应用型人才的实验室。能使学生对公司的运作、行业性质、机构设置、企业文化、日常管理和工作环境等基本情况有一个较为全面的了解，可增强学生走向社会的工作能力。校企合作培养应用型人才，融入CDIO模式的工程实践教学，可提升校企合作应用型人才培养效果，可为学生尽快适应社会需求奠定良好基础。

2.校企合作实施CDIO模式

湖南城市学院化工专业为便于在校企合作中实施CDIO模式的工程实践教学，建立有1个省级实践教学示范中心、1个省级优秀实习基地、1个省级校企合作人才培养示范基地，还充分利用学科优势与社会资源，积极与企业、科研单位合作，在许多大中小型企业建立了与专业配套的稳定的校外实习基地 。今后化工专业还将进一步搭建校企合作工程实践教学平台，建立3个以上管理规范、技术先进、条件良好、稳定合作的校企合作人才培养基地。

化工专业学生采用的是“3+1”人才培养模式，学生大学前三年在校修完绝大多数的基础理论学分和能力范围内的部分实践课程学分；最后一年在企业进行工程实践教学培养，利用企业的工程技术人员和设备条件进行实地教学与毕业设计。在企业进行工程实践教学时，应用CDIO模式更易实现，更有效果，也体现行业特色。所选企业的条件优越，有利于在工程实践教学中应用CDIO模式，项目的选取真正来自于工程实际，而且是工程中需要解决的问题，激发学生的实践兴趣、创新意识和能力，同时项目团队的人际交换拓宽到了企业有关人员，合作意识得到强化。学生在企业的工程实践，自始至终以CDIO模式推进，并在企业有关人员的指导下，虚心学习，认真从实践中求知，深入实际，按时、按质、按量全面完成工程实践任务，努力培养发现、分析和解决实际问题的能力，以及合作共事能力。这种“3+1”教育模式实现了与国际高等工科教育的接轨，是独具中国特色CDIO模式。

3.校企合作培养适应CDIO模式的“双师型”教师

化工专业工程实践教学实施CDIO模式对化工专业教师的能力提出了新的要求，尤其是要求具有行业背景和工程背景。这就急需培养一批适应CDIO模式的“双师型”教师。这类教师的培养途径与方法主要有三个：①积极参加国家、省级骨干教师培训；②组织教师参加技能培训与考核；③通过校企合作派教师到企业进行锻炼培养。其中，教师到企业进行专业实践锻炼是最佳的途径。教师深入生产第一线，接受一段时间的实践锻炼，了解企业现代生产、管理过程，体验企业生产氛围，探讨解决教学中遇到的疑难问题，提高实践操作能力，提高专业技术素质。深入生产第一线锻炼，在实践中学习企业里的各种先进的技术和管理经验，努力实现教师与企业、专业与职业、理论与实践的对接。为适应培养应用型人才需要，湖南城市学院制定有关政策，鼓励教师走出学校，到企业挂职锻炼，逐步提高适应CDIO模式的“双师型”教师的比例。到目前为止，有一批化工专业教师走入企业进行工程实践锻炼。他们在企业期间，真正成为企业的员工，参与到工程实际项目，有意运用CDIO模式涉及的程序去完成工程实际项目或解决遇到的工程实际问题，适应CDIO模式的能力大为提高，为化工专业在工程实践教学中实施CDIO模式创造了较好的条件。

四、结束语

CDIO模式是近10几年来国际工程教育改革的重大成果，是高校工程实践教学改革的方向。CDIO模式下的工程实践教学，有利于学生工程实践能力、团队协作精神、人际交流能力和开拓创新意识培养。CDIO模式将学生能力培养贯穿于人才培养的全过程，极大地提高了应用型人才的执业能力。CDIO模式满足了湖南城市学院应用型人才培养的需要，社会、学校和企业满意度大幅提高。湖南城市学院工程实践教学中心对CDIO模式的应用进行了有益的探索与实践，CDIO模式在化工专业实践教学中心的成功，将为学校在其它实践教学子中心推广和实施CDIO模式提供示范和借鉴。

参考文献：

[1]顾佩华，沈民奋，陆小华.重新认识工程教育——国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社， 2009.

[2]凌芳，吕恬生，范成杰等.以CDIO模式推进工程实践教学改革[J].实验室研究与实践，2010，29（10）：141-142.

[3]王丽娜，杨裕亮，金波.基于CDIO理念的生产实习教学改革[J].中国现代教育装备，2012（1）：114-116.

作者简介：陈国民（1964-），男，湖南益阳人，教师，研究方向：高分子材料。