關(guān)于CDIO模式的機械電子工程專業(yè)教學體系改革論文
針對中國工程教育專業(yè)認證的標準要求，結(jié)合本校現(xiàn)有機械電子工程專業(yè)課程體系的設(shè)置特點，借鑒國內(nèi)外相關(guān)高校機械電子工程專業(yè)工程教育教學經(jīng)驗，依據(jù)CDIO工程教育理念，優(yōu)化并完善適合本校機械電子工程專業(yè)的課程教學體系，有效地推動本專業(yè)的工程教育發(fā)展。
2016年6月2日，中國正式成為《華盛頓協(xié)議》成員國，這將對中國工程教育質(zhì)量的提高發(fā)揮極大的督促作用，促進中國按照國際標準培養(yǎng)工程師，提高工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量[1]。國際上廣泛應(yīng)用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學聯(lián)合研究提出的[2]。它主要由構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate)四部分組成，目的是通過產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行整個過程的鍛煉培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的能力[3]。按照CDIO的培養(yǎng)模式，工程畢業(yè)生的能力被分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層次，并通過12條標準來衡量學生的培養(yǎng)質(zhì)量，這與中國工程教育專業(yè)認證的12條標準有異曲同工之處。
我校機械電子工程專業(yè)目前雖然已經(jīng)制定了較合理的專業(yè)培養(yǎng)目標和培養(yǎng)方案，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)合理的師資隊伍，形成了較好的理論和實踐教學模式，但是與CDIO工程教育標準的要求相比，在培養(yǎng)方案、教學體系、教師隊伍建設(shè)及教學效果評價機制等方面，仍然存在一定的差距。現(xiàn)有機電專業(yè)課程體系存在專業(yè)特色不明顯、不同課程之間存在重復或相互沖突的地方等缺點，因此要依據(jù)CDIO工程教育理念，借助校企合作平臺，全面地進行機電專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討，建立符合CDIO工程教育標準的機械電子工程專業(yè)實踐教學體系。
1.我校機械電子工程專業(yè)課程體系情況
目前的專業(yè)培養(yǎng)方案里包括的`核心課程為：機械制圖、理論力學、材料力學、模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、C語言程序設(shè)計、單片機原理及應(yīng)用、自動控制原理、機電傳動控制、傳感技術(shù)、機械原理、機械設(shè)計、機械工程測試技術(shù)、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、互換性、工程材料等;主要實踐環(huán)節(jié)為：社會實踐調(diào)查、金工實習、電子電路實訓、工程制圖實踐、創(chuàng)新實踐、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、畢業(yè)設(shè)計(論文)、PLC與組態(tài)技術(shù)綜合實驗、測試技術(shù)與傳感器綜合實驗、單片機綜合實驗、自動化生產(chǎn)線認知實踐、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計和機電專業(yè)綜合課程設(shè)計等。
2.CDIO模式下的機電專業(yè)教學體系
根據(jù)CDIO工程教育標準的要求和我校辦學特色，為適應(yīng)煤炭行業(yè)和地方經(jīng)濟對機電專業(yè)高級技術(shù)人才的需求，結(jié)合重實踐、重創(chuàng)新的培養(yǎng)目標設(shè)計新的課程體系。廣泛吸取企業(yè)專家建議，深入探討和修訂機電專業(yè)課程體系，強化實踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建國際化的課程體系和教學模式，從而保證面向工程的課程體系能夠培養(yǎng)學生的實踐能力與創(chuàng)新思維。依據(jù)CDIO工程教育理念，選擇典型的工程實踐項目，采取“做中學”的方式，通過在項目中反復訓練鍛煉學生自主學習的能力，這樣不僅可以促進學生對基礎(chǔ)知識的掌握，還可以提高學生解決工程實踐問題的能力，從而使學生綜合素質(zhì)和能力能達到CDIO標準的要求，增強人才培養(yǎng)對企業(yè)的適應(yīng)性[4]。近年來，主要通過以下措施進行教學體系的改革：
(1)基于CDIO的工程教育理念，構(gòu)建了“一個核心、兩個方向、四個階段”的工程教學體系。
“一個核心”是以礦業(yè)領(lǐng)域的機電一體化系統(tǒng)設(shè)計、研發(fā)為主，覆蓋了多學科交叉領(lǐng)域，主要涉及機械設(shè)計、機械傳動、機械制造、機電傳動控制、PLC、單片機、控制工程、機電一體化系統(tǒng)設(shè)計等多種技術(shù);“兩個方向”是指機械設(shè)計與制造、電氣控制系統(tǒng)，選修課中增添“煤礦機電設(shè)備”、“工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)場總線技術(shù)”等課程;“四個階段”是指根據(jù)CDIO理念的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運行四階段指導，學生要經(jīng)歷認知實習、基礎(chǔ)課程實驗、專業(yè)課程設(shè)計與綜合實驗及畢業(yè)設(shè)計、創(chuàng)新大賽等綜合實訓，才能更好地掌握本專業(yè)的工程應(yīng)用技術(shù)。從第三學期開始，每學期均安排工程實踐環(huán)節(jié)，按照核心知識點和要求來設(shè)定每個工程實踐項目，在課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計過程中企業(yè)參與。
(2)依托產(chǎn)學研合作背景，通過專業(yè)綜合實訓和企業(yè)頂崗實習等環(huán)節(jié)提高學生工程實踐能力。
我校機械工程學院已經(jīng)建立了電子創(chuàng)新設(shè)計實驗室、慧魚模型創(chuàng)新設(shè)計實驗室、機電控制技術(shù)實驗室、虛擬儀器綜合實驗室、動態(tài)測試技術(shù)實驗室等實踐創(chuàng)新平臺，與淮南礦業(yè)集團、皖北煤電集團、淮南萬泰電子股份有限公司、淮南潤成科技股份有限公司、平安開誠智能安全裝備有限責任公司、凱盛重工有限公司、淮南階梯電子科技有限公司等開展了長期的產(chǎn)學研合作，從而可以保證給學生提供校內(nèi)、外實踐實習基地。通過單片機和PLC綜合實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、實訓檢驗學生電工電路、單片機、PLC綜合開發(fā)的能力，往往借助典型機電案例(如斜井跑車防護裝置、皮帶機集控系統(tǒng)、立井提升系統(tǒng)過卷過放保護系統(tǒng)等)，讓學生經(jīng)歷“構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運行”四階段的完整實訓。與此同時，讓學生積極深入到到校企合作的實習基地中，在相關(guān)機電系統(tǒng)中頂崗鍛煉，進一步提高學生的理論聯(lián)系實踐的能力，縮短學生個人能力與企業(yè)要求的差距。
(3)通過創(chuàng)新團隊建設(shè)、學科競賽和大學生科研項目培養(yǎng)學生工程實踐創(chuàng)新能力。
為進一步拓展學生科技創(chuàng)新能力，借助學院設(shè)置的創(chuàng)新團隊、學科競賽活動、大學生科研項目的平臺，在日常的教學管理中，融入緊密聯(lián)系工程實際的大學生課外科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，鼓勵學生積極參加“全國大學生機械創(chuàng)新大賽”、“全國大學生機器人大賽”、“全國大學生電子設(shè)計競賽”、“全國大學生節(jié)能減排大賽”等各種賽事，鼓勵學生撰寫
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和申請專利。
3.結(jié)語
CDIO工程教育模式與中國工程教育專業(yè)認證的標準是高度統(tǒng)一的，只有堅持以CDIO工程教育模式為指導，依據(jù)校企合作背景，不斷創(chuàng)新改革機電專業(yè)的課程教學模式，才能進一步提高學生的工程實踐應(yīng)用能力，為國家和企業(yè)培養(yǎng)出能在機電行業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域從事機電一體化產(chǎn)品和系統(tǒng)的設(shè)計制造、研究開發(fā)、工程應(yīng)用和運行管理工作的復合型工程技術(shù)人才，達到國際標準的要求。
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