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摘要：文章提出了基于CDIO工程教育理念的机自专业改革建设目标，构建了符合本校实际机械设计制造及其自动化专业的CDIO工程教育人才培养模式框架，不断建设和完善CDIO教育模式所需的教学环境，为初步实施CDIO工程教育模式奠定了基础。
关键词：CDIO；工程教育；培养模式
作者简介：邹龙庆（1962-），男，黑龙江大庆人，东北石油大学机械科学与工程学院，教授；贾光政（1965-），男，山东梁山人，东北石油大学机械科学与工程学院，教授。（黑龙江大庆163318）
基金项目：本文系黑龙江省新世纪高等教育教学改革工程项目“基于CDIO人才培养模式的石油特色机械设计制造及其自动化专业的改革与建设”的研究成果。
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）10-0048-02
CDIO是2001年由美国麻省理工学院联合瑞典的查尔姆斯技术大学、林克平大学以及皇家技术学院等高校，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。[1]CDIO工程教育理念注重培养学生系统的工程技术能力，尤其是项目组织、设计、开发和实施能力，以及较强的沟通能力和协调能力，体现了当今工程教育的国际共识。采用CDIO工程教育理念改革机械设计制造及自动化专业人才培养模式，吸收世界先进的工程教育经验，确立机械设计制造及其自动化专业今后的发展方向，建立符合国际工程教育共识并具有鲜明石油特色的课程体系，依托面向石油行业的发展优势，提升专业水平，拓宽发展空间，具有现实和长远意义。实施CDIO工程教育模式首先以现代工程师所必需具备的知识、能力和素质作为工程教育教学大纲的基本内容；然后确立CDIO工程教育的背景环境，并以专业建设为主线，全面推进教育教学一体化，确立一个清晰、完整、系统和详细的工程教育目标。
一、基于CDIO的机自专业建设目标
CDIO工程教育理念指导的教学改革的基本目标是在经济全球化的背景下，以国家未来的创新工程人才需求为导向，培养出满足社会需求的工程从业人员。机自专业CDIO建设目标是培养具备机械设计制造及其自动化专业的基础知识与工程应用能力，掌握现代设计方法及先进制造技术，能在石油、化工、机械制造等工业部门从事产品设计制造、科技开发、生产、营销、服务或工程项目的施工、运行、维护等方面工作的工程技术和管理人才。规划三个专业方向：机械制造及其自动化、机械电子工程、石油机械工程。
二、CDIO培养模式构建
CDIO工程教育模式的实施是以项目为载体进行的。构建以项目为主导的、知识和能力培养一体化的课程教学新体系是实施CDIO工程教育模式的重要环节。采用项目分级设计和实施的策略，通过三级项目支持二级项目，二级项目支持一级项目的逻辑关系，将整个课程体系有机地、系统地结合起来，将CDIO工程教育模式完整地、有衔接地贯穿于专业的整个教学阶段，使学生逐步地、系统地得到产品构思、设计、实现、运作（即CDIO）的整体训练。
CDIO工程教育培养模式的构建思路是首先建立课程体系，制定项目实施方案，确定一、二、三级项目群；然后围绕条件比较成熟的核心课程体系进行实施，不断总结实施效果并逐步推广到整个专业体系。在课程设置上要开设跨学科的综合性课程，并在设计课程中贯彻多学科、多角度思考分析问题的能力；通过学时分配调整，增强学生实践能力培养；通过改革实现部分课程集中学习和训练，逐步探索和实践提高教学质量的新方法。东北石油大学机械设计制造及其自动化专业CDIO培养模式改革的基本思路和框架结构如图1所示。[2]
根据CDIO工程教育理念，设计一级项目3个，二级项目5个，三级项目8～10个。
第一个一级项目为工程意识、工程实践的初级引导，在大一、大二年级全年和大三上半年实施，旨在培养学生的工程意识和基本的理论分析与工程实践能力。为支持该一级项目，学校设计了机械结构建模、机构分析、产品加工等3个二级项目与工程实训、CAD/CAM实训、认识实习等3个实践教学环节。“机械结构建模”二级项目由机械工程导论、高等数学、大学物理、现代工程图学、C程序设计等课程群或三级项目进行支持，在大学一年级完成。“机构分析”二级项目由理论力学、材料力学、机械原理等课程群或三级项目进行支持，在大学二年级完成。“产品加工”二级项目由机械设计、机械测试技术基础、互换性技术基础、数控加工技术、电工电子技术等课程群或三级项目进行支持，在大学三年级上半年完成。
第二个一级项目为机电系统的设计与实现，在大三下半年、大四上半年实施，旨在培养学生掌握工程项目的构思、设计、加工制造、安装、调试、运行等全过程的实施方法和路线，训练项目实施过程中的人际交往能力，实现项目的创新设计。为支持该一级项目，学校分别设计了机器人系统、石油钻采机械系统等两个二级项目与生产实习实践教学环节。“机器人系统”由机械控制工程、液压与气动、电气控制技术、单片机原理及应用等课程群或三级项目进行支持，在大三下半年完成，产品以参加创新竞赛为目标。“石油钻采机械系统”由石油钻采机械、机械制造工程学、机电一体化原理及设计、井下作业设备与工具等课程群或三级项目进行支持，在大四上半年完成，产品以参加创新竞赛为目标。
第三个一级项目为专业毕业设计，在大四下半年实施，旨在培养学生解决工程实际问题的能力和开发新产品的能力，基本具备工程师的素質。
三、CDIO工程教育环境建设
1.加强实践教学条件建设，提高学生创新能力
不断研究提高学生创新设计能力的方法和措施，鼓励学生提出自己的创新设计思想或见解，充分挖掘学生的创造能力；加强本校学生与其他高校学生间的交流，开阔学生眼界，拓展信息渠道；鼓励学生参加各种设计大赛活动，加强创新设计能力的培养。
组建CDIO创新实践中心，开放教学、科研实验室，让更多的学生走进实验室。引进与改造现有实验室，开设综合性、设计性实验，培养学生动手能力；大力推进大学生创新实验计划，让学生从实践中掌握科学研究的方法和提高处理工程实际问题的能力，这不仅提升其基本科研能力，而且增强工程意识，提高自主创新能力。
2.发挥科研优势与特色，提升教学水平
高水平的师资队伍，是实施CDIO工程教育模式、培养高素质人才的首要条件。本专业教师充分利用学校地处大庆油田这一地理位置的优势，积极开展科学研究和科技服务，为油田发展做出了贡献，同时也培养和锻炼了教师队伍。机械设计制造及其自动化（原为石油矿场机械）专业是与油田生产联系紧密的应用型专业，本专业教研室的每位教师，都参加过油田的科研与科技服务项目。在项目进行过程中，把理论与实际相结合，加强了工程意识，也增强了自己的实践能力，他们由大学里注重理论的讲师逐步过渡到能解决现场实际问题的工程师。现场工程知识的积累及科研创新，又促进了专业理论水平的提高。这样相互促进，使专业教师既具备了大学讲师的素质，又具备了现场工程师的能力，建成了双师型的教师队伍。
教师拥有丰富的专业知识，掌握本学科的新发展、新成就的特点，教学过程中他们将先进的理论和实用的技术结合起来，让学生及时学习到最新的理论、最新的工程技术，能够提升学生的学习兴趣，取得良好的教学效果。
几年来，笔者一直坚持选拔部分优秀学生参与科研，在科研项目组中锻炼，解决科研中某一方面的问题，使学生分析和解决实际问题的能力得到了很大提高，也大大提高了学生的工程意识和实践动手能力；同时也起到了以点带面的作用，激发了其他同学参与实践并解决实际问题的兴趣。
3.创新课程考核制度，建立质量保证体系
目前对学生学业评价的方式主要受应试教育、传统课堂教学的影响，将学业评价等同于卷面考试，不利于引导学生将学习的目标放在提高自身的综合素质与能力方面。因此，需要研究引人新型理念的学业评价方法，摒弃传统观念造成的单一化考试操作，在强调技术基础的同时，注重探究式学习方法，通过团队的工程性学习模式和主题研究项目的实践活动来培养高素质工程应用型人才。
根据CDIO工程教育模式的特点，将机自专业的主要专业技术课的教学效果考核内容细分为：出勤情况、课堂表现、平时作业、实验表现、小组讨论、实践报告、综合试卷等方面，每个内容分配不同的权重，如表1所示，然后综合给出课程的评价成绩。[3]
出勤情况反映的是学生按照教务处考勤制度参加课程学习的基本行为，是学习态度方面的静态表观考核指标，不一定反映学生的真实具体的学习情况，因此权重系数比较低，确定为0.05。
课堂表现反映的是学生对课程理论教学的参与情况，表现为课堂互动、回答提问等形式，是表觀的、动态的反映出学生学习的基本态度，权重系数确定为0.2。
平时作业是对课程理论教学的重要知识点和基本方法的进一步理解和掌握所必需的学习环节。但鉴于目前学生对待作业的态度和方式，作业成绩不一定反映学生的真实具体的学习情况，只能作为一种约束方式来对待，因此权重系数比较低，确定为0.05。
实验表现反映的是学生对课程实验教学的参与情况，能够加强对课程理论教学的深入理解，奠定课程知识的应用基础。加强实践能力的训练，是提高能力和加强素质的重要环节，因此权重系数确定为0.2。
小组讨论与实践报告环节反映的是学生对课外兴趣小组实践的参与情况，参加该层次教学的学生以5～6人组成的兴趣小组为单位，需要进行更多的自主讨论和实践活动，并将活动结果以实践报告的形式呈交给任课教师，任课教师评定实验报告成绩，实践小组根据报告成绩分别给出小组成员的比较成绩。该环节主要体现了CDIO团队合作的理念和训练，权重系数确定为0.1+0.1=0.2。
综合测试反映的是学生对课程重要知识点的全面理解和掌握情况，就是过去决定学生课程成绩的试卷考试，该环节非常重要，而且具有传统性，是督促学生对课程全面复习的有效手段和评价方法，因此将权重系数定为0.3。
四、结束语
在近年来的教学改革与实践基础上，结合CDIO工程教育理念，学校基本建立起了CDIO工程教育的实施环境，为培养一批工程意识好、实际工作能力强的优秀学生奠定了良好的基础。
参考文献：
[1]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,(4):116-119.
[2]庄哲民,沈民奋.基于CDIO 理念的1级项目设计与实践[J].高等工程教育研究,2008,(6):19-22,56.
[3]胡雄心,姚远,高红俐.CDIO模式下模电授课模式的探讨[J].电气电子教学学报,2008,(4):106-108.
（责任编辑：宋秀丽）
关键词：CDIO；工程教育；培养模式
作者简介：邹龙庆（1962-），男，黑龙江大庆人，东北石油大学机械科学与工程学院，教授；贾光政（1965-），男，山东梁山人，东北石油大学机械科学与工程学院，教授。（黑龙江大庆163318）
基金项目：本文系黑龙江省新世纪高等教育教学改革工程项目“基于CDIO人才培养模式的石油特色机械设计制造及其自动化专业的改革与建设”的研究成果。
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2012）10-0048-02
CDIO是2001年由美国麻省理工学院联合瑞典的查尔姆斯技术大学、林克平大学以及皇家技术学院等高校，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。[1]CDIO工程教育理念注重培养学生系统的工程技术能力，尤其是项目组织、设计、开发和实施能力，以及较强的沟通能力和协调能力，体现了当今工程教育的国际共识。采用CDIO工程教育理念改革机械设计制造及自动化专业人才培养模式，吸收世界先进的工程教育经验，确立机械设计制造及其自动化专业今后的发展方向，建立符合国际工程教育共识并具有鲜明石油特色的课程体系，依托面向石油行业的发展优势，提升专业水平，拓宽发展空间，具有现实和长远意义。实施CDIO工程教育模式首先以现代工程师所必需具备的知识、能力和素质作为工程教育教学大纲的基本内容；然后确立CDIO工程教育的背景环境，并以专业建设为主线，全面推进教育教学一体化，确立一个清晰、完整、系统和详细的工程教育目标。
一、基于CDIO的机自专业建设目标
CDIO工程教育理念指导的教学改革的基本目标是在经济全球化的背景下，以国家未来的创新工程人才需求为导向，培养出满足社会需求的工程从业人员。机自专业CDIO建设目标是培养具备机械设计制造及其自动化专业的基础知识与工程应用能力，掌握现代设计方法及先进制造技术，能在石油、化工、机械制造等工业部门从事产品设计制造、科技开发、生产、营销、服务或工程项目的施工、运行、维护等方面工作的工程技术和管理人才。规划三个专业方向：机械制造及其自动化、机械电子工程、石油机械工程。
二、CDIO培养模式构建
CDIO工程教育模式的实施是以项目为载体进行的。构建以项目为主导的、知识和能力培养一体化的课程教学新体系是实施CDIO工程教育模式的重要环节。采用项目分级设计和实施的策略，通过三级项目支持二级项目，二级项目支持一级项目的逻辑关系，将整个课程体系有机地、系统地结合起来，将CDIO工程教育模式完整地、有衔接地贯穿于专业的整个教学阶段，使学生逐步地、系统地得到产品构思、设计、实现、运作（即CDIO）的整体训练。
CDIO工程教育培养模式的构建思路是首先建立课程体系，制定项目实施方案，确定一、二、三级项目群；然后围绕条件比较成熟的核心课程体系进行实施，不断总结实施效果并逐步推广到整个专业体系。在课程设置上要开设跨学科的综合性课程，并在设计课程中贯彻多学科、多角度思考分析问题的能力；通过学时分配调整，增强学生实践能力培养；通过改革实现部分课程集中学习和训练，逐步探索和实践提高教学质量的新方法。东北石油大学机械设计制造及其自动化专业CDIO培养模式改革的基本思路和框架结构如图1所示。[2]
根据CDIO工程教育理念，设计一级项目3个，二级项目5个，三级项目8～10个。
第一个一级项目为工程意识、工程实践的初级引导，在大一、大二年级全年和大三上半年实施，旨在培养学生的工程意识和基本的理论分析与工程实践能力。为支持该一级项目，学校设计了机械结构建模、机构分析、产品加工等3个二级项目与工程实训、CAD/CAM实训、认识实习等3个实践教学环节。“机械结构建模”二级项目由机械工程导论、高等数学、大学物理、现代工程图学、C程序设计等课程群或三级项目进行支持，在大学一年级完成。“机构分析”二级项目由理论力学、材料力学、机械原理等课程群或三级项目进行支持，在大学二年级完成。“产品加工”二级项目由机械设计、机械测试技术基础、互换性技术基础、数控加工技术、电工电子技术等课程群或三级项目进行支持，在大学三年级上半年完成。
第二个一级项目为机电系统的设计与实现，在大三下半年、大四上半年实施，旨在培养学生掌握工程项目的构思、设计、加工制造、安装、调试、运行等全过程的实施方法和路线，训练项目实施过程中的人际交往能力，实现项目的创新设计。为支持该一级项目，学校分别设计了机器人系统、石油钻采机械系统等两个二级项目与生产实习实践教学环节。“机器人系统”由机械控制工程、液压与气动、电气控制技术、单片机原理及应用等课程群或三级项目进行支持，在大三下半年完成，产品以参加创新竞赛为目标。“石油钻采机械系统”由石油钻采机械、机械制造工程学、机电一体化原理及设计、井下作业设备与工具等课程群或三级项目进行支持，在大四上半年完成，产品以参加创新竞赛为目标。
第三个一级项目为专业毕业设计，在大四下半年实施，旨在培养学生解决工程实际问题的能力和开发新产品的能力，基本具备工程师的素質。
三、CDIO工程教育环境建设
1.加强实践教学条件建设，提高学生创新能力
不断研究提高学生创新设计能力的方法和措施，鼓励学生提出自己的创新设计思想或见解，充分挖掘学生的创造能力；加强本校学生与其他高校学生间的交流，开阔学生眼界，拓展信息渠道；鼓励学生参加各种设计大赛活动，加强创新设计能力的培养。
组建CDIO创新实践中心，开放教学、科研实验室，让更多的学生走进实验室。引进与改造现有实验室，开设综合性、设计性实验，培养学生动手能力；大力推进大学生创新实验计划，让学生从实践中掌握科学研究的方法和提高处理工程实际问题的能力，这不仅提升其基本科研能力，而且增强工程意识，提高自主创新能力。
2.发挥科研优势与特色，提升教学水平
高水平的师资队伍，是实施CDIO工程教育模式、培养高素质人才的首要条件。本专业教师充分利用学校地处大庆油田这一地理位置的优势，积极开展科学研究和科技服务，为油田发展做出了贡献，同时也培养和锻炼了教师队伍。机械设计制造及其自动化（原为石油矿场机械）专业是与油田生产联系紧密的应用型专业，本专业教研室的每位教师，都参加过油田的科研与科技服务项目。在项目进行过程中，把理论与实际相结合，加强了工程意识，也增强了自己的实践能力，他们由大学里注重理论的讲师逐步过渡到能解决现场实际问题的工程师。现场工程知识的积累及科研创新，又促进了专业理论水平的提高。这样相互促进，使专业教师既具备了大学讲师的素质，又具备了现场工程师的能力，建成了双师型的教师队伍。
教师拥有丰富的专业知识，掌握本学科的新发展、新成就的特点，教学过程中他们将先进的理论和实用的技术结合起来，让学生及时学习到最新的理论、最新的工程技术，能够提升学生的学习兴趣，取得良好的教学效果。
几年来，笔者一直坚持选拔部分优秀学生参与科研，在科研项目组中锻炼，解决科研中某一方面的问题，使学生分析和解决实际问题的能力得到了很大提高，也大大提高了学生的工程意识和实践动手能力；同时也起到了以点带面的作用，激发了其他同学参与实践并解决实际问题的兴趣。
3.创新课程考核制度，建立质量保证体系
目前对学生学业评价的方式主要受应试教育、传统课堂教学的影响，将学业评价等同于卷面考试，不利于引导学生将学习的目标放在提高自身的综合素质与能力方面。因此，需要研究引人新型理念的学业评价方法，摒弃传统观念造成的单一化考试操作，在强调技术基础的同时，注重探究式学习方法，通过团队的工程性学习模式和主题研究项目的实践活动来培养高素质工程应用型人才。
根据CDIO工程教育模式的特点，将机自专业的主要专业技术课的教学效果考核内容细分为：出勤情况、课堂表现、平时作业、实验表现、小组讨论、实践报告、综合试卷等方面，每个内容分配不同的权重，如表1所示，然后综合给出课程的评价成绩。[3]
出勤情况反映的是学生按照教务处考勤制度参加课程学习的基本行为，是学习态度方面的静态表观考核指标，不一定反映学生的真实具体的学习情况，因此权重系数比较低，确定为0.05。
课堂表现反映的是学生对课程理论教学的参与情况，表现为课堂互动、回答提问等形式，是表觀的、动态的反映出学生学习的基本态度，权重系数确定为0.2。
平时作业是对课程理论教学的重要知识点和基本方法的进一步理解和掌握所必需的学习环节。但鉴于目前学生对待作业的态度和方式，作业成绩不一定反映学生的真实具体的学习情况，只能作为一种约束方式来对待，因此权重系数比较低，确定为0.05。
实验表现反映的是学生对课程实验教学的参与情况，能够加强对课程理论教学的深入理解，奠定课程知识的应用基础。加强实践能力的训练，是提高能力和加强素质的重要环节，因此权重系数确定为0.2。
小组讨论与实践报告环节反映的是学生对课外兴趣小组实践的参与情况，参加该层次教学的学生以5～6人组成的兴趣小组为单位，需要进行更多的自主讨论和实践活动，并将活动结果以实践报告的形式呈交给任课教师，任课教师评定实验报告成绩，实践小组根据报告成绩分别给出小组成员的比较成绩。该环节主要体现了CDIO团队合作的理念和训练，权重系数确定为0.1+0.1=0.2。
综合测试反映的是学生对课程重要知识点的全面理解和掌握情况，就是过去决定学生课程成绩的试卷考试，该环节非常重要，而且具有传统性，是督促学生对课程全面复习的有效手段和评价方法，因此将权重系数定为0.3。
四、结束语
在近年来的教学改革与实践基础上，结合CDIO工程教育理念，学校基本建立起了CDIO工程教育的实施环境，为培养一批工程意识好、实际工作能力强的优秀学生奠定了良好的基础。
参考文献：
[1]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,(4):116-119.
[2]庄哲民,沈民奋.基于CDIO 理念的1级项目设计与实践[J].高等工程教育研究,2008,(6):19-22,56.
[3]胡雄心,姚远,高红俐.CDIO模式下模电授课模式的探讨[J].电气电子教学学报,2008,(4):106-108.
（责任编辑：宋秀丽）