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(shí)，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(shí)掌握和靈活運(yùn)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(shí)驗(yàn)、綜合訓(xùn)練和能力競(jìng)賽。其中的理論學(xué)習(xí)和作業(yè)鞏固達(dá)到的目的是扎實(shí)掌握；實(shí)驗(yàn)部分是與理論部分緊密結(jié)合的，以期驗(yàn)證理論，學(xué)會(huì)運(yùn)用理論知識(shí)，達(dá)到的目的也是扎實(shí)掌握；綜合訓(xùn)練和能力競(jìng)賽達(dá)到的目的是CDIO，也就是靈活運(yùn)用。能力競(jìng)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(yǔ)”、“畫法幾何與機(jī)械制圖”、“計(jì)算機(jī)能力”等。學(xué)生可以以卷面的形式進(jìn)行能力競(jìng)賽，主要為C和D部分，如“高等數(shù)學(xué)”和“畫法幾何與機(jī)械制圖”，也可在實(shí)驗(yàn)室以CDIO形式進(jìn)行能力競(jìng)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(gè)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(yùn)用這些知識(shí)解決實(shí)際問題。該部分的重點(diǎn)為扎實(shí)掌握專業(yè)基礎(chǔ)理論、扎實(shí)掌握專業(yè)基礎(chǔ)技能、靈活運(yùn)用專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)基礎(chǔ)技能。為了達(dá)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(shí)驗(yàn)、開放實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、實(shí)習(xí)和能力競(jìng)賽。此部分培養(yǎng)模塊相對(duì)基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊增加了開放實(shí)驗(yàn)和實(shí)習(xí)。理論學(xué)習(xí)、作業(yè)鞏固、實(shí)驗(yàn)所起的作用同基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊部分；課程設(shè)計(jì)是某一門課程的綜合訓(xùn)練，如“機(jī)械原理”課程設(shè)計(jì)、“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)等。該部分所起的作用是該門課程知識(shí)的綜合運(yùn)用、靈活運(yùn)用和扎實(shí)掌握；能力競(jìng)賽部分同樣以開放式形式進(jìn)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(shí)綜合競(jìng)賽，為后續(xù)的專業(yè)課學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。實(shí)習(xí)部分主要是為了與工程結(jié)合，培養(yǎng)工程意識(shí)。該部分的重點(diǎn)是懂得運(yùn)作（O）方法；開放實(shí)驗(yàn)不同于課程實(shí)驗(yàn)，也不同于能力競(jìng)賽。與課程實(shí)驗(yàn)相比，它綜合，實(shí)現(xiàn)靈活。它不限學(xué)期、不限人數(shù)、不限時(shí)間。與能力競(jìng)賽相比，它更柔性一些，不限時(shí)間。不論是能力弱的還是能力強(qiáng)的，都可以得到很好的提高。開放實(shí)驗(yàn)部分所起的作用就是給學(xué)生更多的機(jī)會(huì)去構(gòu)思（C）所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)（D）所研究?jī)?nèi)容，并實(shí)現(xiàn)（I）和運(yùn)作（O），達(dá)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(dá)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(gè)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(shí)、專業(yè)技能最后綜合與歸類到專業(yè)上，達(dá)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(yùn)用專業(yè)知識(shí)解決實(shí)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(dá)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(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)、工程能力競(jìng)賽、團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目。專業(yè)培養(yǎng)模塊中的六項(xiàng)是平行或錯(cuò)位平行進(jìn)行的。項(xiàng)目的確定和進(jìn)行順序都是從CDIO考慮的，既達(dá)到系統(tǒng)性、綜合性專業(yè)培養(yǎng)的目的，又達(dá)到工程能力培養(yǎng)的目的，與實(shí)際結(jié)合，學(xué)以致用，為社會(huì)培養(yǎng)實(shí)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(shí)驗(yàn)和綜合大作業(yè)隨理論部分的進(jìn)行而進(jìn)行，如機(jī)械系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)方法講完之后，就到實(shí)驗(yàn)室和工廠研討和分析實(shí)際設(shè)備的總體方案設(shè)計(jì)，并在同時(shí)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(jì)擬訂。后續(xù)的執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)也是如此；綜合設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)（I）和運(yùn)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(jì)計(jì)算部分，即構(gòu)思（C）和設(shè)計(jì)（D）部分；另一部分是畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)設(shè)計(jì)要完成整個(gè)CDIO，即構(gòu)思（C）、設(shè)計(jì)（D）、實(shí)現(xiàn)（I）和運(yùn)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(dá)到扎實(shí)和靈活運(yùn)用的程度。工程能力競(jìng)賽部分是與綜合大作業(yè)、綜合設(shè)計(jì)并行進(jìn)行的。學(xué)生可以選擇工程能力競(jìng)賽題目作為綜合大作業(yè)和綜合設(shè)計(jì)題目。完成綜合大作業(yè)和綜合設(shè)計(jì)的同時(shí)也就完成了工程能力競(jìng)賽題目的設(shè)計(jì)與制作，為參加學(xué)校、省、國(guó)家舉辦的工程能力競(jìng)賽作好了準(zhǔn)備。學(xué)校舉辦的工程能力競(jìng)賽每學(xué)期一次，團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目部分是在理論學(xué)習(xí)的初期就已經(jīng)形成了。團(tuán)隊(duì)是以教師、研究生和本科生構(gòu)成。其宗旨是以團(tuán)隊(duì)協(xié)作的形式完成與專業(yè)方向相一致的課題項(xiàng)目。其目的是鍛煉團(tuán)隊(duì)精神、合作精神，掌握專業(yè)技能、課題項(xiàng)目的研究方法，學(xué)會(huì)工程中的構(gòu)思（C）、設(shè)計(jì)（D）、實(shí)現(xiàn)（I）和運(yùn)作（O）。團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目部分是以開放形式進(jìn)行的。團(tuán)隊(duì)中的學(xué)生與教師是以互選的形式產(chǎn)生。課題項(xiàng)目來(lái)源于縱橫向科研項(xiàng)目和競(jìng)賽項(xiàng)目。團(tuán)隊(duì)工作時(shí)間是全體團(tuán)隊(duì)人員互相商量制定的。團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目可以作為綜合大作業(yè)，也可以作為綜合設(shè)計(jì)項(xiàng)目，也可以是工程能力競(jìng)賽項(xiàng)目。三個(gè)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(shí)現(xiàn)；沒有技術(shù)基礎(chǔ)模塊，就不能實(shí)現(xiàn)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用；沒有專業(yè)模塊，就不能與工程接軌。三個(gè)模塊中的開放式實(shí)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(shí)施過程

2007年培養(yǎng)計(jì)劃形成后，先后在07、08和09級(jí)三屆學(xué)生進(jìn)行了完整的實(shí)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(yǔ)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、畫法幾何與機(jī)械制圖、機(jī)械工程導(dǎo)論。作業(yè)和實(shí)驗(yàn)部分緊密圍繞理論教學(xué)，起到鞏固和加強(qiáng)理解的作用，作業(yè)量少，達(dá)到了簡(jiǎn)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(jìn)行。基礎(chǔ)理論能力競(jìng)賽部分每學(xué)期舉辦一到兩次，要求每位學(xué)生參加，成績(jī)必須在合格以上，該部分在大一、大二期間完成。競(jìng)賽項(xiàng)目為“高等數(shù)學(xué)”、“大學(xué)物理”、“大學(xué)外語(yǔ)”、“畫法幾何與機(jī)械制圖”和“計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)”。競(jìng)賽內(nèi)容體現(xiàn)了綜合性、實(shí)用性和工程性。07級(jí)學(xué)生90人，有50％的學(xué)生參加了兩次“畫法幾何與機(jī)械制圖競(jìng)賽”，有30％的學(xué)生參加了三次“畫法幾何與機(jī)械制圖競(jìng)賽”。08級(jí)學(xué)生89人，有35％的學(xué)生參加了兩次“畫法幾何與機(jī)械制圖競(jìng)賽”，有20％的學(xué)生參加了三次“畫法幾何與機(jī)械制圖競(jìng)賽”。09級(jí)學(xué)生91人，有30％的學(xué)生參加了兩次“畫法幾何與機(jī)械制圖競(jìng)賽”，有20％的學(xué)生參加了三次“畫法幾何與機(jī)械制圖競(jìng)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(jī)械工程材料與熱處理”、“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”、“液壓與氣壓傳動(dòng)”、“機(jī)械制造基礎(chǔ)”、“CAD技術(shù)基礎(chǔ)”、“現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法”、“電工電子技術(shù)”、“機(jī)械控制工程基礎(chǔ)”、“機(jī)械工程測(cè)試技術(shù)”、“可編程控制”、“技術(shù)經(jīng)濟(jì)與企業(yè)管理”。作業(yè)和課程實(shí)驗(yàn)也是緊密圍繞理論教學(xué)。“機(jī)械原理”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”、“液壓與氣壓傳動(dòng)”有課程設(shè)計(jì)，該部分放在學(xué)期末，按常規(guī)秩序進(jìn)行。實(shí)習(xí)部分為“金工實(shí)習(xí)”和“生產(chǎn)實(shí)習(xí)”。此部分是在工廠進(jìn)行的。

學(xué)生親自學(xué)會(huì)了機(jī)械產(chǎn)品的加工方法和制作工藝。開放實(shí)驗(yàn)部分為“機(jī)械原理與設(shè)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)”、“液壓與氣壓傳動(dòng)開放實(shí)驗(yàn)”、“測(cè)試技術(shù)與可編程控制開放實(shí)驗(yàn)”。開放實(shí)驗(yàn)部分不強(qiáng)迫學(xué)生必須參加，但號(hào)召和動(dòng)員學(xué)生參加。07級(jí)有80％學(xué)生參加了開放實(shí)驗(yàn)，08和09級(jí)有100％學(xué)生參加了開放實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過開放實(shí)驗(yàn)可以完成小型作品的設(shè)計(jì)與制作。07級(jí)學(xué)生通過開放實(shí)驗(yàn)完成了19件作品的設(shè)計(jì)與制作；08級(jí)學(xué)生通過開放實(shí)驗(yàn)完成了27件作品的設(shè)計(jì)與制作；09級(jí)學(xué)生通過開放實(shí)驗(yàn)完成了30件作品的設(shè)計(jì)與制作。能力競(jìng)賽部分的要求與基礎(chǔ)培養(yǎng)模塊相同，時(shí)間要求在大四上學(xué)期末前完成。競(jìng)賽項(xiàng)目為“工程力學(xué)”、“機(jī)械設(shè)計(jì)”、“CAD技術(shù)基礎(chǔ)”和“可編程控制”。07、08和09級(jí)學(xué)生的“機(jī)械設(shè)計(jì)”課程設(shè)計(jì)安排在大三下學(xué)期末，設(shè)計(jì)效果非常好。原因有三：其一為“畫法幾何與機(jī)械制圖競(jìng)賽”競(jìng)賽的效果；其二為開放實(shí)驗(yàn)效果，其三為“機(jī)械設(shè)計(jì)”競(jìng)賽效果。無(wú)論是開放實(shí)驗(yàn)還是能力競(jìng)賽，都是免費(fèi)的。專業(yè)培養(yǎng)模塊課程主要為“機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)”、“機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、”“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(shí)際。綜合大作業(yè)、綜合實(shí)驗(yàn)和綜合課程設(shè)計(jì)是在理論教學(xué)稍后一段時(shí)間進(jìn)行的。07級(jí)安排較晚，因此期末有些緊張，作品效果不太好；08和09級(jí)吸取07級(jí)教訓(xùn)，安排較早，效果非常好。工程能力競(jìng)賽部分分校級(jí)、省級(jí)和國(guó)家級(jí)。校級(jí)必須參加，但可不做成實(shí)物，出工程圖即可。

競(jìng)賽項(xiàng)目為機(jī)械設(shè)計(jì)方向的工程能力競(jìng)賽，提倡實(shí)物制作，并給相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)，如：給定較高的創(chuàng)新學(xué)分，給某科成績(jī)加分。從07、08和09級(jí)的執(zhí)行效果來(lái)看，工程能力競(jìng)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(jì)和團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目結(jié)合完成的。其原因是，這樣可以減少時(shí)間，集中精力高質(zhì)量地完成一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制作。工程能力競(jìng)賽起到了一個(gè)監(jiān)督、促進(jìn)的作用。07、08和09級(jí)每屆共有六個(gè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)由一名具有副教授職稱以上的教師帶隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)有兩名到四名研究生，本科生13~16人。每個(gè)團(tuán)隊(duì)都有兩到三個(gè)研究方向。如超聲輸送裝置研究方向，包裝機(jī)械研究方向，逃生裝置研究方向，機(jī)械系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)研究方向等等。有的團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目與畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)合，完成了項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與制作。

三、實(shí)施效果

教學(xué)模式在07、08和09級(jí)三屆學(xué)生全面實(shí)施之后，感到最明顯的效果有如下幾點(diǎn)：1.畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shí)際緊密結(jié)合的項(xiàng)目；2.機(jī)械制圖能力和計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用能力提高了，從畢業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)的成果和答辯中可以看出。4.協(xié)作精神和團(tuán)隊(duì)意思增強(qiáng)了，從畢業(yè)設(shè)計(jì)的團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目中看出。

四、結(jié)束語(yǔ)

通過CDIO開放式教學(xué)模式的探索與運(yùn)作，總結(jié)出CDIO與開發(fā)式結(jié)合才能達(dá)到即不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)，又能使學(xué)生的專業(yè)思維、工程能力、創(chuàng)新意思、團(tuán)隊(duì)精神得到很大的提高。如果該模式能與更多的企業(yè)項(xiàng)目結(jié)合，將會(huì)到達(dá)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(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院