一、教學(xué)模式

（一）基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊

基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊的任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)所涉及的基礎(chǔ)理論知識，它是專業(yè)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，也是今后專業(yè)研究和專業(yè)提升的基礎(chǔ)。此部分注重的是扎實掌握和靈活運用，因此在培養(yǎng)模塊上設(shè)置了理論學(xué)習(xí)、作業(yè)鞏固、實驗、綜合訓(xùn)練和能力競賽。其中的理論學(xué)習(xí)和作業(yè)鞏固達到的目的是扎實掌握；實驗部分是與理論部分緊密結(jié)合的，以期驗證理論，學(xué)會運用理論知識，達到的目的也是扎實掌握；綜合訓(xùn)練和能力競賽達到的目的是CDIO，也就是靈活運用。能力競賽部分是以開放式形式展開，不限學(xué)期，不限人數(shù)，每科每學(xué)期舉辦一到兩次，如“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“大學(xué)外語”、“畫法幾何與機械制圖”、“計算機能力”等。學(xué)生可以以卷面的形式進行能力競賽，主要為C和D部分，如“高等數(shù)學(xué)”和“畫法幾何與機械制圖”，也可在實驗室以CDIO形式進行能力競賽，如“大學(xué)物理”。

（二）技術(shù)基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊

技術(shù)基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊在三個模塊中起到承上啟下的作用。它是在具有理論基礎(chǔ)的前提下培養(yǎng)學(xué)生掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論、專業(yè)基礎(chǔ)技能，以期在后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)中能綜合運用這些知識解決實際問題。該部分的重點為扎實掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論、扎實掌握專業(yè)基礎(chǔ)技能、靈活運用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)基礎(chǔ)技能。為了達到上述目的，在培養(yǎng)模塊上設(shè)置了理論學(xué)習(xí)、作業(yè)鞏固、實驗、開放實驗、課程設(shè)計、實習(xí)和能力競賽。此部分培養(yǎng)模塊相對基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊增加了開放實驗和實習(xí)。理論學(xué)習(xí)、作業(yè)鞏固、實驗所起的作用同基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊部分；課程設(shè)計是某一門課程的綜合訓(xùn)練，如“機械原理”課程設(shè)計、“機械設(shè)計”課程設(shè)計等。該部分所起的作用是該門課程知識的綜合運用、靈活運用和扎實掌握；能力競賽部分同樣以開放式形式進行。

不過與基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊不同的是已經(jīng)有了初步的綜合，即將幾門專業(yè)基礎(chǔ)課知識綜合競賽，為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。實習(xí)部分主要是為了與工程結(jié)合，培養(yǎng)工程意識。該部分的重點是懂得運作（O）方法；開放實驗不同于課程實驗，也不同于能力競賽。與課程實驗相比，它綜合，實現(xiàn)靈活。它不限學(xué)期、不限人數(shù)、不限時間。與能力競賽相比，它更柔性一些，不限時間。不論是能力弱的還是能力強的，都可以得到很好的提高。開放實驗部分所起的作用就是給學(xué)生更多的機會去構(gòu)思（C）所學(xué)知識，設(shè)計（D）所研究內(nèi)容，并實現(xiàn)（I）和運作（O），達到在學(xué)中做，在做中學(xué)的目的，給學(xué)生更多的想象空間，發(fā)揮出更大的潛力，真正達到創(chuàng)新思維培養(yǎng)和創(chuàng)新能力提高的目的。

（三）專業(yè)培養(yǎng)模塊

專業(yè)培養(yǎng)模塊在三個模塊中所起的作用是收口，是將學(xué)生前期所學(xué)的基礎(chǔ)知識、專業(yè)技能最后綜合與歸類到專業(yè)上，達到專業(yè)培養(yǎng)的目的。專業(yè)培養(yǎng)不僅需要學(xué)生懂得專業(yè)，而且需要學(xué)生能運用專業(yè)知識解決實際問題，在此基礎(chǔ)上還要具有創(chuàng)新思維、創(chuàng)新能力，為今后開發(fā)性的工作奠定基礎(chǔ)。為達到此目的，專業(yè)培養(yǎng)模塊設(shè)置了理論學(xué)習(xí)、綜合大作業(yè)、綜合實驗、綜合設(shè)計、工程能力競賽、團隊項目。專業(yè)培養(yǎng)模塊中的六項是平行或錯位平行進行的。項目的確定和進行順序都是從CDIO考慮的，既達到系統(tǒng)性、綜合性專業(yè)培養(yǎng)的目的，又達到工程能力培養(yǎng)的目的，與實際結(jié)合，學(xué)以致用，為社會培養(yǎng)實用型和創(chuàng)新型人才。理論學(xué)習(xí)部分是專業(yè)基礎(chǔ)理論的綜合應(yīng)用問題和專業(yè)思維方法和技巧問題；綜合實驗和綜合大作業(yè)隨理論部分的進行而進行，如機械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計方法講完之后，就到實驗室和工廠研討和分析實際設(shè)備的總體方案設(shè)計，并在同時確定綜合大作業(yè)的題目，完成綜合大作業(yè)的總體方案設(shè)計擬訂。后續(xù)的執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計和傳動系統(tǒng)設(shè)計也是如此；綜合設(shè)計部分分兩部分：一部分是綜合大作業(yè)的延伸，即理論教學(xué)學(xué)期的期末完成綜合大作業(yè)的實現(xiàn)（I）和運作（O），也就是圖紙繪制，加工制作。綜合大作業(yè)完成理論分析與設(shè)計計算部分，即構(gòu)思（C）和設(shè)計（D）部分；另一部分是畢業(yè)設(shè)計。畢業(yè)設(shè)計要完成整個CDIO，即構(gòu)思（C）、設(shè)計（D）、實現(xiàn)（I）和運作（O）。

它是前期專業(yè)學(xué)習(xí)的又一次綜合、系統(tǒng)的訓(xùn)練過程，真正達到扎實和靈活運用的程度。工程能力競賽部分是與綜合大作業(yè)、綜合設(shè)計并行進行的。學(xué)生可以選擇工程能力競賽題目作為綜合大作業(yè)和綜合設(shè)計題目。完成綜合大作業(yè)和綜合設(shè)計的同時也就完成了工程能力競賽題目的設(shè)計與制作，為參加學(xué)校、省、國家舉辦的工程能力競賽作好了準(zhǔn)備。學(xué)校舉辦的工程能力競賽每學(xué)期一次，團隊項目部分是在理論學(xué)習(xí)的初期就已經(jīng)形成了。團隊是以教師、研究生和本科生構(gòu)成。其宗旨是以團隊協(xié)作的形式完成與專業(yè)方向相一致的課題項目。其目的是鍛煉團隊精神、合作精神，掌握專業(yè)技能、課題項目的研究方法，學(xué)會工程中的構(gòu)思（C）、設(shè)計（D）、實現(xiàn)（I）和運作（O）。團隊項目部分是以開放形式進行的。團隊中的學(xué)生與教師是以互選的形式產(chǎn)生。課題項目來源于縱橫向科研項目和競賽項目。團隊工作時間是全體團隊人員互相商量制定的。團隊項目可以作為綜合大作業(yè)，也可以作為綜合設(shè)計項目，也可以是工程能力競賽項目。三個培養(yǎng)模塊是相輔相成、缺一不可的。沒有基礎(chǔ)模塊部分，就沒有專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)基礎(chǔ)技能的實現(xiàn)；沒有技術(shù)基礎(chǔ)模塊，就不能實現(xiàn)專業(yè)知識的綜合運用；沒有專業(yè)模塊，就不能與工程接軌。三個模塊中的開放式實踐部分也是不可缺少的。它們是專業(yè)思想形成、創(chuàng)新思維方法形成、創(chuàng)新和工程能力產(chǎn)生的過程。

二、實施過程

2007年培養(yǎng)計劃形成后，先后在07、08和09級三屆學(xué)生進行了完整的實施。基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊課程主要為高等數(shù)學(xué)、大學(xué)物理、大學(xué)外語、計算機基礎(chǔ)、畫法幾何與機械制圖、機械工程導(dǎo)論。作業(yè)和實驗部分緊密圍繞理論教學(xué)，起到鞏固和加強理解的作用，作業(yè)量少，達到了簡而精。基礎(chǔ)理論綜合訓(xùn)練部分放在學(xué)期末，按常規(guī)的教學(xué)秩序進行。基礎(chǔ)理論能力競賽部分每學(xué)期舉辦一到兩次，要求每位學(xué)生參加，成績必須在合格以上，該部分在大一、大二期間完成。競賽項目為“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“大學(xué)外語”、“畫法幾何與機械制圖”和“計算機基礎(chǔ)”。競賽內(nèi)容體現(xiàn)了綜合性、實用性和工程性。07級學(xué)生90人，有50％的學(xué)生參加了兩次“畫法幾何與機械制圖競賽”，有30％的學(xué)生參加了三次“畫法幾何與機械制圖競賽”。08級學(xué)生89人，有35％的學(xué)生參加了兩次“畫法幾何與機械制圖競賽”，有20％的學(xué)生參加了三次“畫法幾何與機械制圖競賽”。09級學(xué)生91人，有30％的學(xué)生參加了兩次“畫法幾何與機械制圖競賽”，有20％的學(xué)生參加了三次“畫法幾何與機械制圖競賽”。技術(shù)基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊課程主要為“理論力學(xué)”、“材料力學(xué)”、“機械工程材料與熱處理”、“機械原理”、“機械設(shè)計”、“液壓與氣壓傳動”、“機械制造基礎(chǔ)”、“CAD技術(shù)基礎(chǔ)”、“現(xiàn)代設(shè)計方法”、“電工電子技術(shù)”、“機械控制工程基礎(chǔ)”、“機械工程測試技術(shù)”、“可編程控制”、“技術(shù)經(jīng)濟與企業(yè)管理”。作業(yè)和課程實驗也是緊密圍繞理論教學(xué)。“機械原理”、“機械設(shè)計”、“液壓與氣壓傳動”有課程設(shè)計，該部分放在學(xué)期末，按常規(guī)秩序進行。實習(xí)部分為“金工實習(xí)”和“生產(chǎn)實習(xí)”。此部分是在工廠進行的。

學(xué)生親自學(xué)會了機械產(chǎn)品的加工方法和制作工藝。開放實驗部分為“機械原理與設(shè)計開放實驗”、“液壓與氣壓傳動開放實驗”、“測試技術(shù)與可編程控制開放實驗”。開放實驗部分不強迫學(xué)生必須參加，但號召和動員學(xué)生參加。07級有80％學(xué)生參加了開放實驗，08和09級有100％學(xué)生參加了開放實驗。學(xué)生通過開放實驗可以完成小型作品的設(shè)計與制作。07級學(xué)生通過開放實驗完成了19件作品的設(shè)計與制作；08級學(xué)生通過開放實驗完成了27件作品的設(shè)計與制作；09級學(xué)生通過開放實驗完成了30件作品的設(shè)計與制作。能力競賽部分的要求與基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊相同，時間要求在大四上學(xué)期末前完成。競賽項目為“工程力學(xué)”、“機械設(shè)計”、“CAD技術(shù)基礎(chǔ)”和“可編程控制”。07、08和09級學(xué)生的“機械設(shè)計”課程設(shè)計安排在大三下學(xué)期末，設(shè)計效果非常好。原因有三：其一為“畫法幾何與機械制圖競賽”競賽的效果；其二為開放實驗效果，其三為“機械設(shè)計”競賽效果。無論是開放實驗還是能力競賽，都是免費的。專業(yè)培養(yǎng)模塊課程主要為“機械設(shè)計學(xué)”、“機械系統(tǒng)設(shè)計、”“工程CAD/CAE”、“技術(shù)文件寫作與資料檢索。”理論教學(xué)綜合且聯(lián)系實際。綜合大作業(yè)、綜合實驗和綜合課程設(shè)計是在理論教學(xué)稍后一段時間進行的。07級安排較晚，因此期末有些緊張，作品效果不太好；08和09級吸取07級教訓(xùn)，安排較早，效果非常好。工程能力競賽部分分校級、省級和國家級。校級必須參加，但可不做成實物，出工程圖即可。

競賽項目為機械設(shè)計方向的工程能力競賽，提倡實物制作，并給相應(yīng)的獎勵，如：給定較高的創(chuàng)新學(xué)分，給某科成績加分。從07、08和09級的執(zhí)行效果來看，工程能力競賽內(nèi)容的完成大部分通過綜合大作業(yè)、綜合課程設(shè)計和團隊項目結(jié)合完成的。其原因是，這樣可以減少時間，集中精力高質(zhì)量地完成一件產(chǎn)品的設(shè)計與制作。工程能力競賽起到了一個監(jiān)督、促進的作用。07、08和09級每屆共有六個團隊，每個團隊由一名具有副教授職稱以上的教師帶隊，每個團隊有兩名到四名研究生，本科生13~16人。每個團隊都有兩到三個研究方向。如超聲輸送裝置研究方向，包裝機械研究方向，逃生裝置研究方向，機械系統(tǒng)實驗臺研究方向等等。有的團隊項目與畢業(yè)設(shè)計結(jié)合，完成了項目的設(shè)計與制作。

三、實施效果

教學(xué)模式在07、08和09級三屆學(xué)生全面實施之后，感到最明顯的效果有如下幾點：1.畢業(yè)設(shè)計題目與內(nèi)容發(fā)生了變化，再不是紙上談兵的題目了，而是與工程實際緊密結(jié)合的項目；2.機械制圖能力和計算機軟件應(yīng)用能力提高了，從畢業(yè)設(shè)計成果可看出；3.學(xué)生的專業(yè)思維和創(chuàng)新思維能力提高了，從畢業(yè)設(shè)計的成果和答辯中可以看出。4.協(xié)作精神和團隊意思增強了，從畢業(yè)設(shè)計的團隊項目中看出。

四、結(jié)束語

通過CDIO開放式教學(xué)模式的探索與運作，總結(jié)出CDIO與開發(fā)式結(jié)合才能達到即不增加學(xué)生負擔(dān)，又能使學(xué)生的專業(yè)思維、工程能力、創(chuàng)新意思、團隊精神得到很大的提高。如果該模式能與更多的企業(yè)項目結(jié)合，將會到達更好地效果。

作者：尚銳 王宏祥 符寶鼎 單位：遼寧工業(yè)大學(xué)機械工程與自動化學(xué)院