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CDIO理念基于机械工程及自动化专业的教学改革思考摘要：cdio教育理念是现代高等教育的最新成果，受到广泛关注。
21世纪，高校培养工程技术人才、高素质的工程人才已成为影响一个国家核心竞争力的重要因素。
本文以机械工程及自动化专业教学研究为案例，分析现有教学现状，采用cdio的教育理念，通过对课程目标、教学方式的实践研究，提出了课程体系和教学方法改革、加强实验室建设、加强师资队伍结构、加强校企合作的实施途径，培养工程技术人才。
关键词：cdio；教育理念；机械工程及自动化专业；工程技术人才中图分类号：g71 文献标识码：a文章编号：1009-0118（2012）10-0133-02一、引言高等教育经历了十几年的高速发展已经跨入了国际公认的大众化发展阶段。
合理的教学体系是教育成功的前提，创新教学方式和方式、提高教学质量已经成为衡量教学改革成败的关键。
为了适应科技飞速发展对高素质人才的需求，培养学生具有良好的工程意识、综合设计与工程实践能力已成为高等院校工程教育的一个重要目标，培养合格的工程技术人才，对一个国家经济和科技进步起着巨大的推动作用，而以学生为主体的知识、能力、素质全面协调发展已成为高等学校的教育理念。
二、cdio工程教育理念cdio工程教育理念是由麻省理工学院以美国工程院和瑞典皇家工程院等4所大学从2000年起组成的跨国研究组，经过4年的探索研究后创立一种教育理念，并成立了cdio国际合作组织。
cdio 是构思（conceive）、设计（design）、实现（implement）、运作（operate）4个英文单词的缩写，让学生以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习工程，培养学生具有良好的工程基础知识、个人能力和人际团队能力和工程系统能力。
实践证明，cdio教育理念培养的人才深受社会各企业欢迎。
三、机械工程及自动化专业本科人才培养模式现状我国高校中工科类院校占有较大的比重，几乎每一所工科院校都包含机械类专业。
创新教育科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald218①基金项目：本文为“职业院校创客教育的研究与实践”（项目编号：GXGZJG2017B206）研究成果。
作者简介：周纬远（1988，6—），男，汉族，广西北海人，硕士，讲师，从事制造业信息化研究。
通讯作者：何永玲（1967，5—），女，汉族，广西钦州人，硕士，教授，从事机械设计制造及自动化、机电一体化技术研 究，E-mail：heylyx@。
DOI：10.16660/ki.1674-098X.2019.27.218基于CDIO理念的机械应用工程师培养方法的探索①周纬远 何永玲*(北部湾大学机械与船舶海洋工程学院 广西钦州 535011)摘 要：CDIO工程教育模式是近些年来国际工程教育改革的新成果，这一教育模式主要是将教育分为了构思、设计、实施以及运行四个环节，这一理念旨在对学生的工程基础理论以及专业知识进行更加深入的教育、提高自主学习能力及工程能力，该教育方法更加符合对机械类人才培养的规律，是一种较为先进的教育理念与教育方法。
因此，本文将主要对基于CDIO理念下机械类应用型工程师的培养方法进行探索与研究。
关键词：CDIO模式 应用型工程师 探索中图分类号：G640 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)09(c)-0218-02本文将简单将CDIO模式这一国际流行的工程教育模式以及高等工程教育的先进理念作为借鉴，按照国家对于人才培养具体要求，对机械类应用型工程师的培养模式从整体上进行把控，提出机械应用工程师的有效培养方法与模式，希望能够对我国培养应用型工程师起到一定的促进作用。
1 总体思路希望借助CDIO理念培养机械应用工程师，就必须明确整体的工作思路。
第一，明确培养目标。
首先，应该明确自身的培养目标，树立正确科学的教育理念作为指导，将行业实际需求作为基本衡量标准，以工程为背景，将工程能力作为主线，提高学生工程意识、工程素养以及工程实际实践能力。
基于CDIO工程教育模式的课程改革与实践随着社会的不断发展和科技的不断进步，工程教育也面临着日益严峻的挑战。
传统的工程教育模式在满足人才培养需求方面存在一定的不足，因此需要不断进行改革与创新。
CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）工程教育模式应运而生，引领着工程教育的革新浪潮。
本文将以CDIO工程教育模式为基础，探讨工程教育的课程改革与实践。
一、CDIO工程教育模式简介CDIO工程教育模式是由马萨诸塞理工学院（MIT）于2000年提出的一种工程教育新范式。
CDIO模式以学生为中心，将学习、实践、创新、协作等要素有机结合，使学生在学习工程知识和技能的培养解决问题、团队合作、创新和实践能力。
CDIO模式主要包括四个阶段：概念与思考（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运营（Operate）。
这一模式将工程教育从重视知识传授转变为培养学生的创新能力和实践能力，充分符合当今社会和企业对工程人才的需求。
1. 课程目标的明确CDIO模式强调学生的综合素质和实践能力的培养，因此需要将课程目标从单纯的知识传授转变为学生能力的培养。
在课程改革中，可以根据CDIO模式的理念和原则重新设计课程目标，重点强调学生在概念、设计、实施和运营各个阶段的能力培养。
还可以结合社会和企业对工程人才的需求，确定专业人才培养目标，使课程设计更加贴合社会需求。
2. 课程内容的更新和丰富CDIO模式强调学生的实践能力和创新能力的培养，因此需要注重课程内容的更新和丰富。
在课程改革中，可以引入一些实际工程项目，让学生在项目实践中学习知识，培养实践能力和协作能力。
还可以增加一些创新性的课程内容，引导学生进行创新性思维和实践，培养创新能力。
3. 教学方法的改进CDIO模式强调学生为中心的教学理念，因此需要改进教学方法，实现教师和学生的互动。
在课程改革中，可以采用问题驱动、项目驱动、团队合作等多种教学方法，激发学生的学习热情和创新能力。
基于协同理论的CDIO工程教育模式探索摘要：CDIO理念下的工程教育改革受到各国的普遍关注，然而CDIO模式的普适性同样遭到质疑。
本文从协同理论的研究视野探索CDIO的本土化路径，构思了基于协同理论的CDIO工程教育模式（S-CDIO）。
根据S-CDIO模式的特征，结合浙江工业大学机械工程及自动化专业实际，设计了S-CDIO模式的框架，并对其教学大纲、课程体系和评价体系等进行具体阐述。
关键词：CDIO；协同理论；工程教育；机械工程一、基于协同理论的CDIO工程教育模式的兴起与特征2000年，美国麻省理工学院（MIT）等4所大学组成了跨国研究组织，经过4年的探索研究，创立了CDIO工程教育模式，即：构思（C）、设计（D）、实现（I）、运行（O）。
该模式强调以主动的、实践的及课程之间有机联系的方式学习工程，反映了系统论中整体性、结构性、层次性的特征。
然而，每个专业、学科、大学乃至国家都有自身独特的教育环境和需求。
在进行工程教育改革中，各组织、要素间复杂的相互作用既可以产生协同效应，发挥“1＋1＞2”的育人功能；也可能产生消极效应，制约工程教育的发展。
立足我国工程教育现状，具代表性误区可归为两类。
其一，把教育体系视作一个封闭的系统，对于尚处试点阶段的CDIO模式既缺乏本土化的探索，又与产业界互动甚微，教育资源无法与改革步伐协同。
其二，把CDIO工程教育实践教学项目机械地叠加在基于学科的专业知识教育之上，学生的学习负担不断加重，理论教学与能力培养之间的“紧张关系”仍然无法消除。
为了增加CDIO教育模式在各地的普适性，研究者已开发了许多资源，力求将其整合并系统化，使其成为一种开放资源[1]。
尤其值得注意的是，在开放的、多样的、复杂的工程教育系统中，CDIO模式并不是一种规定的模式，它还有开放性、协同性的特征。
为此，我们必须拓展视野，用一种新的科学理论指导操作实务和理论研究。
协同理论即协同学（Synergetics）就是这样一种理论。
［收稿时间］2023-03-22［基金项目］山西省研究生教育改革研究课题（2021YJJG247、2021YJJG260）；山西省高等学校教学改革创新项目（J2020200、J20220689）；太原科技大学研究生教材建设项目（JC2022004）；国家级大学生创新创业训练计划项目（202210109009）。
［作者简介］乔建华（1975—），女，山西人，博士，副教授，研究方向为物联网、嵌入式系统。
August ，2023University Education［摘要］针对新工科背景下研究生实践教学体系不完善问题，课题组构建了基于CDIO 理念的研究生实践教学体系框架，包括以学生为主导的实验教学体系，“双向奔赴”的产教融合实践教学体系，以竞赛和项目驱动的实战教学体系，以实验队伍、管理队伍和协同育人机制组成的质量保障体系，以及由教师、学生、企业共同评价形成的全方位评价体系，以期利用学校和企业等多方资源，培养学生的创新实践能力和解决工程实际问题能力，为社会提供卓越的新工科人才。
［关键词］新工科；CDIO ；研究生；实践教学体系；实践基地；课程实验［中图分类号］G642［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2023）15-0075-032017年教育部发布《新工科研究与实践项目指南》，它不仅要求学生熟练地掌握基础的理论知识，而且要求其具有较强的动手能力和实践能力[1]。
目前，由于高校招生规模不断扩大，研究生培养体系与社会需求有所脱节，导致部分研究生解决工程实际问题能力较差、创新实践能力不足等问题比较突出。
部分高校侧重理论教学，忽视实践教学，实践课时有限，内容单一；缺少实践基地和有效指导；研究生实践环节评价机制不完善，实践教学离新工科建设的目标要求还有较大差距。
而电子信息领域的工程问题一般都具有交叉融合技术的特点，对研究生解决工程实际问题能力和技术创新能力的要求更高。
因此，构建研究生实践教学体系、提升研究生的实践能力成为研究生教育中亟须解决的问题。
基于CDIO 人才培养模式的机械电子工程专业实践教学体系的改革与探索王 伟, 王殿君, 申爱明, 林顺英, 陈 亚, 代峰燕(北京石油化工学院机械工程学院,北京 102617)摘 要:CDIO 是美国麻省理工学院工程教育的一种经典模式.该模式强调工程教育应当关注实践,以科技为基础,将教育过程置身于产品/系统生命周期的具体情境中,以培养新一代高水平工程师为目标.本文介绍了CDIO 的模式及发展现状,分析了我国现行的工程教育模式存在的问题,结合我校机械电子工程专业实践教学,阐述了运用CDIO 工程教育模式 级项目实践教学的实施过程,探索了基于CDIO 人才培养模式的机械电子工程专业实践教学体系的改革与实践.关键词:CDIO 模式;人才培养;实践教学;改革中图分类号:G473 文献标识码:A 文章编号:1001-2443(2010)02-0136-03引 言我国现行的工程教育模式脱胎于前苏联的专业教育,该模式与现代工业发展对高级工程人才的要求不相适应,其存在的问题主要有以下几点:一是教育学术化;二是重理论轻实践;三是专业设置口径窄;四是工程教育缺乏系统规划.为了适应现代工程教育的需要,我国许多高校吸收欧美先进的CDIO 工程教育理念,结合一般工科院校应用型本科人才培养的特点,开展以 CDIO 为特色 的工程教育模式的研究与实践.我校根据石油石化行业和北京经济发展战略中优先发展现代制造业的需求,以国家级重点学科 机械电子工程专业为试点,开展了以项目为主线的CDIO 模式实践教学训练,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,实现实用型人才培养的整体目标.1 C DIO 的模式与发展现状CDIO 是2001年由美国麻省理工学院联合瑞典查尔姆斯技术大学、林克平大学以及皇家技术学院3所高校,共同开发的一种全新工程教育理念和实施体系.CDIO 是英文单词 构思 (Conceive)、 设计 (Design)、 实施 (Implement)、 运行 (Operate)的缩写.其中, 构思 包括顾客需求分析,技术、企业战略和规章制度设计,发展理念、技术程序和商业计划制订; 设计 主要包括工程计划、图纸设计以及实施方案设计等; 实施 是将设计方案转化为产品的过程,包括制造、解码、测试以及设计方案的确认; 运行 则主要是通过投入实施的产品对前期程序进行评估的过程,包括对系统的修订、改进和淘汰等[1][2].CDIO 工程教育的设计灵感源于工程产品/系统的生命周期,注重培养学生掌握扎实的工程基础理论和专业知识,并在此基础上将教育过程放到工程领域的具体情境中,通过贯穿整个人才培养过程的团队设计和创新实践训练,培养专业基础扎实、职业道德高尚的新一代高水平工程师[3].美国工程教育的发展最初主要是移植欧洲工程教育模式(特别是英国模式).这种教育模式学校没有系统化理论课程,教师以工程企业的一线工程师为主,高度关注生产实践,以提高学生解决实际问题的能力为主要教育目标.20世纪下半叶以后,随着第二次和第三次科技革命的相继到来,科学知识越来越与工程生产实践相融合,现代工程理论体系逐渐形成.工程教育逐渐从实践训练转向工程科学知识传授,教学场所从工收稿日期:2010-01-08基金项目:北京市教改项目 一般院校高等工程教育体系改革的研究与实践 子课题(08010282007);北京市高校人才强教深化计划资助项目机电测控技术基础课程群教学团队(PHR200907221);北京石油化工学院校级教育教学改革与研究项目(ZD200802、YB200808).作者简介:王伟(1968-),女,吉林白城人,副教授,主要从事测量与控制方面的教学和科研工作.第33卷2期2010年3月 安徽师范大学学报(自然科学版)Journal of Anhui Normal University (Natural Science)Vol.33No.2M ar .2010程生产车间转移到大学教室;教师群体也从技术工程师转向工程理论研究人员.然而,近年来,工业界逐渐认识到由于严重脱离实践,高校工程专业所培养的毕业生难以适应现实工业生产的需要.为此,许多大型工业公司纷纷列出他们亟需的工程师必备素质清单(如波音公司).为解决高校教育与工业生产需要的矛盾,调整高校人才培养方式,美国工程技术认证委员会在充分调研的基础上,对工程专业毕业生人才培养目标做出了大规模调整[4].高校工程教育必须主动调整人才培养模式,以满足工业生产领域的需求.CDIO 工程教育模式就是在这种情况下应运而生的,实现了高校教育与工程实践紧密结合.我国近年来重视开展CDIO 工程教育模式的研究和实践,并取得了一定的效果[5].2008年5月在汕头举办了 2008年中国CDIO 工程教育模式研讨会 .会议成立了 中国CDIO 工程教育模式研究与实践 课题组,课题组的任务是研究国际工程教育改革情况和CDIO 工程教育模式的理念及做法;对我国工程教育改革情况进行调研并指导有关院校开展CDIO 工程教育模式试点工作;组织开展CDIO 工程教育模式的研讨与交流活动.2 CDIO 工程教育模式的实践与探索长期以来,我校机械电子工程专业的人才培养定位是:面向工程实际,以培养懂技术、会管理的一线工程师为目标,探索培养 知识面宽、综合素质高、实践能力强、懂技术、会管理,具有创新精神和创新能力的工程应用型人才 新途径[6].为了在已有培养模式的基础上吸收CDIO 理念,除了合理安排涵盖本专业基本科学知识、核心工程基础知识、高级工程基础知识、工程师职业道德和操守的课程外,更要精心规划和设置独具特色的构思、设计、实施、运行项目(CDIO 项目),以引导学生对专业课程的学习兴趣并对本专业有清醒的整体认识.另外,通过CDIO 项目的实施培养学生的实践能力和创新精神.所有的项目均为团队合作项目,学生在项目进行的过程中学会综合应用知识、锻炼团队精神、学习项目组织、培养CDIO 能力、职业精神和责任感等各种素质.根据石油石化行业和北京经济发展战略中优先发展现代制造业的需求,将典型的机电一体化设备 机器人作为我校机械电子工程培养方案中的 级项目,让学生系统掌握机器人设备 构思-设计-实施-运行 的全过程,培养出与国际接轨的合格工程师.让学生通过专业实践课体系的训练,完成构思、设计、实施、运行(CDIO)的整体训练,把学生所学过的分散的相关知识以一个完整的工程项目的形式串成一个整体,训练学生的自我更新知识的能力、人际交流能力以及对大系统的掌握、运行和调控能力.现以 擂台机器人 为例,说明我校机械电子工程专业培养方案中的CDIO 模式 级项目的实施过程.2.1 在构思(C onceive)方面根据任务目标,构思擂台机器人的结构和功能.将学生按5-6人一组,组成1个团队,进行擂台机器人市场调查、产品定义、可行性分析和产品功能分析,提出擂台机器人概念设计和初步结构设计.2.2 在设计(Design)方面对已进行概念设计(初步设计)的擂台机器人,应用工程力学、机械工程基础、控制理论等课程的知识进行整体结构设计,包括机器人机械结构的详细设计和上位机控制系统中部分接口电路等的制作、下位机部分程序编制、上下位机控制系统构置等.2.3 在实施(Implement)方面对已进行详细设计的擂台机器人产品进行样品制造与检验,对电控系统进行调试,并进行整个系统的加工调试与工艺试验.在项目实施过程中,要求学生轮流作为团队的负责人,以更好的培养学生的团队精神和领导能力,让学生在 级项目的实施过程中得到全面的锻炼和提高.2.4 在运行(Operate)方面采取学生组长负责制,组内进行分工,分别负责机械传动、电气、硬件接口和软件控制的设计和实现,但分工不分家,从考核成绩上就要求每个同学都积极参与各部分的工作,倡导团结协作的团队精神.以学生自主搭建的擂台机器人为基础,以设备运行状况、比赛的结果为依据.通过开展丰富多彩的科技活动竞赛,激发学生的创造力.课程结束时进行课程的答辩.3 特色与创新我校开展基于CDIO 人才培养模式的机械电子工程专业实践教学体系的实践活动,具有以下特点.13733卷第2期王伟,王殿君,申爱明,等:基于CDI O 人才培养模式的机械电子工程专业实践教学体系的改革与探索138安徽师范大学学报(自然科学版)2010年3.1 构建了突出学生能力培养的实践课程体系以项目化教学为主线,培养学生的科研能力、创新能力、分析问题与解决问题能力、动手能力、新知识获取能力、理论联系实际和实践能力.3.2 创建了一种研究型实践教学的模式实践教学模拟科研项目的研究过程,创造竞争氛围,激发学习潜能,学生 乐于废寝忘食 .倡导没有最好只有更好,让优才生追求卓越,普通生追求进步,变 要他学习 为 他要学习 .3.3 营造了学生开展创新活动的氛围通过教学内容设计,将机械制造技术方面的研究成果应用于实践平台建设,具有可重构性、生动性.以设计并实现一种机器人为载体,从软硬件接口、伺服和步进电机驱动、电气和机械传动等方面进行综合实践,为学生营造释放才华的空间.4 结束语随着现代科技与社会经济的不断发展,工程技术在现代工业和日常生活中得到越来越广泛的应用.现代工程已不是一个孤立的系统,作为科学技术活动向社会各领域的延伸,它涉及社会、经济、市场、环境、生态甚至伦理和道德等领域[7].CDIO是一个新的教育模式,尽管它的历史还很短,但已经显示了它的强大生命力.我们相信通过CDIO高等工程教育模式的改革,将会大大增强了学生的综合能力,提高了学生的国际竞争力.参考文献:[1] T he CDIO T M M M Standards:2[EB/OL].(2008-06-30)[2009-04-13].http://w w .[2] T he need for CDIO[EB/OL].(2008-06-30)[2009-04-13].http://w .[3] 王硕旺,洪成文.CDIO:美国麻省理工学院工程教育的经典模式 基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究,2009,28(4):116-119.[4] 林凤,李正.美国高等工程教育的历史沿革与发展趋势[J].理工高教究,2007,(5):37-39.[5] 陶勇仿,商存惠.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究,2006,(11):18.[6] 王殿君,焦向东,王伟,陈亚,申爱明.新版机械电子工程专业培养方案的研究与实践[J].安徽师范大学学报:自然科学版,2009,33(1):132-134.[7] 林艺真.CDIO高等工程教育模式探析[J].哈尔滨学院学报,2008,(4):137-140.Reform and Exploration of the Mechanical and Electronic Engineering Practice Teaching System Based on CDIO Training ModelWANG Wei, WANG Dian jun, SHEN Ai ming, LIN Shun ying, CHEN Ya, DAI Feng yan (M echanical Engi neering College,Beiji ng Institute of Petro Chemical Technol ogy,Beijing102617,China)Abstract:CDIO is a classic mode of engineering education currently in MIT.It emphasizes that the eng ineering education should pay attention to practice,be based on modern science and technology,be rooted in the real lifecycle of products or systems,and be aimed at cultivating new highly qualified engineers.This paper describes the CDIO model and the current situation of its development and analyzes the problems of China s current eng ineering education bined with the mechanical and electronic engineering teaching practice in our school,it describes the implementation process in the teaching practice using CDIO engineering education model g rade I project and explores the practice and reform of mechanical and electronic engineering practice teaching system based on CDIO training model.Key words:CDIO model;training;practice teaching;reform。
