一、教學模式

（一）基礎培養模塊

基礎培養模塊的任務是培養學生專業學習所涉及的基礎理論知識，它是專業學習的基礎，也是今后專業研究和專業提升的基礎。此部分注重的是扎實掌握和靈活運用，因此在培養模塊上設置了理論學習、作業鞏固、實驗、綜合訓練和能力競賽。其中的理論學習和作業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合的，以期驗證理論，學會運用理論知識，達到的目的也是扎實掌握；綜合訓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，不限學期，不限人數，每科每學期舉辦一到兩次，如“高等數學”、“大學物理”、“大學外語”、“畫法幾何與機械制圖”、“計算機能力”等。學生可以以卷面的形式進行能力競賽，主要為C和D部分，如“高等數學”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“大學物理”。

（二）技術基礎培養模塊

技術基礎培養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的前提下培養學生掌握專業基礎理論、專業基礎技能，以期在后續的專業課學習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基礎理論、扎實掌握專業基礎技能、靈活運用專業基礎理論和專業基礎技能。為了達到上述目的，在培養模塊上設置了理論學習、作業鞏固、實驗、開放實驗、課程設計、實習和能力競賽。此部分培養模塊相對基礎培養模塊增加了開放實驗和實習。理論學習、作業鞏固、實驗所起的作用同基礎培養模塊部分；課程設計是某一門課程的綜合訓練，如“機械原理”課程設計、“機械設計”課程設計等。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。

不過與基礎培養模塊不同的是已經有了初步的綜合，即將幾門專業基礎課知識綜合競賽，為后續的專業課學習打下了良好的基礎。實習部分主要是為了與工程結合，培養工程意識。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，實現靈活。它不限學期、不限人數、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生更多的機會去構思（C）所學知識，設計（D）所研究內容，并實現（I）和運作（O），達到在學中做，在做中學的目的，給學生更多的想象空間，發揮出更大的潛力，真正達到創新思維培養和創新能力提高的目的。

（三）專業培養模塊

專業培養模塊在三個模塊中所起的作用是收口，是將學生前期所學的基礎知識、專業技能最后綜合與歸類到專業上，達到專業培養的目的。專業培養不僅需要學生懂得專業，而且需要學生能運用專業知識解決實際問題，在此基礎上還要具有創新思維、創新能力，為今后開發性的工作奠定基礎。為達到此目的，專業培養模塊設置了理論學習、綜合大作業、綜合實驗、綜合設計、工程能力競賽、團隊項目。專業培養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，既達到系統性、綜合性專業培養的目的，又達到工程能力培養的目的，與實際結合，學以致用，為社會培養實用型和創新型人才。理論學習部分是專業基礎理論的綜合應用問題和專業思維方法和技巧問題；綜合實驗和綜合大作業隨理論部分的進行而進行，如機械系統的總體方案設計方法講完之后，就到實驗室和工廠研討和分析實際設備的總體方案設計，并在同時確定綜合大作業的題目，完成綜合大作業的總體方案設計擬訂。后續的執行系統設計和傳動系統設計也是如此；綜合設計部分分兩部分：一部分是綜合大作業的延伸，即理論教學學期的期末完成綜合大作業的實現（I）和運作（O），也就是圖紙繪制，加工制作。綜合大作業完成理論分析與設計計算部分，即構思（C）和設計（D）部分；另一部分是畢業設計。畢業設計要完成整個CDIO，即構思（C）、設計（D）、實現（I）和運作（O）。

它是前期專業學習的又一次綜合、系統的訓練過程，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、綜合設計并行進行的。學生可以選擇工程能力競賽題目作為綜合大作業和綜合設計題目。完成綜合大作業和綜合設計的同時也就完成了工程能力競賽題目的設計與制作，為參加學校、省、國家舉辦的工程能力競賽作好了準備。學校舉辦的工程能力競賽每學期一次，團隊項目部分是在理論學習的初期就已經形成了。團隊是以教師、研究生和本科生構成。其宗旨是以團隊協作的形式完成與專業方向相一致的課題項目。其目的是鍛煉團隊精神、合作精神，掌握專業技能、課題項目的研究方法，學會工程中的構思（C）、設計（D）、實現（I）和運作（O）。團隊項目部分是以開放形式進行的。團隊中的學生與教師是以互選的形式產生。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，也可以作為綜合設計項目，也可以是工程能力競賽項目。三個培養模塊是相輔相成、缺一不可的。沒有基礎模塊部分，就沒有專業基礎理論和專業基礎技能的實現；沒有技術基礎模塊，就不能實現專業知識的綜合運用；沒有專業模塊，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。它們是專業思想形成、創新思維方法形成、創新和工程能力產生的過程。

二、實施過程

2007年培養計劃形成后，先后在07、08和09級三屆學生進行了完整的實施。基礎培養模塊課程主要為高等數學、大學物理、大學外語、計算機基礎、畫法幾何與機械制圖、機械工程導論。作業和實驗部分緊密圍繞理論教學，起到鞏固和加強理解的作用，作業量少，達到了簡而精。基礎理論綜合訓練部分放在學期末，按常規的教學秩序進行。基礎理論能力競賽部分每學期舉辦一到兩次，要求每位學生參加，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“高等數學”、“大學物理”、“大學外語”、“畫法幾何與機械制圖”和“計算機基礎”。競賽內容體現了綜合性、實用性和工程性。07級學生90人，有50％的學生參加了兩次“畫法幾何與機械制圖競賽”，有30％的學生參加了三次“畫法幾何與機械制圖競賽”。08級學生89人，有35％的學生參加了兩次“畫法幾何與機械制圖競賽”，有20％的學生參加了三次“畫法幾何與機械制圖競賽”。09級學生91人，有30％的學生參加了兩次“畫法幾何與機械制圖競賽”，有20％的學生參加了三次“畫法幾何與機械制圖競賽”。技術基礎培養模塊課程主要為“理論力學”、“材料力學”、“機械工程材料與熱處理”、“機械原理”、“機械設計”、“液壓與氣壓傳動”、“機械制造基礎”、“CAD技術基礎”、“現代設計方法”、“電工電子技術”、“機械控制工程基礎”、“機械工程測試技術”、“可編程控制”、“技術經濟與企業管理”。作業和課程實驗也是緊密圍繞理論教學。“機械原理”、“機械設計”、“液壓與氣壓傳動”有課程設計，該部分放在學期末，按常規秩序進行。實習部分為“金工實習”和“生產實習”。此部分是在工廠進行的。

學生親自學會了機械產品的加工方法和制作工藝。開放實驗部分為“機械原理與設計開放實驗”、“液壓與氣壓傳動開放實驗”、“測試技術與可編程控制開放實驗”。開放實驗部分不強迫學生必須參加，但號召和動員學生參加。07級有80％學生參加了開放實驗，08和09級有100％學生參加了開放實驗。學生通過開放實驗可以完成小型作品的設計與制作。07級學生通過開放實驗完成了19件作品的設計與制作；08級學生通過開放實驗完成了27件作品的設計與制作；09級學生通過開放實驗完成了30件作品的設計與制作。能力競賽部分的要求與基礎培養模塊相同，時間要求在大四上學期末前完成。競賽項目為“工程力學”、“機械設計”、“CAD技術基礎”和“可編程控制”。07、08和09級學生的“機械設計”課程設計安排在大三下學期末，設計效果非常好。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。專業培養模塊課程主要為“機械設計學”、“機械系統設計、”“工程CAD/CAE”、“技術文件寫作與資料檢索。”理論教學綜合且聯系實際。綜合大作業、綜合實驗和綜合課程設計是在理論教學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，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。

競賽項目為機械設計方向的工程能力競賽，提倡實物制作，并給相應的獎勵，如：給定較高的創新學分，給某科成績加分。從07、08和09級的執行效果來看，工程能力競賽內容的完成大部分通過綜合大作業、綜合課程設計和團隊項目結合完成的。其原因是，這樣可以減少時間，集中精力高質量地完成一件產品的設計與制作。工程能力競賽起到了一個監督、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，機械系統實驗臺研究方向等等。有的團隊項目與畢業設計結合，完成了項目的設計與制作。

三、實施效果

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

四、結束語

通過CDIO開放式教學模式的探索與運作，總結出CDIO與開發式結合才能達到即不增加學生負擔，又能使學生的專業思維、工程能力、創新意思、團隊精神得到很大的提高。如果該模式能與更多的企業項目結合，將會到達更好地效果。

作者：尚銳 王宏祥 符寶鼎 單位：遼寧工業大學機械工程與自動化學院