摘要：介紹了“機(jī)械工程及自動(dòng)化”專業(yè)基于CDIO理念的工程項(xiàng)目實(shí)踐情況。在實(shí)施過程中，首先由教師向?qū)W生講授 CDIO基本理念與本專業(yè)課程計(jì)劃；然后以“基于視頻智能控制系統(tǒng)引導(dǎo)的AGV小車及其機(jī)械結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)”為項(xiàng)目課題，明確專業(yè)課程設(shè)置的目的與意義；通過組織學(xué)生多次進(jìn)行方案匯報(bào)和交流、參觀工業(yè)博覽會(huì)論文聯(lián)盟等形式，使學(xué)生了解企業(yè)運(yùn)作的規(guī)律，體會(huì)企業(yè)對(duì)人才的要求及標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)提高學(xué)生工程創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)目標(biāo)。
　　關(guān)鍵詞:CDIO；AGV小車；工程創(chuàng)新
　　中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1002-2589（2010）33-0135-02
　　
　　當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)水平的快速發(fā)展，上海商標(biāo)注冊(cè)，國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，工程人才短缺和工程教育質(zhì)量問題是全世界面臨的一個(gè)共同問題。工程技術(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的具有十分巨大的推動(dòng)作用,而工程技術(shù)人才的培養(yǎng)質(zhì)量直接決定了一個(gè)國(guó)家的工程技術(shù)水平和發(fā)展速度，從而也決定了這個(gè)國(guó)家的工業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和綜合實(shí)力 [1] 。
　　CDIO工程教育模式是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果。麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國(guó)研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會(huì)近2000萬美元巨額資助，經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立了 CDIO 工程教育理念，并成立了以 CDIO命名的國(guó)際合作組織。CDIO代表構(gòu)思（ConcEive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）,它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體 ,讓學(xué)生以主動(dòng)的、 實(shí)踐的、 課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。
　　我國(guó)高等工科教育的迫切任務(wù)是盡快培養(yǎng)與國(guó)際接軌的中國(guó)工程師，然而我國(guó)工科的教育實(shí)踐中還存在不少問題，如重理論輕實(shí)踐、強(qiáng)調(diào)個(gè)人學(xué)術(shù)能力而忽視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、重視知識(shí)學(xué)習(xí)而輕視開拓創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等問題。
　　CDIO 的理念不僅繼承和發(fā)展了歐美二十多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實(shí)施以及檢驗(yàn)測(cè)評(píng)的12條標(biāo)準(zhǔn)。目前，已有幾十所世界著名大學(xué)加入了CDIO組織，國(guó)內(nèi)也有39所高校分兩批陸續(xù)成為CDIO試點(diǎn)，在此模式培養(yǎng)的學(xué)生深受社會(huì)與企業(yè)的歡迎。國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)都表明CDIO的理念和方法是先進(jìn)可行的，適合工科教育教學(xué)過程中的改革。
　　一、“機(jī)械工程及自動(dòng)化”CDIO培養(yǎng)計(jì)劃框架
　　工程設(shè)計(jì)是整個(gè)工程系統(tǒng)的精髓。功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的要求，以及環(huán)境、社會(huì)乃至歷史的約束，都將在工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮其影響力。基于這一理念，我們確定了以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向(Design-Directed Learning) 、以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的CDIO 人才培養(yǎng)模式,通過項(xiàng)目設(shè)計(jì)將整個(gè)課程體系系統(tǒng)地、有機(jī)地結(jié)合起來 [2] 。具體說來,就是所有需要學(xué)習(xí)和掌握的專業(yè)知識(shí)都圍繞工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)這個(gè)核心展開,并形成一個(gè)有機(jī)整體。
　　在編制培養(yǎng)計(jì)劃時(shí),依據(jù)項(xiàng)目所涉及的專業(yè)知識(shí)范圍以及項(xiàng)目本身的規(guī)模,為學(xué)生設(shè)置了三個(gè)級(jí)別的項(xiàng)目。一 級(jí)項(xiàng)目包含本專業(yè)主要核心課程,體現(xiàn)本專業(yè)主要能力要求；二級(jí)項(xiàng)目則引導(dǎo)一組相關(guān)核心課程的學(xué)習(xí)，重點(diǎn)突出了對(duì)某項(xiàng)能力要求；三級(jí)項(xiàng)目則針對(duì)單門課程,是為增強(qiáng)學(xué)生對(duì)該門課程內(nèi)容的理解而設(shè)置的。在這三個(gè)層次的項(xiàng)目中,由于一級(jí)項(xiàng)目完整地貫穿于整個(gè)本科教學(xué)階段,對(duì)學(xué)生系統(tǒng)地進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的整體訓(xùn)練，因此是CDIO 培養(yǎng)計(jì)劃中最為重要的環(huán)節(jié)。針對(duì)上海發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)及航運(yùn)中心的需求，選取開發(fā)設(shè)計(jì)AGV智能小車作為一級(jí)項(xiàng)目課題，對(duì)滿足現(xiàn)代工廠柔性化生產(chǎn)或立體倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)貨運(yùn)需求具有重要的實(shí)踐意義。為此,我們?cè)O(shè)計(jì)了基于CDIO 理念的“機(jī)械工程及自動(dòng)化”專業(yè)學(xué)生培養(yǎng)計(jì)劃魚骨架圖(如圖1 所示) 。
　　由圖1 可見，在新生入學(xué)的第一學(xué)年里，我們要求學(xué)生首先完成高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、工程數(shù)學(xué)、大學(xué)英語(yǔ)等基礎(chǔ)學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生具備基本的科學(xué)素養(yǎng),并為將來的3 級(jí)項(xiàng)目做好必要的知識(shí)儲(chǔ)備。在此基礎(chǔ)上,以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向,開展后續(xù)專業(yè)知識(shí)的教學(xué)過程。
　　二、學(xué)習(xí)CDIO課程體系內(nèi)涵
　　一級(jí)項(xiàng)目初級(jí)階段開始，由指導(dǎo)教師向即將開始專業(yè)學(xué)習(xí)的新生介紹CDIO 的內(nèi)涵與思想。首先,結(jié)合CDIO 能力大綱,使學(xué)生了解CDIO理念將工科畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力以及工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面,要求學(xué)生參照這四個(gè)層面的能力要求為自己設(shè)定專業(yè)學(xué)習(xí)目標(biāo)及今后的努力方向。由于CDIO 能力大綱是直接參照工業(yè)界對(duì)工程人才的要求(如波音公司對(duì)人才素質(zhì)的要求、ABET 的標(biāo)準(zhǔn)EC2000) 而制定的,因此，不僅提出了系統(tǒng)的能力培養(yǎng)理念,更重要的是,提供了全面的實(shí)施指引(包括培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)方法、學(xué)生考核以及學(xué)習(xí)構(gòu)架) 以及實(shí)施檢驗(yàn)的12 條標(biāo)準(zhǔn)，具有系統(tǒng)性及可操作性，作為學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)指南是完全可行的。
　　由于不同學(xué)科有著不同的內(nèi)涵,雖然CDIO 能力大綱在“工程基礎(chǔ)知識(shí)”這一條目下只粗略提到了“基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)”、“核心工程基礎(chǔ)知識(shí)”和“高級(jí)工程基礎(chǔ)知識(shí)”這三點(diǎn)內(nèi)容,但這些內(nèi)容對(duì)于后三個(gè)層面的能力培養(yǎng)是非常重要的。其次,向?qū)W生講解基于CDIO 理念的培養(yǎng)計(jì)劃的內(nèi)容,使學(xué)生對(duì)將要學(xué)習(xí)的專業(yè)課程及將要參與的各種CDIO 實(shí)踐活動(dòng)具備初步的認(rèn)識(shí),了解培養(yǎng)CDIO 各項(xiàng)能力(如溝通能力和協(xié)調(diào)能力等個(gè)人能力,協(xié)同能力,項(xiàng)目的組織、設(shè)計(jì)、開發(fā)和實(shí)施能力) 的重要性;同時(shí),通過各種案例(cases)激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí),引導(dǎo)他們培養(yǎng)創(chuàng)新能力及協(xié)作精神,形成理論聯(lián)系實(shí)際的嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。
　　三、圍繞1級(jí)項(xiàng)目實(shí)施CDIO模式的教學(xué)過程
　　在實(shí)施過程中,對(duì)10名學(xué)生組成項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)再分為機(jī)械設(shè)計(jì)和控制設(shè)計(jì)兩組，學(xué)生根據(jù)自己的興趣和特點(diǎn)自愿加入，提倡兩組之間的交流合作。在初始階段，先引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)資料，對(duì)AGV智能貨運(yùn)小車功能特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)合、結(jié)構(gòu)組成、以及成本預(yù)算等方面建立總體的認(rèn)識(shí)，然后再具體地從車體框架設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟

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機(jī)械工程人才工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)

具有水電特色機(jī)械工程領(lǐng)域工程碩士培養(yǎng)方案

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