CDIO理念下机械类生产实习改革研究与实践

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  [摘要]生產实习是教学计划中一个重要的实践性教学环节,主要任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。随着科技的不断进步,新技术新企业不断出现,为了适应时代发展的需要,必须不断改革教学内容、课程体系、教学方法和教学手段。生产实习仍然是薄弱环节,达不到应有的教学效果。针对这种情况,对传统的生产实习模式进行了改革,基于CDIO理念采取了以校外大型钢铁公司(鞍山钢铁公司、宝山钢铁公司等)为主以校内省级工程研究中心和大学科技园为辅的生产实习模式,强化实习过程监控和实习质量管理,并通过实践证明该模式有利于提高教学质量和学生的综合素质。
  [关键词]CDIO理念;生产实习;教学改革;实习模式
  [中图分类号]G642.44[文献标识码]A[文章编号]1005-4634(2010)03-0065-04
  
  0引言
  工程意识是工程师最重要、最基本的素质之一。如何培养既能综合应用现代科学理论和技术手段,又具备现代工程意识的工程技术人才,是高等院校特别是高等工科院校急需研究解决的现实问题。国际最新的工程教育理念CDIO,对现代工程教育所要达到的目标提出了系统和全面的大纲要求,并对理念的实施提出了全面的指引。随着科技的不断进步,新技术新企业不断出现,为了适应时代发展的需要,必须不断改革教学内容、课程体系、教学方法和教学手段。但生产实习仍然是薄弱环节,达不到应有的教学效果。针对这种情况,笔者对传统的生产实习模式进行了改革,采取了以校外大型钢铁公司(鞍山钢铁公司、宝山钢铁公司等)为主以校内省级工程研究中心和大学科技园为辅的生产实习模式,强化实习过程监控和实习质量管理,并通过实践证明该模式有利于提高教学质量和学生的综合素质。不断调整和优化实习内容和实习计划,为学生提供更好的生产实习条件。
  1应用价值
  生产实习是教学计划中一个重要的实践性教学环节,主要任务是培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才。从而巩固所学的理论知识,使理论紧密结合生产实践,树立工程技术经济意识,培养学生独立思考以及分析问题和解决问题的独立工作能力,培养艰苦创业的精神和工作事业心与责任感,使学生获得本专业初步的生产技术和管理知识,为后继课程教学增强感性认识。CDIO理念是充分利用大学学科齐全、学习资源丰富的条件。以接近工程实际涉及技术、经济、企业和社会的团队综合设计大项目为主要载体,结合专业核心课程的教学,使学生在CDIO的全过程中不断地在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个方面得到全面的训练和提高。CDIO理念不仅继承和发展了欧美20世纪90年代工程教育大改革的理念,更重要的是提出了系统的能力培养教学大纲,对工程教育应达到的能力目标做出全面、系统和具体的表述。学生不仅要有坚实的理论基础而且要有较丰富的实践知识。更重要的是要具有运用理论知识分析解决生产实际问题的能力,研究和设计各种产品的能力。学生知识的积累和能力的培养,是基础理论教学、专业理论教学、专业实践教学和毕业设计等各类教学环节的共同任务。生产实习是一次重要的专业实践教学,它对实现培养目标具有非常重要的作用。
  生产实习是在基础理论教学基本完成,专业教学即将开始之前进行,为期3周。生产实习的目的是通过实践培养学生运用已学过的基础理论知识,分析研究生产实际问题的初步能力,使学生从实践中获得基本知识,增加感性认识,为学习专业课打下实践基础。生产实习的基本任务是使学生了解生产工艺流程和基本工艺知识,掌握主要设备在工艺过程中的作用,结构特点和工艺特点及存在问题,要求学生通过实际调查、了解生产中存在的实际问题,提出现场设备改造或设计新设备的思想。
  2研究现状述评
  工程人才短缺和工程教育质量问题,是全世界面临的共同问题。从1986 年开始,美国国家科学基金会(NSF)、美国国家研究委员会(NRC)、国家工程院(NAE)和美国工程教育学会(ASEE)纷纷展开调查和制定战略计划,积极推进工程教育改革。1993年欧洲国家工程联合会启动了名为EUR-ACE(Accreditation of European Engineering Programmers and Graduates)的计划,旨在成立统一的欧洲工程教育认证体系,指导欧洲大陆的工程教育改革,以加强欧洲大陆的竞争力。欧洲工程教育的改革方向和侧重点与美国一样:在继续保持科学基础的前提下,着重强调加强工程实践训练,加强各种能力的培养;在内容上强调综合与集成(自然科学与人文社会科学的结合,工程与经济管理的结合)。
  随着2006年4月广东省部合作协调领导小组的成立,省部产学研合作进入到一个新的发展阶段。在一年多的时间里,教育部众多高校与广东省的产学研合作取得了有目共睹的成效。教育部《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》(教高[2001]4号)中共12条,其中有一条就是“进一步加强实践教学,注重学生创新精神和实践能力的培养”。《2003~2007年教育振兴行动计划》也指出:改造和充实基础课教学实验室,建设一批示范教学基地和基础课程实验教学示范中心,强化生产实习、毕业设计等实践教学环节。教育部2005年教高1号文件进一步强调要“大力加强实践教学,切实提高大学生的实践能力”。实习教学是贯彻执行这些文件精神的重要环节,其目的是理论联系实际,增强学生对于社会、国情和专业背景的了解,通过考察和实践,使学生拓宽视野,巩固和加深理解已学过的技术基础理论知识,培养分析问题、解决问题和创新能力。因此,正确认识和掌握实习教学的特点,不断深化实习教学改革,提高实习教学效果已成为各高等院校都在思考的问题。随着市场经济的发展,国有企业面临经济上的困境,不少企业把接受高校学生的实习任务当作一种麻烦、一种负担,致使高校校外实习教学基础难以稳定。这既有学生理论知识不够、实践经验缺乏,未能给企业创造利润的原因,也有社会大气候的原因。开拓新的实习教学基地更是困难重重。并且,近几年来学生人数因扩招而大量的增加,而实习教学基地很难相应地增多,这给实习教学带来很大的困境。
  校外实习时间不够,学生校外实习时间一般为4~6周,分为认识实习、生产实习和毕业实习等三大实习,其中生产实习的时间实际上只有两三周。特别是近几年来,由于交通、住宿费用大幅度上涨,尽管实习经费连年增加,标准不断提高,但还是跟不上前者的上涨速度,导致少数专业不得不压缩实习的时间,减少实习计划规定的内容。在如此短的时间内,学生要熟悉实习企业的生产工艺、设备以及管理相当困难。采取以校外大型公司实习为主,集中两周时间,选择有代表性的生产线实习,使学生能够学到先进的生产工艺和技术装备,集中一周时间以校内省级工程研究中心和大学科技园实习为辅,使学生能够学到先进的生产技术,这种生产实习模式减少了学生在校外的时间,既给企业减小了由于实习带来的压力,又能够用有限的实习经费完成好实习任务。
  例如鞍山钢铁集团公司,拥有焦化、烧结、炼铁、炼钢、轧钢等整套现代化钢铁生产工艺流程及相关配套设施,并拥有与之配套的能源动力系统;产品涵盖了热轧板、冷轧板、镀锌板及彩涂板、中厚板、大型材、线材、无缝钢管、冷轧硅钢等钢铁产品系列,广泛用于汽车、家电、机械制造、造船、铁路建设等领域。公司生产工艺和技术装备达到国际先进水平,已通过ISO9001质量管理体系、ISO14001环境管理体系和GB/T28001职业健康安全管理体系认证。公司的主导产品汽车板、冷轧硅钢、管线钢、石油管、集装箱用钢板、造船板、铁路用钢的产品实物质量达到国际先进水平。学生生产实习选择大型型钢、无缝钢管、冷热连轧特色生产线。
  宝山钢铁公司是中国最大、最现代化的钢铁联合企业。公司专业生产高技术含量、高附加值的钢铁产品。在汽车用钢,造船用钢,油、气开采和输送用钢,家电用钢,电工器材用钢,锅炉和压力容器用钢,食品、饮料等包装用钢,金属制品用钢,不锈钢,特种材料用钢以及高等级建筑用钢等领域,在成为中国市场主要钢材供应商的同时,产品出口日本、韩国、欧美四十多个国家和地区。公司全部装备技术建立在当代钢铁冶炼、冷热加工、液压传感、电子控制、计算机和信息通讯等先进技术的基础上,具有大型化、连续化、自动化的特点。通过引进并对其不断进行技术改造,保持着世界最先进的技术水平。公司采用国际先进的质量管理,主要产品均获得国际权威机构认可。通过BSI英国标准协会ISO9001认证和复审,获美国API会标、日本JIS认可证书,通过了通用、福特、克莱斯勒等世界三大著名汽车厂的QS 9000贯标认证,得到中国、法国、美国、英国、德国、挪威、意大利等七国船级社认可。学生生产实习选择冷、热连轧特色生产线。
  2008年12月14日,燕山大学机械工程学院代表燕山大学参加了在汕头大学召开的“CDIO工程教育模式试点工作会议”并作了交流报告。会议讨论了如何在《CDIO工程教育模式研究与实践课题组》的框架下开展CDIO模式再创新的试点工作。同时,会议选择机械类、电子类、化工类、土木类和轻工类五类专业类别成立试点工作组,燕山大学被推选为机械类试点工作组的组长,作为本组的召集单位,主要负责今后CDIO工程教育模式试点工作的组织和联络工作。
  教育部工程研究中心是国家创新体系的技术创新基地,是“985工程”和“211工程”科技创新平台建设的重要组成部分,是学校学科建设的重要内涵。工程中心是相对独立、与院系平行的依托高等学校的二级机构。例如轧制设备及成套技术教育部工程研究中心落户燕山大学,是学校长期重视重点学科建设和科技创新基地建设与发展的结果。
  燕山大学从上世纪60年代开始从事重型装备,特别是轧制设备及成套技术的开发研究,取得一大批高水平的科研成果,研究成果代表了当前国家最新技术水平。同时,培养了一支学术水平高、素质精良、相关专业和研究方向齐全的队伍。形成了从人才培养、研究开发到产品生产紧密结合的一体化机制,在国内享有较高声誉。学院毕业生的就业数量和就业率一直保持在较高水平,2004年至2009年的年均就业率为94.36% ,不少毕业生进入国内知名企业。
  燕山大学科技园是以燕山大学为主要依托单位,实行开放式、多元化辦园,努力内引外联,整合国内大型企业和著名科研院所的科技、人才、产品优势共同创建的大学科技园。园区地处秦皇岛经济技术开发区三期区域内,占地500亩,累计完成投资2.4亿元,形成孵化面积3.7万多平方米,已有9家企业毕业,在孵企业69家,建成6家研发机构。2001年7月被河北省科技厅、教育厅通过招投标的形式,确定为“河北省省级大学科技园”,2002年5月被国家科技部、教育部授予“国家大学科技园启动建设单位”。2003年8月15日接受了“国家大学科技园”验收组的验收,得到了验收组专家的充分肯定,予以了高度评价,于9月16日国家科技部和教育部正式批准为国家大学科技园,并于9月23日武汉召开的第二次全国大学科技园工作会议上授予“燕山大学国家大学科技园”牌匾。
  3创新程度
  学生不仅要有坚实的理论基础而且要有较丰富的实践知识。更重要的是要具有运用理论知识分析解决生产实际问题的能力,研究和设计各种产品的能力。学生知识的积累和能力的培养,是基础理论教学、专业理论教学、专业实践教学和毕业设计等各类教学环节的共同任务。生产实习是一次重要的专业实践教学,它对实现培养目标具有非常重要的作用。
  特色和品牌是市场经济中成功企业的致胜之道,也是学校社会效益和经济效益的具体表现,是学校的必然选择。每所学校都处在不同的社会经济结构、市场条件和发展水平之中,都有自身优势和一定的特色。学校要在激烈的竞争中占有一席之地,必须树立强烈的特色、品牌意识,发挥优势,突出办学特色,形成自己的特色和拳头产品,以特色立校,以品牌取胜。
  4案例分析
  基于CDIO理念,在2009年7-8月间,对本校轧钢061-2班、工程设计06班和里仁轧钢061-2班、工程设计06班的生产实习实行训练,每天生产实习之后,实习指导教师针对实习过程中遇到的典型工程难题进行评讲,也可让学生相互交流。在总结过程中,要做到具体分析,抓住关键问题启发学生,把感性认识和实践中遇到的问题提高到理论上来分析、认识,以得出正确的规律和结论。这样既增加了学生的感性认识,培养了学生的工程意识,也为他们将来的职业生涯打下了良好的基础。学生完成了CDIO理念对生产实习效果影响的体会报告。统计结果90%学生理解和运用了CDIO 代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品研发到产品运行的生命周期为载体。
  制定CDIO理念的考核办法,生产实习的考核是对学生掌握知识和动手能力的检验,考核成绩要如实地反映学生的实习情况。尽管实践教学的特点决定了考核的复杂性,但应规范考核,对学生实习成绩进行综合评定。实习结束后,对学生实习成绩进行综合评定,其实习成绩主要由平时表现(包括平时考勤情况及纪律情况)、实习笔记、现场答辩、笔试成绩和实习报告等五部分组成,并且每部分成绩在综合评定时都有不同的权重:平时表现10%,实习笔记10% ,实习报告40%,笔试成绩40%。这样的考核形式更科学更全面。让学生以主动的、实践的和课程之间有机联系的方式学习工程。
  5结束语
  对传统的生产实习模式进行了改革,基于CDIO理念,采取以校外大型企业公司为主以校内省级工程研究中心和大学科技园为辅的生产实习模式,强化实习过程监控和实习质量管理,并通过实践证明该模式有利于提高教学质量和学生的综合素质。为生产实习提供良好条件。
  
  参考文献
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