基于CDIO人才培養(yǎng)模式的機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的改革

1、第卷期年月安徽師范大學學報（自然科學版）（）基于人才培養(yǎng)模式的機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的改革與探索王偉，王殿君，申愛明，林順英，陳亞，代峰燕（北京石油化工學院機械工程學院，北京）摘要：是美國麻省理工學院工程教育的一種經(jīng)典模式該模式強調(diào)工程教育應(yīng)當關(guān)注實踐，以科技為基礎(chǔ)，將教育過程置身于產(chǎn)品系統(tǒng)生命周期的具體情境中，以培養(yǎng)新一代高水平工程師為目標本文介紹了的模式及發(fā)展現(xiàn)狀，分析了我國現(xiàn)行的工程教育模式存在的問題，結(jié)合我校機械電子工程專業(yè)實踐教學，闡述了運用工程教育模式級項目實踐教學的實施過程，探索了基于人才培養(yǎng)模式的機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的改革與實踐關(guān)鍵詞：模式；人才培養(yǎng)；實踐教學；改

2、革中圖分類號：文獻標識碼：文章編號：（）引言我國現(xiàn)行的工程教育模式脫胎于前蘇聯(lián)的專業(yè)教育，該模式與現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對高級工程人才的要求不相適應(yīng)，其存在的問題主要有以下幾點：一是教育學術(shù)化；二是重理論輕實踐；三是專業(yè)設(shè)置口徑窄；四是工程教育缺乏系統(tǒng)規(guī)劃為了適應(yīng)現(xiàn)代工程教育的需要，我國許多高校吸收歐美先進的工程教育理念，結(jié)合一般工科院校應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)的特點，開展以“為特色”的工程教育模式的研究與實踐我校根據(jù)石油石化行業(yè)和北京經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代制造業(yè)的需求，以國家級重點學科機械電子工程專業(yè)為試點，開展了以項目為主線的模式實踐教學訓(xùn)練，使學生在有限的教學時間里，既能掌握課程的基本內(nèi)容，又具備一

3、定的基本技能訓(xùn)練和工程實踐的能力，實現(xiàn)實用型人才培養(yǎng)的整體目標的模式與發(fā)展現(xiàn)狀是年由美國麻省理工學院聯(lián)合瑞典查爾姆斯技術(shù)大學、林克平大學以及皇家技術(shù)學院所高校，共同開發(fā)的一種全新工程教育理念和實施體系是英文單詞“構(gòu)思”（）、“設(shè)計”（）、“實施”（）、“運行”（）的縮寫其中，“構(gòu)思”包括顧客需求分析，技術(shù)、企業(yè)戰(zhàn)略和規(guī)章制度設(shè)計，發(fā)展理念、技術(shù)程序和商業(yè)計劃制訂；“設(shè)計”主要包括工程計劃、圖紙設(shè)計以及實施方案設(shè)計等；“實施”是將設(shè)計方案轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的過程，包括制造、解碼、測試以及設(shè)計方案的確認；“運行”則主要是通過投入實施的產(chǎn)品對前期程序進行評估的過程，包括對系統(tǒng)的修訂、改進和淘汰等工程教育的設(shè)

4、計靈感源于工程產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期，注重培養(yǎng)學生掌握扎實的工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識，并在此基礎(chǔ)上將教育過程放到工程領(lǐng)域的具體情境中，通過貫穿整個人才培養(yǎng)過程的團隊設(shè)計和創(chuàng)新實踐訓(xùn)練，培養(yǎng)專業(yè)基礎(chǔ)扎實、職業(yè)道德高尚的新一代高水平工程師美國工程教育的發(fā)展最初主要是移植歐洲工程教育模式（特別是英國模式）這種教育模式學校沒有系統(tǒng)化理論課程，教師以工程企業(yè)的一線工程師為主，高度關(guān)注生產(chǎn)實踐，以提高學生解決實際問題的能力為主要教育目標世紀下半葉以后，隨著第二次和第三次科技革命的相繼到來，科學知識越來越與工程生產(chǎn)實踐相融合，現(xiàn)代工程理論體系逐漸形成工程教育逐漸從實踐訓(xùn)練轉(zhuǎn)向工程科學知識傳授，教學場所從工收稿日期

5、：基金項目：北京市教改項目一般院校高等工程教育體系改革的研究與實踐子課題（）；北京市高校人才強教深化計劃資助項目機電測控技術(shù)基礎(chǔ)課程群教學團隊（）；北京石油化工學院校級教育教學改革與研究項目（、），作者簡介：王偉（一），女。吉林白城人，副教授，主要從事測量與控制方面的教學和科研工作卷第期王偉，王殿君，申愛明，等：基于人才培養(yǎng)模式的機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的改革與探索程生產(chǎn)車間轉(zhuǎn)移到大學教室；教師群體也從技術(shù)工程師轉(zhuǎn)向工程理論研究人員然而，近年來，工業(yè)界逐漸認識到由于嚴重脫離實踐，高校工程專業(yè)所培養(yǎng)的畢業(yè)生難以適應(yīng)現(xiàn)實工業(yè)生產(chǎn)的需要為此，許多大型工業(yè)公司紛紛列出他們亟需的工程師必備素質(zhì)清單（

6、如波音公司）為解決高校教育與工業(yè)生產(chǎn)需要的矛盾，調(diào)整高校人才培養(yǎng)方式，美國工程技術(shù)認證委員會在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，對工程專業(yè)畢業(yè)生人才培養(yǎng)目標做出了大規(guī)模調(diào)整高校工程教育必須主動調(diào)整人才培養(yǎng)模式，以滿足工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的需求工程教育模式就是在這種情況下應(yīng)運而生的，實現(xiàn)了高校教育與工程實踐緊密結(jié)合我國近年來重視開展工程教育模式的研究和實踐，并取得了定的效果年月在汕頭舉辦了“年中國工程教育模式研討會”會議成立了中國工程教育模式研究與實踐課題組，課題組的任務(wù)是研究國際工程教育改革情況和工程教育模式的理念及做法；對我國工程教育改革情況進行調(diào)研并指導(dǎo)有關(guān)院校開展工程教育模式試點工作；組織開展工程教育模式的研討

7、與交流活動工程教育模式的實踐與探索長期以來，我校機械電子工程專業(yè)的人才培養(yǎng)定位是：面向工程實際，以培養(yǎng)懂技術(shù)、會管理的一線工程師為目標，探索培養(yǎng)“知識面寬、綜合素質(zhì)高、實踐能力強、懂技術(shù)、會管理，具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力的工程應(yīng)用型人才”新途徑【為了在已有培養(yǎng)模式的基礎(chǔ)上吸收理念，除了合理安排涵蓋本專業(yè)基本科學知識、核心工程基礎(chǔ)知識、高級工程基礎(chǔ)知識、工程師職業(yè)道德和操守的課程外，更要精心規(guī)劃和設(shè)置獨具特色的構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行項目（項目），以引導(dǎo)學生對專業(yè)課程的學習興趣并對本專業(yè)有清醒的整體認識另外，通過項目的實施培養(yǎng)學生的實踐能力和創(chuàng)新精神所有的項目均為團隊合作項目，學生在項目進行的過程中

8、學會綜合應(yīng)用知識、鍛煉團隊精神、學習項目組織、培養(yǎng)能力、職業(yè)精神和責任感等各種素質(zhì)根據(jù)石油石化行業(yè)和北京經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略中優(yōu)先發(fā)展現(xiàn)代制造業(yè)的需求，將典型的機電一體化設(shè)備機器人作為我校機械電子工程培養(yǎng)方案中的級項目，讓學生系統(tǒng)掌握機器人設(shè)備“構(gòu)思一設(shè)計一實施一運行”的全過程，培養(yǎng)出與國際接軌的合格工程師讓學生通過專業(yè)實踐課體系的訓(xùn)練，完成構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行（）的整體訓(xùn)練，把學生所學過的分散的相關(guān)知識以一個完整的工程項目的形式串成一個整體，訓(xùn)練學生的自我更新知識的能力、人際交流能力以及對大系統(tǒng)的掌握、運行和調(diào)控能力現(xiàn)以“擂臺機器人”為例，說明我校機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案中的模式級項目的實施過程在

9、構(gòu)思（）方面根據(jù)任務(wù)目標，構(gòu)思擂臺機器人的結(jié)構(gòu)和功能將學生按人一組，組成個團隊，進行擂臺機器人市場調(diào)查、產(chǎn)品定義、可行性分析和產(chǎn)品功能分析，提出擂臺機器人概念設(shè)計和初步結(jié)構(gòu)設(shè)計在設(shè)計（）方面對已進行概念設(shè)計（初步設(shè)計）的擂臺機器人，應(yīng)用工程力學、機械工程基礎(chǔ)、控制理論等課程的知識進行整體結(jié)構(gòu)設(shè)計，包括機器人機械結(jié)構(gòu)的詳細設(shè)計和上位機控制系統(tǒng)中部分接口電路等的制作、下位機部分程序編制、上下位機控制系統(tǒng)構(gòu)置等在實施（）方面對已進行詳細設(shè)計的擂臺機器人產(chǎn)品進行樣品制造與檢驗，對電控系統(tǒng)進行調(diào)試，并進行整個系統(tǒng)的加工調(diào)試與工藝試驗在項目實施過程中，要求學生輪流作為團隊的負責人，以更好的培養(yǎng)學生的團隊精

10、神和領(lǐng)導(dǎo)能力，讓學生在級項目的實施過程中得到全面的鍛煉和提高在運行（）方面采取學生組長負責制，組內(nèi)進行分工，分別負責機械傳動、電氣、硬件接和軟件控制的設(shè)計和實現(xiàn)，但分工不分家，從考核成績上就要求每個同學都積極參與各部分的工作，倡導(dǎo)團結(jié)協(xié)作的團隊精神以學生自主搭建的擂臺機器人為基礎(chǔ)，以設(shè)備運行狀況、比賽的結(jié)果為依據(jù)通過開展豐富多彩的科技活動競賽，激發(fā)學生的創(chuàng)造力課程結(jié)束時進行課程的答辯特色與創(chuàng)新我校開展基于人才培養(yǎng)模式的機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的實踐活動，具有以下特點安徽師范大學學報（自然科學版）年構(gòu)建了突出學生能力培養(yǎng)的實踐課程體系以項目化教學為主線，培養(yǎng)學生的科研能力、創(chuàng)新能力、分析問題

11、與解決問題能力、動手能力、新知識獲取能力、理論聯(lián)系實際和實踐能力創(chuàng)建了一種研究型實踐教學的模式實踐教學模擬科研項目的研究過程，創(chuàng)造競爭氛圍，激發(fā)學習潛能，學生“樂于廢寢忘食”倡導(dǎo)沒有最好只有更好，讓優(yōu)才生追求卓越，普通生追求進步，變“要他學習”為“他要學習”營造了學生開展創(chuàng)新活動的氛圍通過教學內(nèi)容設(shè)計，將機械制造技術(shù)方面的研究成果應(yīng)用于實踐平臺建設(shè)，具有可重構(gòu)性、生動性以設(shè)計并實現(xiàn)一種機器人為載體，從軟硬件接口、伺服和步進電機驅(qū)動、電氣和機械傳動等方面進行綜合實踐，為學生營造釋放才華的空間結(jié)束語隨著現(xiàn)代科技與社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，工程技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)和日常生活中得到越來越廣泛的應(yīng)用現(xiàn)代工程已不是一

12、個孤立的系統(tǒng)，作為科學技術(shù)活動向社會各領(lǐng)域的延伸，它涉及社會、經(jīng)濟、市場、環(huán)境、生態(tài)甚至倫理和道德等領(lǐng)域是一個新的教育模式，盡管它的歷史還很短，但已經(jīng)顯示了它的強大生命力我們相信通過高等工程教育模式的改革，將會大大增強了學生的綜合能力，提高了學生的國際競爭力參考文獻：艦（）：（）：王碩旺，洪成文：美國麻省理工學院工程教育的經(jīng)典模式基于對課程大綱的解讀理工高教研究，。（）：一林風，李正美國高等工程教育的歷史沿革與發(fā)展趨勢理工高教究，（）：陶勇仿，商存惠大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示中國高教研究，（）：王殿君，焦向東，王偉，陳亞，申愛明新版機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案的研究與實踐安徽師范大學學報：自然科

13、學版，（）：【林藝真高等工程教育模式探析哈爾濱學院學報，（）：，（，）：，：； 基于CDIO人才培養(yǎng)模式的機械電子工程專業(yè)實踐教學體系的改革與探索作者：王偉， 王殿君， 申愛明， 林順英， 陳亞， 代峰燕， WANG Wei， WANG Dian-jun，SHEN Ai-ming， LIN Shun-ying， CHEN Ya， DAI Feng-yan作者單位：北京石油化工學院,機械工程學院,北京,102617刊名：安徽師范大學學報（自然科學版）英文刊名： JOURNAL OF ANHUI NORMAL UNIVERSITY(NATURAL SCIENCE年，卷(期：2010,33(2被引用

14、次數(shù)：5次參考文獻(7條1. 林藝真 CDIO高等工程教育模式探析期刊論文-哈爾濱學院學報 2008(042. 王殿君;焦向東;王偉;陳亞 申愛明 新版機械電子工程專業(yè)培養(yǎng)方案的研究與實踐期刊論文-安徽師范大學學報(自然科學版 2009(013. 陶勇仿;商存惠 CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示期刊論文-中國高教研究 2006(114. 林鳳;李正 美國高等工程教育的歷史沿革與發(fā)展趨勢期刊論文-理工高教研究 2007(055. 王碩旺;洪成文 CDIO:美國麻省理工學院工程教育的經(jīng)典模式-基于對CDIO課程大綱的解讀期刊論文-理工高教研究 2009(046. The need for CD

15、IO 20097. The CDIOTMMMStandards:2 2009本文讀者也讀過(10條1. 陶勇芳. 商存慧 CDIO大綱對高等工科教育創(chuàng)新的啟示期刊論文-中國高教研究2006(112. 袁健. 朱龍英. YUAN Jian. ZHU Long-ying 基于CDIO的"機電一體化系統(tǒng)設(shè)計"課程考核方法改革的探索期刊論文-中國地質(zhì)教育2010,19(23. 郭皎. 鄢沛. 應(yīng)宏. 陳曉峰. Guo Jiao. Yan Pei. Ying Hong. Chen Xiaofeng 基于CDIO的計算機專業(yè)實驗教學改革期刊論文-實驗技術(shù)與管理2011,28(24. 寧

16、艷. 駱爾禔. 李希琳. 鄔月林. Ning Yan. Luo Erti. Li Xilin. Wu Yuelin 基于CDIO模式的實踐教學研究期刊論文-價值工程2010,29(175. 凌芳. 呂恬生. 范成杰. 安麗橋. LING Fang. LV Tian-sheng. FAN Cheng-jie. AN Li-qiao 以CDIO模式推進工程實踐教學改革期刊論文-實驗室研究與探索2010,29(106. 王亞良. 張燁. 陳勇. 任欣. 金壽松. Wang Yaliang. Zhang Ye. Chen Yong. Ren Xin. Jin Shousong 基于CDIO的實驗項目開

17、發(fā)與實踐期刊論文-實驗技術(shù)與管理2010,27(27. 王殿君. 王偉. 張寶生. 申愛明. 朱加雷. WANG Dian-jun. WANG Wei. ZHANG Bao-sheng. SHEN Ai-ming. ZHU Jia-lei CDIO人才培養(yǎng)模式在機械電子工程專業(yè)綜合訓(xùn)練中的應(yīng)用期刊論文-安徽師范大學學報（自然科學版）2011,34(38. 張鳳娥. 薛健飛. 李定龍. 董良飛. 涂保華. 浦玉忠. Zhang Feng'e. Xue Jianfei. Li Dinglong. Dong Liangfei. Tu Baohua . Pu Yuzhong CDIO工程人才培

18、養(yǎng)模式的研究期刊論文-實驗技術(shù)與管理2010,27(129. 李曼麗. LI Man-li 用歷史解讀CDIO及其應(yīng)用前景期刊論文-清華大學教育研究2008,29(510. 郭長虹. 趙炳利. 李興東. 姜桂榮. GUO Chang-hong. ZHAO Bing-li. LI Xing-dong. JIANG Gui-rong 面向CDIO的工程圖學教學改革期刊論文-工程圖學學報2011(5引證文獻(6條1. 錢靜. 陳安軍 CDIO理念下的包裝工程專業(yè)實踐教學初探與思考期刊論文-西南師范大學學報（自然科學版）2012(12. 王殿君. 王偉. 張寶生. 申愛明. 朱加雷 CDIO人才培養(yǎng)模式在機械電子