摘要：介紹了“機械工程及自動化”專業(yè)基于CDIO理念的工程項目實踐情況。在實施過程中，首先由教師向?qū)W生講授 CDIO基本理念與本專業(yè)課程計劃；然后以“基于視頻智能控制系統(tǒng)引導的AGV小車及其機械結(jié)構(gòu)及傳動系統(tǒng)開發(fā)”為項目課題，明確專業(yè)課程設置的目的與意義；通過組織學生多次進行方案匯報和交流、參觀工業(yè)博覽會論文聯(lián)盟等形式，使學生了解企業(yè)運作的規(guī)律，體會企業(yè)對人才的要求及標準，從而實現(xiàn)提高學生工程創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)的培養(yǎng)目標。
　　關鍵詞:CDIO；AGV小車；工程創(chuàng)新
　　中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1002-2589（2010）33-0135-02
　　
　　當前，隨著科學技術水平的快速發(fā)展，上海商標注冊，國際競爭日益激烈，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共同問題。工程技術對經(jīng)濟和社會的具有十分巨大的推動作用,而工程技術人才的培養(yǎng)質(zhì)量直接決定了一個國家的工程技術水平和發(fā)展速度，從而也決定了這個國家的工業(yè)競爭力和綜合實力 [1] 。
　　CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近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命名的國際合作組織。CDIO代表構(gòu)思（ConcEive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）,它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體 ,讓學生以主動的、 實踐的、 課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。
　　我國高等工科教育的迫切任務是盡快培養(yǎng)與國際接軌的中國工程師，然而我國工科的教育實踐中還存在不少問題，如重理論輕實踐、強調(diào)個人學術能力而忽視團隊協(xié)作精神、重視知識學習而輕視開拓創(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)、全面實施以及檢驗測評的12條標準。目前，已有幾十所世界著名大學加入了CDIO組織，國內(nèi)也有39所高校分兩批陸續(xù)成為CDIO試點，在此模式培養(yǎng)的學生深受社會與企業(yè)的歡迎。國內(nèi)外的經(jīng)驗都表明CDIO的理念和方法是先進可行的，適合工科教育教學過程中的改革。
　　一、“機械工程及自動化”CDIO培養(yǎng)計劃框架
　　工程設計是整個工程系統(tǒng)的精髓。功能、技術、經(jīng)濟的要求，以及環(huán)境、社會乃至歷史的約束，都將在工程項目的設計過程中發(fā)揮其影響力�；�于這一理念，我們確定了以項目設計為導向(Design-Directed Learning) 、以能力培養(yǎng)為目標的CDIO 人才培養(yǎng)模式,通過項目設計將整個課程體系系統(tǒng)地、有機地結(jié)合起來 [2] 。具體說來,就是所有需要學習和掌握的專業(yè)知識都圍繞工程項目設計這個核心展開,并形成一個有機整體。
　　在編制培養(yǎng)計劃時,依據(jù)項目所涉及的專業(yè)知識范圍以及項目本身的規(guī)模,為學生設置了三個級別的項目。一 級項目包含本專業(yè)主要核心課程,體現(xiàn)本專業(yè)主要能力要求；二級項目則引導一組相關核心課程的學習，重點突出了對某項能力要求；三級項目則針對單門課程,是為增強學生對該門課程內(nèi)容的理解而設置的。在這三個層次的項目中,由于一級項目完整地貫穿于整個本科教學階段,對學生系統(tǒng)地進行構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運作的整體訓練，因此是CDIO 培養(yǎng)計劃中最為重要的環(huán)節(jié)。針對上海發(fā)展先進制造業(yè)及航運中心的需求，選取開發(fā)設計AGV智能小車作為一級項目課題，對滿足現(xiàn)代工廠柔性化生產(chǎn)或立體倉庫的自動貨運需求具有重要的實踐意義。為此,我們設計了基于CDIO 理念的“機械工程及自動化”專業(yè)學生培養(yǎng)計劃魚骨架圖(如圖1 所示) 。
　　由圖1 可見，在新生入學的第一學年里，我們要求學生首先完成高等數(shù)學、大學物理、工程數(shù)學、大學英語等基礎學科知識的學習，使學生具備基本的科學素養(yǎng),并為將來的3 級項目做好必要的知識儲備。在此基礎上,以項目設計為導向,開展后續(xù)專業(yè)知識的教學過程。
　　二、學習CDIO課程體系內(nèi)涵
　　一級項目初級階段開始，由指導教師向即將開始專業(yè)學習的新生介紹CDIO 的內(nèi)涵與思想。首先,結(jié)合CDIO 能力大綱,使學生了解CDIO理念將工科畢業(yè)生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力以及工程系統(tǒng)能力四個層面,要求學生參照這四個層面的能力要求為自己設定專業(yè)學習目標及今后的努力方向。由于CDIO 能力大綱是直接參照工業(yè)界對工程人才的要求(如波音公司對人才素質(zhì)的要求、ABET 的標準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,提供了全面的實施指引(包括培養(yǎng)計劃、教學方法、學生考核以及學習構(gòu)架) 以及實施檢驗的12 條標準，具有系統(tǒng)性及可操作性，作為學生的專業(yè)學習指南是完全可行的。
　　由于不同學科有著不同的內(nèi)涵,雖然CDIO 能力大綱在“工程基礎知識”這一條目下只粗略提到了“基礎科學知識”、“核心工程基礎知識”和“高級工程基礎知識”這三點內(nèi)容,但這些內(nèi)容對于后三個層面的能力培養(yǎng)是非常重要的。其次,向?qū)W生講解基于CDIO 理念的培養(yǎng)計劃的內(nèi)容,使學生對將要學習的專業(yè)課程及將要參與的各種CDIO 實踐活動具備初步的認識,了解培養(yǎng)CDIO 各項能力(如溝通能力和協(xié)調(diào)能力等個人能力,協(xié)同能力,項目的組織、設計、開發(fā)和實施能力) 的重要性;同時,通過各種案例(cases)激發(fā)學生的創(chuàng)新意識,引導他們培養(yǎng)創(chuàng)新能力及協(xié)作精神,形成理論聯(lián)系實際的嚴謹學風。
　　三、圍繞1級項目實施CDIO模式的教學過程
　　在實施過程中,對10名學生組成項目團隊再分為機械設計和控制設計兩組，學生根據(jù)自己的興趣和特點自愿加入，提倡兩組之間的交流合作。在初始階段，先引導學生查閱相關資料，對AGV智能貨運小車功能特點、應用場合、結(jié)構(gòu)組成、以及成本預算等方面建立總體的認識，然后再具體地從車體框架設計、驅(qū)動結(jié)構(gòu)設計、 轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟

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機械工程人才工程實踐能力的培養(yǎng)

具有水電特色機械工程領域工程碩士培養(yǎng)方案

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