CDIO模式下石油钻采机械实训的与实践

摘 要：以石油高校机自专业石油钻采机械实训培养模式为对象,主要探讨CDIO工程理念在实践教学环节的应用与创新研究,并通过实际教学案例进行分析,体现了CDIO理念在实践教学中的必要性.

关 键 词：CDIO；石油钻采机械；机自专业；实践教学

作者简介：赵海洋（1979-）,男,黑龙江甘南人,东北石油大学机械科学与工程学院,讲师；王尊策（1962-）,男,黑龙江同江人,东北石油大学机械科学与工程学院,教授.（黑龙江大庆163318）

基金项目：本文系黑龙江省高教综合改革试点专项“基于CDIO的机自专业卓越工程师培养模式探索与实践”、教育部欧特克公司专业综合改革项目“东北石油大学机械设计制造及其自动化专业综合改革”的研究成果.

中图分类号：G642.44文献标识码：A文章编号：1007-0079（2013）35-0159-01

20世纪中期以来,随着工程科学的发展,我国工程教育越来越偏重工程科学和复杂分析科学,却逐渐与实际操作能力相脱离.而在全球化背景下,对高校毕业生的工程实践能力、团队工作与交流能力和对企业与社会环境的理解与适应能力都提出了更高的要求.因此,工程教育必须在给定的学制内对学生进行全面的工程能力与素质培养.这不仅仅是中国工程教育,也是世界工程教育所面临的共同挑战.

CDIO是2001年由美国麻省理工学院开发的一种全新工程教育理念和实施体系,其教育理念注重培养学生系统的工程技术能力,体现了当今工程教育的国际共识.[1-2]采用CDIO工程教育理念对工程实训课程体系、教学理念和学习方法等作出变革才能应对工程教育的挑战,培养出适合时代要求的复合型人才.[3]

一、机自专业石油钻采机械实训现状分析

石油钻采机械实训是本校机械设计制造及其自动化专业一门实践性必修课,是学生进行专业技术课学习、工程师基本训练以及提高学生专业素质的重要实践性教学环节之一.通过在油田的实训使学生更加了解本专业的办学特色以及毕业后工作的业务范围和性质,以适应石油企业对人才的要求,为大多数学生将来从事石油机械工作打下了坚实的基础.石油钻采机械实训的本意是使学生巩固“机械原理”、“机械设计”与“液压与气动”等课程的基本理论知识,培养学生理论联系实际,从实际出发分析问题、研究问题和解决问题能力,有助于对培养学生的工程意识提高学生的实践能力和创新能力.

然而,传统的实习教学模式虽然使学生走出了课堂,脱离了教室单一环境的束缚,但实习过程采用的仍是讲解式教学模式.教师与工人师傅一味讲解、示范、辅导,而学生只能被动听讲.整个实习过程学生按照教师的思路走马观花式地完成实习任务,缺乏主动性积极性.学生实习成绩的综合评定也主要依据考勤、平时表现和实习报告为考核内容,不能全面反映一个学生的综合表现和潜力.此外,以往的实习虽然对后续的专业内容学习有一定的帮助,但作为教学体系中一个很重要的环节并不能较好地体现出应有的价值.因此,革新实践教学模式,解决传统实践教学存在的问题,完善实训方案,从根本上提高学生学习兴趣和综合素质,真正发挥实践教学的积极作用,成为工程教育的迫切需要.

二、CDIO工程教育理念对实践教学的影响

CDIO工程教育培养模式是近年来国际工程教育改革的最新成果.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,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程.CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面.

从2012年,在黑龙江省高等教育教学改革项目的支持下,东北石油大学机自专业开始引进CDIO教育模式.CDIO的标准仅仅是对实施CDIO改革的一些指引,每个学校甚至专业所采用的模式都不一样,不能简单照抄,而应立足于建立符合专业特点的特色模式.为了更好地实现工程教育改革目标,在CDIO的基础上,东北石油大学机自专业提出了建立以设计为导向的培养模式：在构思—设计—实现—运作的基础上,结合职业素质的培养,将学生的工程实践能力和素质的成长与学生知识结构的构建融为一体,形成培养具备本专业特色的应用型人才的教学定位.实践教学环节应首当其冲地进行改革,从培养目标、课程计划、教与学、实践场所、教师能力提高、学生能力评估、改革质量评估等全方位进行.

三、CDIO模式下石油钻采机械实训的改革措施与实践

结合改革目标为石油钻采机械实训制定更加具体完善的课程教学大纲.课程大纲明确学生应掌握的知识和能力,规划如何使学生学到这些知识和能力,如何考查学生的知识和能力,并明确课堂教学、基地示范和动手操作的详尽安排.针对实习的具体情况,石油钻采机械实训教学团队制定了“自组织、自协调和自管理”的实训新模式.

首先,参加实习的学生接受校—基地—班组的安全教育,签署安全实习承诺书.

其次,每班4～5名学生成立一个实训小组,自荐组长并制定组内详细的自我管理细则.

再次,进入实训基地前,带队教师向即将进入实训地点的各组学生简单介绍各实习地点的基本情况,并强调重点实习任务,包括了解钻井、采油生产工艺流程和工作原理、掌握典型钻采设备结构和工作原理,熟悉典型钻采设备的维修和装拆方法等,深入分析典型钻采设备工作过程.观摩期间可以和带队教师或工人师傅交流、探讨,各实训小组在规定时间内返回集合.

最后,以组为单位就所见所闻结合笔者见解进行实训交流汇报,带队教师参与交流,过程中纠正不正确观点及其忽略问题,并保留记录,作为一项评分参考,再由各内成员就实习表现进行自评和互评,经组长汇总后交由带队教师作为一项评分参考.

改变后的实训模式彻底杜绝了以往集体进入一个实训地点时,教师忙查点,学生抱团挤堆,漫无目的被动记录,甚至部分学生只能盲目参观更无交流机会的现象.分组实训有效降低了安全事故的可能性,并提高了实训的效率.这种以学生为中心的实训模式使学生自觉作为实训的主角,主动学习、思考研讨、懂得分工和协作,明显增加了主动学习和团队协作能力,特别是分析问题和解决问题的能力.学生自评与互评,推翻了凡事都由教师决定的传统模式,使学生真正体会到主动学习的有效回馈,公平竞技的魅力所在,同时也培养了学生攻克难题的自尊心和自信心.

2013年7月,东北石油大学机械设计制造及其自动化专业四个班共计118名同学在8名教师带领下,前往大庆石油装备制造集团进行了为期10天的石油钻采机械实训.采用基于CDIO理念提出的“自组织、自协调和自管理”的实训模式,在实习现场进行集中实训,分组实施.结果表明,学生100%出勤率,无请检测、迟到和早退现象,零安全事故率,学生实习报告优秀率较上两年平均提高了11.9%,抽样调查学生满意率达到了99.8%.本次实训效率明显提高,学生的学习兴趣空前浓厚,团队协作能力有所增强,改革后的实训教学模式获得校教务部门、企业管理人员及参与学生的一致好评.

四、结论

CDIO模式下石油钻采机械实训强调学生为主体参与整个实训过程,由于学生亲自参与,将过去的被动学变成了主动学,由单打独斗变成了团队协作,增强了学生的学习兴趣和团队合作意识,教学效果明显提高,充分展示了现代教育“以能力为本”的价值方向,探索出一条基于工程项目的实践教学之路,具有明显的创新.