時間：2022-08-23 10:03:45
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇cdio工程教育論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
1.1《制藥工程原理》課程現狀
有些采用“制藥工程原理與設備”，“制藥工程原理與設備”存在同名，主題內容不同，各科交叉重復的現象。目前針對制藥工程專業的教材有劉落憲主編的《中藥制藥工程原理與設備》，王志祥主編的《制藥工程原理與設備》，袁其朋主編的《制藥工程原理與設備》，姚日升主編的《制藥工程原理與設備》。這些具有“藥”味，但劉落憲主編的《中藥制藥工程原理與設備》的重點是中藥制藥，對于制藥工程專業缺乏通用性，王志祥主編的《制藥工程原理與設備》在化工單元操作的基礎上增加了制藥化工領域的新技術和新設備。姚日升主編的《制藥工程原理與設備》以《化工原理》為基礎，內容涵蓋“三藥合一”的知識點，涉及到制藥工程類課程化工原理，藥物制劑，化學制藥工藝學，藥廠車間設施規劃及藥事管理和GMP規范。王志祥主編的《制藥工程原理與設備》以化工原理為基礎，但袁其朋主編的《制藥工程原理與設備》，介紹的是制藥工程的原理與制藥設備。內容涉及制藥工業的各個環節，包括化學制藥、生物制藥、中藥和天然藥、制藥分離、制劑工程、藥品包裝、藥品質量控制等。同為《制藥工程原理與設備》內容卻大相徑庭，出現在短學時《化工原理》后又開設王志祥主編以化工單元操作為主要內容的《制藥工程原理與設備》的現象。教學實踐還發現《制藥工程原理與設備》的一些章節內容如制劑、質量控制等都與制藥工程專業其他課程有重復現象。
1.2整體設置教學內容，加強教師之間的協作
課程之間內容重復影響學生學習的效率和積極性，cdio工程教育注重整個專業的系統改革。CDIO的標準3:集成化課程設置，強調突出課程之間的關聯性，圍繞專業目標進行系統設計，從而避免不必要的重復，使關聯的課程共同支持專業目標，使學生掌握各門課程知識之間的聯系，并用于解決綜合的問題。不同性質高校制藥工程專業課程設置側重點不同，培養從事藥品制造，新工藝、新設備、新品種的開發、放大和設計人才為目標時相同的。所以制藥工程原理不能獨立，需要教師之間的協作，在制定培養方案時整體考慮設置本專業課程及課程內容、課時。對于制藥工程不同專業方向(化學制藥、生物制藥、中藥制藥)的側重點不同，但基本包括制藥反應工程、制藥分離工程和制劑工程技術，在理論教學中采取寬口徑的方式，通過項目實踐來體現側重點的不同。制藥工程原理與設備包括制藥反應(發酵、提取工程)、制藥分離、制劑三部分，制藥分離包含制藥過程涉及的典型單元操作，貫穿其中的流體流動、傳質、傳熱是固體制劑單元操作如粉碎、混合、制粒、壓片等的理論基礎。負責不同課程的教師應相互協作，探討，整體考慮各部分的內容，明晰知識之間的銜接與延伸，避免內容重復，在缺乏合適的教材情況下宜結合教材《化工原理》、《制藥分離工程》、《制藥化工原理》和《藥物制劑及設備》等合理安排內容及課時。
2知識與能力的關聯
CDIO工程教育標準1強調理論與實踐、知識與能力的結合。CDIO工程教育要求獲得專業知識的同時培養個人自身的能力、團隊協作能力。知識必須與工程項目掛鉤，制藥工程原理的基本理論必須和實際制藥過程結合起來。知識與能力的關聯要求項目具有實踐性，考核方式多樣性。
2.1項目的選擇
傳統的化工原理課程設計主要是針對精餾和換熱器的設計，畢業設計題目相似程度高，缺乏創新性。制藥工程原理作為二級項目，項目的選擇要以教學內容與企業實際為依據，適合制藥工程專業特點。項目來源可以是企業合作項目，教師科研項目，學生參加的創新、競賽項目，如制藥工程設計大賽，創新創業等。學生主動提出或參與的項目更能激發學生的積極性和創造性。有助于實現讓學生以主動的、實踐的的方式學習工程。項目采取嵌套法，大項目包含小項目，二級項目和三級項目具有延續性。有助于實現讓學生以課程之間有機聯系的方式學習工程。大小項目體現不同要求，包括關鍵設備的設計，其他設備的選型。
2.2以提高能力為目標的評價
CDIO強調的不是內容而是能力，CDIO能力本位的教學觀貫穿課程設置和教學實踐的全過程，如何確保能力評價過程的合理性和有效性?CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。這四個層面的能力不是相互獨立的。工程基礎知識重在應用，體現在構思、設計、實現和運作每個過程，工程系統能力作為一種工程素養貫穿于構思、設計、實現和運作整個過程，個人能力和人際團隊能力體現在個人和團隊的表達和表現，包括完成項目的材料(包括設計說明書、圖紙和產品等)呈現和口頭、肢體表達。合理而有效的評價方式應是綜合的、多樣性的、有針對性的。評價應該貫穿項目的全過程，而不是最終的答辯。具體考核中包含的環節有階段性的匯報，小組間互評，改進后專家審核，申請答辯。答辯環節包含團隊展示，整體展示和負責項目中不同內容部分的個人展示，指導老師提問，旁觀的學生提問，項目組學生向答辯專家提出自己在完成項目過程中的問題。一個寬松的環境有利于學生表達自己的思想和意見，實現提高能力的目標，而不是任務式的完成項目。
3師生關聯，環境關聯，加強教師的CDIO能力
改變項目組織形式，重視團隊建設，一般的課程設計按學號分組，或學生自由組合，一個好的團隊要使團隊中每個成員發揮個性特長，使團隊最優化。改變原來課程設計一成不變教師出題的套路，有利于教學相長，增強教師CDIO能力。高校青年教師普遍存在工程經驗缺乏的問題，因此參與企業項目，邀請企業工程師參與指導有利于提高師生的工程素養。宣傳CDIO工程教育模式，使作為主體的學生了解CDIO教育理念，通過明確學生學習目標營造學習環境。同時提供教學實踐環境，即方便實施項目的教師和學生們查閱資料，討論，制作等的場所和方便使用設備的的機制。
4結語
關鍵詞：智能制造；人才培養質量；工程教育認證；中國制造2025；OBE模式
中圖分類號：G718 文獻標識碼：A 文章編號：1672-5727（2017）07-0036-06
一、研究背景
智能制造需要什么樣的人才？周濟院士指出：智能制造是一個大系統工程，要從產品、生產、模式、基礎四個維度系統推進，其中，智能產品是主體，智能生產是主線，以用戶為中心的產業模式變革是主題，以信息-物理系統（CPS）和工業互聯網為基礎。由此可見，智能制造覆蓋產品全生命周期及企業運營管理的方方面面[1]。從機械專業本科人才能力需求角度來看，新模式下的制造企業對于機械制圖及計算機輔助制造（CAD、CAM）的應用能力要求越來越高；對機械、電氣等基礎知識的要求，如電工電子技術、精度檢測與公差配合、液壓與氣動技術應用、編程等將成為所有崗位的必備技能，必須人人過關；人機工程、CAPP、加工過程動態仿真、物聯網、云計算、大數據等新技術也需要學生有所了解[2]。除了專業技能外，學生的綜合素質也是關鍵因素。國際工程界推行的工程教育認證一一華盛頓協議所要求的畢業12項素質是：工程知識、問題分析、設計/解決開發方案、研究、使用現代工具、職業規范、溝通、團隊合作、工程與社會、環境和可持續發展、項目管理、終身學習[3-4]。12項能力要求里面后7項無疑與企業所要求的品質相契合。
那么，如何培養出智能制造所需要的且符合12項畢業要求的合格人才？目前看來，基于學習產出的OBE（即Outcome Based Education）教育模式卓有成效[5-6]。自美國工程認證委員會（ABET）頒布和實施重視學生產出的EC2000認證標準后，從上世紀末開始，歐美各國工程教育認證組織都先后改革認證標準，視學習產出為一項重要的質量準則，并由此延伸開來，在國家學位標準、高校教育目標、專業培養計劃中都以學習產出為重要質量準則[3]。汕頭大學執行校長顧佩華教授長期積極推動中國工程教育的改革和實踐CDIO（構思―設計―實施―運作）工程教育模式，近年來特別強調基于結果（OBE）的工程教育，汕頭大學也對高水平OBE工程教育模式進行了全方位的、卓有成效的實踐，對本課題具有重要的借鑒意義[7]。安徽理工大學“雙創”成果導向下的工程教育體系取得了初步成效[8]。北京交通大學采用OBE理念創新了本科實習模式，將畢業能力有機地導入實習模塊和工程模擬訓練中，知識點環環相扣，全程跟蹤和評估實習過程，實現了“因材施教”的目的[9]。華僑大學研究了基于OBE理念的工程教育認證下精細化工工藝課程教學改革，促進了精細化工工藝課程教學質量的持續改進[10]。筆者主要探討智能制造背景所需的知識、技能、素養，采用OBE理念，研究面向智能制造的人才培養新模式。
二、智能制造模式下基于OBE理念面向產品全生命周期的課程體系設置
本文參照畢業要求的12項能力，以OBE理念為指導，以第一、二、三課堂為平臺，以智能制造的產品全生命周期構建的課程體系為根基，為智能制造培養合格的工程應用型人才，研究模型如圖1所示。第一、二課堂的教學目標是打牢智能制造所需的基礎知識技能，第三課堂則以培養綜合素質為目標。
各項能力、素質的培養需要載體。筆者將智能制造的產品全生命周期設置的課程體系作為載體，如圖2所示。該體系包含DMCAM五個模塊，即設計模塊（Design）、制造模塊（Manufacture）、控制模塊（Control）、裝調模塊（Adjust）、管理經營模塊（Management）。DMCAM五模塊與第一、二、三課堂的具體內容一一對應，且融入智能制造的理念和技術。在教學過程中，由大小項目貫穿。項目是按照OBE理念設計的，設計原則是既源于企業又符合教學規律，由淺入深、由簡入難，既全面又有針對性。如普通機床模型、數控機床模型、生產線模型等。將這些項目分解到DMCAM五個模塊的各個環節n程，每個小環節都設有評估檢測，并在最終的實訓環節以小組形式提交制作模型。
設計模塊：主要培養學生的機械設計能力，包括識圖、制圖能力，計算機應用能力，常用機構種類及應用、校核、仿真能力等，由以下各環節實現：第一課堂理論課包含通識課程（高等數學、大學物理）、專業基礎課程（機械制圖、理論力學、材料力學）、專業課程（機械原理、機械設計、機械創新設計、機械CAD/CAM、夾具設計）、選修課程（沖壓模具設計）等組成；第二課堂實踐課包含理論課程對應的實驗及課程設計，如物理實驗、部件測繪課程設計、企業認知、三維造型設計、機械設計課程設計、機械創新實踐、夾具設計課程設計、制圖強化訓練；第三課堂主要是課外訓練，包括課外訓練及競賽。課外訓練是學生利用課余時間進行CAD、CAM的大量練習，由機械CAD/CAM協會組織；競賽分為校級、市級、國家級三個層次，如校級CAD/CAM競賽、天津市投影制圖競賽、全國應用型人才技能大賽（創新創意設計大賽）、CaTICs網絡賽、教育部信息中心賽項等。設計模塊里主要講解普通機床、數控機床、生產線模型的機械結構。
制造模塊：通過三類課堂的有機結合，培養學生實際操作能力、解決機械工程問題的能力。該模塊充分發揮我校制造強項，以機械制造核心課程為主線，輔以智能制造領域的3D打印和數字化制造等相關技術。第一課堂理論課包含專業基礎課程（工程材料及成型技術、互換性與測量技術）、專業課程（金屬切削原理及刀具、金屬切削機床、數控機床及編程、金屬切削工藝、數控加工工藝、快速成型技術、特種加工）、專業特色課程（現代切削刀具與工量儀使用技術）、選修課（塑料成型工藝及設備）等。第二課堂包含理論課程對應的實驗、金屬切削原理及機床課程設計、工藝課程設計、實訓（職業技能訓練與鑒定、技能拓展訓練）等。第三課堂由學院的創新協會組織平時的訓練、競賽，比賽包含學校“松正杯”機器人大賽、新偉祥作品比賽、天津市“機械創新設計”大賽、天津市“挑戰杯”大賽、全國大學生“挑戰杯”大賽、全國“機械創新設計”大賽、全國應用型人才技能大賽（機械設計與制造綜合技能大賽）。制造模塊里主要講解普通機床、數控機床、生產線模型的加工及裝配的工藝。
控制模塊：機械專業的學生學習電路、編程、控制類的課程總是覺得吃力，教師也覺得教學效果不佳。本課題擬以智能制造所需要的技術為主線，打造電工電子技術、C++語言程序設計、液壓與氣動控制技術、計算機工業控制、傳感器與檢測技術、機床電控及PLC、機械控制工程、機器人技術及應用的控制類課程群。第二課堂由液壓與氣動課程設計、機電一體化訓練組成。本模塊的開設主要為了拓寬機械專業學生的思路，滿足智能制造的需要，也為制作各種智能機構、參加各類比賽進行控制類知識和技術的儲備。控制模塊里主要講解數控機床、生產線模型的控制系統。
裝調模塊：主要由技能拓展的實訓環節、畢業實習、畢業設計完成。裝調模塊里主要進行普通機床、數控機床、生產線模型的裝調、測試。
管理經營模塊：本模塊涵蓋的內容豐富，主要培養學生情商，如溝通、團隊合作、職業規范、工程與社會、環境和可持續發展、項目管理、終身學習能力等。第一課堂里包括大學英語、思想政治、近代史、生產運營管理等；第二課堂包括科技文獻寫作實踐、師范教育技能訓練、微格教學、教育實習等；第三課堂包括師能展示月活動，由教育家協會負責訓練和比賽。
第一課堂側重理論講解，知識點細化，打牢解決復雜工程問題的基礎，包括設計實驗、分析與解釋數據，并通過信息綜合得到合理有效的結論。
第二課堂由實驗、實訓、課程設計、畢業設計組成，在實驗室、實訓室完成。充分發揮我校的國家級實驗實訓中心的特色，學生可以參加鉗工、加工中心、數控車、車銑復合、三坐標測量、數控程序員的培訓，并可以獲得相應的資格證書。拓展訓練里還可以進行五軸編程、線切割、電火花、快速成型的訓練。在實踐中訓練熟練使用CAD、CAM、CAPP等智能設計所需軟件的能力，培養職業規范能力、溝通能力、使用工具能力、解決復雜問題的能力等。
第三課堂由三層次28模塊競賽（如下頁圖3所示）、課外20學分組成。其中，競賽由國家級、市級、校級三個層次以及基礎素質、專業技能、創新應用三個維度組成，形成從普適到拔尖人才培養的模式，側重培養溝通能力、團隊合作能力、工程倫理、社會責任感、環境和可持續發展能力、.項目管理能力、創新創業能力等。在實驗室、實訓室、賽場、企業完成。充分發揮學生社團的作用，由教師帶領機械CAD/CAM、機械創新協會、教育家協會等社團完成訓練和參賽各環節工作。實踐證明，競賽過程是對學生全面鍛煉、提升的過程，經過比賽訓練的學生在畢業設計環節及工作中表現得游刃有余。因為比賽不僅考察知識、制作能力，更重要的還有宣傳頁的構思制作、答辯演講、參賽的組織等多方面鍛煉，是鍛煉溝通能力、合作能力、責任感、項目管理能力的好時機。所以，本課題擬將比賽環節與第一課堂有機結合，貫穿教學始終。課外20學分由智能制造的系列講座組成，擬聘請智能設計、智能生產、智能管理、物聯網等行業專家以講座的形式將智能制造的關鍵技術和理念傳輸給學生。此外，學校已與哈量、沈陽機床、大連機床、虛擬軟件公司、職業院校建立有長期的合作關系。校外基地不僅可以提供實訓場所，還提供教學用項目，來源于實際的項目最有效。
三、 四位一體的教學方法
課程體系的實現還需要有活力的教學內容和教學方法。筆者采用理實結合、虛實結合、傳統與現代先進技術結合、學校與企業實踐結合的四位一體的教學方法。
理論和實踐結合是行之有效的教學和學習的方法。本專業的優良傳統就是理論課程和實驗課程有機結合，實訓環節貫穿學習的全過程，實踐環節在培養方案的占比高達40%。實踐證明，學生的動手能力在工作中得到用人單位的認可。本專業還將繼續沿用理實結合的方法，注重培養學生的創新意識、創新思維和創新能力。
虛實結合，形成課程資源包（含微課、PPT、視頻等）、虛擬仿真裝備、實物實訓裝備“兩虛一實”的數字化資源與實物裝備于一體的教學模式，如圖4所示。目前，虛擬仿真技術的應用日益廣泛。虛擬仿真技術對于教學也有事半功倍的作用，提高了教學效率，降低了教W成本，培養了創新意識，激發了學習興趣。一些難于理解的知識點，如刀具角度的認識、順逆銑削、坐標系的關系等，可以制作成微課；一些常識和技巧，如科技論文寫作、制圖方法等，也可以制作成微課，供學生隨時學習。購置一些虛擬仿真軟件，如數控機床的拆裝軟件、數控加工仿真軟件等，可以在進行實物拆裝和加工前進行仿真訓練，極大地提高實踐教學效率，降低實踐教學成本；在一些虛實結合的軟件上開發虛擬機構，采用真實的單片機或PLC控制樣機，提高樣機開發效率，為比賽贏得寶貴的時間；另外，還可以開發或購置各種虛擬的智能制造的生產線，實現在校園里就可以感受智能制造的生產環境。在虛實結合的學習過程中，讓學生感受并掌握數字化設計、制造的方法。
傳統與現代先進技術結合。面向制造業的人才能力需求現狀與專業知識結構，需要夯實傳統技能，強化專業素質，如機床、畫圖、設計的基本常識和基本的工藝知識，打牢編程基礎；同時面向智能制造發展現狀及趨勢，有針對性地對接、強化先進制造與高端制造技術，如機器人應用技術、3D打印技術、制造物聯技術及智能生產技術等。注重傳統技術與現代技術培訓的銜接過渡。
學校與企業實踐結合，理論學習與實踐實訓深度融合、深度互動。在與企業合作過程中發現了一些問題，比如有些工程師技術高超，但講解乏味，缺少教學方法；再如，企業的某一工種的技術單一，單純的定崗實習達不到真正的訓練目的。筆者提出的校企合作、產教融合采用教師深入企業一線，參與企業具體工作，把企業的經驗、工藝、生產流程變成易于學生接受的方式，循序漸進地融入到課程體系中，同時根據新技術、新模式的發展不斷充實實踐內容，促進企業發展。
四、面向學習結果的評估體系構建
在微觀上，對每個學生的每個模塊設計每門課程的評價指標，課程的評估體系采用在線考試閉環控制”和“形成性評價”。對于教師每門課程的教案由以前的知識目標轉變為知識目標、技能目標、能力目標。在宏觀上，設計用人單位、畢業生的評估體系，從而形成雙閉環的評估體系，為教學效果保駕護航。
各模塊的評價體系如表1所示。質量評價等級標準及內涵如表2所示。
五、充滿活力的“雙師型”師資隊伍建設
OBE培養模式對教師提出了更高的要求。OBE不限定教師采取什么樣的教育方法和教育內容，只通過指定階段性的學習期望為教師指明方向。汕頭大學在實踐中也提到教師要花大量精力與時間用于學生的個性化輔導、教學文檔撰寫、構想預期學習產出、設計教學策略及評估等，教師承擔著繁重的教改任務[1]。所以，OBE教育模式既為教師充分展現教育藝術實現既定目標提供了廣闊空間，也對教師自身的知識結構、能力、素養提出了更高的要求，尤其強調熱愛教育事業的敬業精神[11]。
首先，通過全員參加學校舉辦的教師“雙師杯”技能培訓、參加特色培訓、參加國際會議、直接參與企業生產等形式增強教師自身的能力。秉承送出去、請進來的理念，對青年教師進行沉浸式培養及國際化合作與服務。聘請企業技術人員做技術講座和專項輔導，與企業一線人員面對面。培育一大批既有深厚的理論知識、又有扎實的實踐基礎的高素質“雙師型”一體化師資。
其次，及時了解學生是否達到了階段性教學目標，根據結果及時調整資源配置、師資培訓和學生輔導等工作。教也明確了自己在教學質量提升過程中的責任，不斷改進工作。
通過第一、二、三課堂的有機結合，理、虛、實結合，全方位、多視角培養學生的多方面能力。按照智能制造的產品全生命周期設置課程體系，形成DMCAM五個模塊，即設計模塊（Design）、制造模塊（Manufacture）、控制模塊（Control）、裝調模塊（Adjust）、管理經營模塊（Management）。DMCAM五模塊與第一、二、三課堂的具體內容一一對應，以期在基于學習產出的智能制造人才培養模式指導下培養出一批高素質、高質量的人才。
參考文獻：
[1]周濟.智能制造“中國制造2025”的主攻方向[J].中國機械工程，2015，26（17）：2273-2284.
[2]智能制造對企業崗位及人才需求的影響及前景分析[EB/OL].[2016-09-07].http：///question
/2302.
[3]孫娜.我國高等工程教育專業認證發展現狀分析及其展望[J].創新與創業教育，2016，7（1）：29-34.
[4]周緒紅.中國工程教育人才培養模式改革創新的現狀與展望――在2015國際工程教育論壇上的專題報告[J]高等工程教育研究，2016（1）：1-4.
[5]Dejager，Nieuwenhuis.Linkages Between Total Quality Management and the Outcomes-Based Approach in an Education Environment[J].Quality in Higher Education，2005，11（3）：251-260.
[6]鳳權.OBE教育模式下應用型人才培養的研究[J].安徽工程大學學報，2016，31（3）：81-85.
[7]顧佩華，胡文龍，林鵬.基于“學習產出”（OBE）的工程教育模式――汕頭大學的實踐與探索[J].高等工程教育研究，2014（1）：27-37.
[8]李坤，伍廣，李雪斌.“中國制造2025”背景下地方高校工程人才培養新模式[J].教育教學論壇，2016（5）：256-257.
[9]周春月，劉穎，姚東偉.OBE理念下的本科生畢業實習創新模式研究[J].實驗技術與管理，2016，33（10）：19-22.
