CDIO教育模式在轴承特色专业课程中的应用

郑学+普邱明+杜辉

摘 要：根据轴承特色专业的特点，该文基于 CDIO 工程教育理念，提出轴承特色专业应用型人才培养的新模式，该模式注重数学思维与数学方法运用能力的训练，强调对学生实践创新能力和科研能力的培养。在该模式基础上，构建和优化理论与实践相融合的课程体系，从培养目标，师资队伍、教学方法等进行改革，从而达到培养轴承高端工程师人才的目的。

关键词：CDIO教育模式 轴承 应用

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（b）-0202-02

河南科技大学轴承专业方向自成立以来，尽管学科建设成果累累，具有专业、行业方面的特色，但是其传统的轴承理论实践教学方法与现代工业发展对高科技轴承人才的要求不相适应，既不能满足轴承技术迅猛发展的需要，也不能满足轴承企业对高素质高质量人才的需要。因此该文基于CDIO教育教学模式，以工程专业教育认证为契机，对轴承专业、尤其是轴承卓越课程的教学理论实践进行了改革与探索，使学生在有限的教学时间里，既能掌握课程的基本内容，又具备一定的基本技能训练和工程实践的能力，尤其使学生具有系统思维、多学科交叉融合的复杂机械工程分析能力。

1 CDIO教育模式与我校轴承专业发展现状

CDIO教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和運作（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[1]。我国高校在教学过程中存在许多相应的问题[2]，这些问题不能得到较好的解决，就会严重制约高科技人才的培养，就不能适应科学发展和生产实际的需要。由于历史的原因，轴承专业方向具有多方面的特色[3]，这些特色的存在，一定程度上也相应桎梏了学生的积极性，例如，由于轴承本科全国的唯一性，导致部分学生滋生了不愁找工作的观念，从而失去了学习的动力，这与培养高科技轴承技术人才的目标严重背离。同时，传统轴承教学已经不能满足生产实际的需要，不能结合生产实际分析、解决问题[4]。针对现代装备制造业和高科技轴承发展对工程技术人才的要求，以洛阳市“3公里工程教育圈”为依托，发挥产学研合作优势，构建机械设计制造及其自动化轴承专业方向“3+1”的“卓越工程师教育培养计划”。即以培养“厚基础、强实践、能创新”的卓越人才为目标，以校、企联合为平台，以课程体系改革为核心，以政策、制度体系建设为保障，着力提高学生的工程意识、工程素质和工程实践能力，积极探索工程教育专业人才培养的新模式，旨在培养造就一批创新能力强、适应社会经济发展需要的精英型工程技术人才。

2 CDIO工程教育模式的实践与探索

CDIO工程教育模式注重培养学生的构思、设计、实现与运作能力，根据这一教育模式，对轴承特色专业进行教学改革。

2.1 将过去以考核教师教学方法教学水平为中心改为考核学生为中心

即考核学生毕业时要达到什么目标、毕业5年后将达到什么目标，从而间接地考核教师。因而促使教师不断改进教学方法，提高教学水平。

2.2 教学方法改革，充分调动学生参与科研的积极性

改革教师教学方法，促进学生自主学习。注重给学生提供更多的自由发挥、自主学习的机会，在课堂上老师更多地与学生进行讨论，启发学生去探究问题，鼓励学生收集了解专业前沿知识；将专业学分要求和专业课学时进行压缩，给学生留出更充分的课余时间，以便更多地参加自主学习和创新实践；每门课程根据毕业要求指标点布置作业、设置实验、考题、课程设计及毕业设计题目，提高学生分析问题和解决问题的能力；培养大纲设置学生课外素质教育学分，并作为是否取得毕业资格的必要条件，促使学生在学好课堂理论知识的基础上，积极主动参与相应的科研活动，从而培养学生创新、务实、灵活、应变的能力。对主干专业课程的校外实习与设计教学进行探索。主干课程集中讲授结束后，安排学生到企业进行针对性的工艺设计实习。既强化课程学习效果，又做到学以致用，并能及时找到学习中欠缺的环节，最终形成课程实习、生产实习、毕业设计逐步加深，各有侧重的实践教学体系。

2.3 教材的编写

要提高教学质量，使学生达到CDIO教学模式所要求具备的能力，就必须加强教材的改革。教材应在反映本课程基础知识、基本理论基础上，尽可能地反映专业前沿知识，满足教师和学生的专业创造，留给学生思考与探索的空间，同时也要与生产实际紧密结合。为此在以有丰富轴承教学科研经验的专家教授为主的基础上，邀请具有先进轴承技术的国内外轴承企业专家加入教材的编写，将其先进的轴承设计、制造、应用等技术结合计算机技术编入轴承教材中，因而极大提高了教材的质量。

2.4 师资力量的培养

要搞轴承特色专业教学，首先要求教师不仅要坚实的理论知识，而且要有丰富的实践知识；不仅要有机械设计、机械加工方面的专业知识，更要有滚动轴承方面的知识。早期轴承专业的教师都是由具有工作实践经验的教师担任，但是随着老教师的退休，非轴承专业毕业的年轻教师逐渐增多，出现轴承理论实践知识不足的情况。为了增加教师轴承方面的理论实践知识，非轴承专业毕业博士必须进轴承企业攻读博士后，必须进行工程化；同时所有参与教学的年轻教师必须带队去轴承企业实习，与轴承企业进行各方面交流，尤其是去斯凯孚、舍弗勒、恩斯克、洛阳轴承股份有限公司等知名企业实习与交流，从而达到提高理论、尤其是实践方面的水平。

2.5 管理指导方式改革

根据实际需要，将本科生指导教师改为学业导师制度，该制度是实施和完善学分制的一种辅助制度，在教师和学生之间建立一种“导学”关系，要求教师关注学生从入学到毕业整个教育过程和学生的思想、学习、生活等各个教育环节，实现因材施教和个性化培养，有效地提高学生的综合素质、创新精神和实践能力。该制度要求指导教师有针对性对学习困难学生实施帮助，引导学生做好学业规划，制定每学期和四年学习目标，引导学生参与各种科研活动。

3 基于CDIO教育模式改革结果

随着国家航空航天、军工民用等高新技术的发展，对轴承设计/制造高技术、高层次人才的需求逐渐增加。作为国家唯一一所集本科、硕士、博士于一体培养的大专院校，应优化完善教学内容，利用先进的教学手段、教学方法使课堂教学质量得到提高，并加强实践性教学，从而培养出具备更强创新能力、综合能力、能适应环境变化的轴承设计/制造技术复合型人才。

CDIO教育模式改革，打破了传统轴承特色专业的理论实践教学模式，实现了从考核目标、培养方案、教学方法、师资培养、教材编写等方面的变革，这些变革对人才的培养起到了极大的作用。

（1）极大提高了学生学习的自觉性与主动性，研究生上线率极大提高。

（2）学生参与科研积极性得到提高，先后多人参与教师发明专利、论文发表等。

（3）培养的学生理论和实践水平极大提高，更加符合生产科研的需要，深受用人单位欢迎，因而作为回报，校友捐赠大幅提高，位居2016中国大学校友捐赠排行榜第69名。

（4）轴承特色专业配合学校其它教学改革，使得学校在武书连主持的《中国大学評价》和艾瑞深中国校友会网的《中国大学评价研究报告》2017中国大学排行榜中的位次大幅度攀升。

（5）经过CDIO教育教学模式改革后，学生的基础知识与能力得到极大的提高，先后获得第九届高教杯全国大学生先进成图技术与产品信息建模创新大赛国家一等奖、诺信杯工业产品设计CAS大赛国家二等奖等。

同时，每位学生都从CDIO教学模式改革中学到了项目的基本流程与运作，其CDIO能力都得到了锻炼与提高。

4 结语

通过对轴承特色专业的理论实践教学改革证明，基于CDIO教育教学模式优势较为明显，能够建立传统教育中学生缺乏的工程价值观，能激发学生学习、积极参与科研活动，培养学生工程知识、问题分析、研究等能力，同时还培养学生工程与社会、环境与可持续发展等观念，具有持续改进、终生学习的能力。

参考文献

[1] 邵广军，吕平，王娟.CDIO工程教育模式下大学生非专业素质培养研究[J].黑龙江高教研究，2011（5）：136-139.

[2] 唐振明，徐建民，蒋唯游，等.CDIO 工程教育模式在校企合作中的实践[J].计算机教育，2010（11）：41-43.

[3] 韩建海，马伟，夏新涛，等.产学研合作打造轴承专业特色[J].理工高教研究，2007，26（1）：88-89.

[4] 陈金如.必须重视轴承的问题[J].印刷世界，2000（6）：18.