基于CDIO工程教育的大学生科技创新平台建设
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于CDIO工程教育的大学生科技创新平台建设范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
[摘要]本文从CDIO工程教育的内容入手，通过对我校开展的以竞赛带动创新实践教学，建设创新实践平台；课程设计实物化，以实践深化理论教学；设计制造企业一线实训，以实践验证理论教学的工程教学理念，阐述了CDIO工程教育在大学生创新实践平台建设中的作用。
[关键词] CDIO；科技创新；大学生竞赛
[中图分类号]G642
[文献标识码]A
[文章编号]1671-5918（2015）24-0095-02
一、前言
《高等教育法》中规定高等教育的任务是“培养具有创新精神和实践能力的高级专门人才”，所以大学生创新实践能力培养应该成为高校培养方案的重要组成部分。CDIO工程教育模式为现行的高等工科教育和创新型工程人才培养提供了的有效途径。
CDIO是以产品研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程间紧密联系的一种学习过程。高校大学生的科技项目和科技竞赛均是按照CDIO工程教育模式进行的。学生结合自己的兴趣与特长，参加大学生科技项目、实践活动、科技竞赛等来确定自己的发展方向。高校通过完善大学生科技创新活动管理，促进工程教育模式改革，培养学生实践能力与创新能力。
（一）创新实践硬件平台
近年来，机械工程学院以CDIO工程教育理念打造大学生科技创新孵化器，搭建创新实践平台，建立机器人创新实验室、机械基础实验室。表1为近三年机器人创新实验室购置的主要设备。
创新实践硬件平台以机电综合控制实验为主，发展以单片机、微机、工控机、PLC为代表的机电控制技术，以信息的采集、处理、反馈以及接口技术为主线，在机、电、液、气等多种系统中进行综合创新平台建设，取得长足、快速的发展，形成“设计、制造、控制、检测”四位一体互相支持的一个完整实践教学体系，完成实践教学、实践课程、理论课程的实验、课程设计和毕业设计等教学任务。
（二）校企合作平台
密切联系行业和企业，建立了稳定的校外实训基地，加强和推进了校外顶岗实习的力度。同时，建立健全了长效机制，完善管理制度和考核办法，使企业、学校、学生三方受益，使校企合作、工学结合具有可持续发展能力。
为推进CDIO工程教育和“卓越工程师教育培养计划”的开展与实施，在多年的产学研合作的基础上，2010年我校依托经纬纺织机械股份有限公司建立了工程实践教育中心，2012年获批国家级建设单位。2013年天津工业大学一经纬纺机股份有限公司国家级工程实践教育中心正式挂牌，标志着我院在校企合作方面迈出了更加坚实的一步。多年来企业为提升我校我院学生的工程素养，培养学生的工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力作出了卓越贡献。
（三）科技创新实际课题
机械工程学院基于CDIO工程教育吸引学生参与教师科研、学科竞赛、大学生创新性实验计划等科技活动，结合国家大学生创新课题、学校创新课题、学院创新课题以及自拟（教师给定或自己选定）实验项目，最后以实物或者论文形式提交实验报告。以精心设计的课题、优质的管理、良好的仪器设备吸引教师、研究人员和学生参与。配备有经验丰富的教师作指导将专业理论知识以趣味性、科学性、实用性和挑战性形式传授给学生，使得学生在此创新空间内充分发挥想象力与创造力，最大限度发挥他们的主观能动性。考核依据是学生是否获奖、发表科技论文、申请专利、各类挑战杯获奖等。
开展的课程主要设计实验、课程设计、毕业设计，以及学校的“启智夏令营项目”培训课程；机械学院参加的大学生科技竞赛项目主要有“全国大学生机械创新设计竞赛”、“中国机器人大赛暨RoboCup公开赛”、“全国大学生工程训练综合能力竞赛”、“全国三维数字化创新设计大赛”、“华北五省（市、自治区）大学生机器人大赛”等国内高水平竞赛项目。每年参加全国、天津市、学校的科技竞赛200余项，800余人次。每年学生参加的大学生竞赛，获得省部级及以上竞赛奖项，获省部级以上奖500人次。
三、基于CDIO模式实践教学的体会
（一）实践教学方法的建设
机械工程学院CDIO工程教育是将“培养和提高学生造型能力和模型制作样机生产实践能力和创新能力”确立为实践教学培养目标。把建设“多层次、体系化、多样化”的实验教学体系确立为实践教学发展目标。通过深化改革，全面开放实验中心，完善资源共享机制，提高仪器设备的利用率和投资效益，将实验中心建成贯穿学生实践能力培养全过程，集设计、实验、制作、制造、控制为一体的服务于多层次设计实践教学活动和科技创新活动的实践教学基地。
建立以学生为中心，实现以学生自我训练为主的竞赛教学模式。通过CDIO工程理念具体开展了围绕专业核心课程建设多层次、系列化的学生竞赛项目，学生能够更多地进入实验室进行科技创新活动。对本科生培养以创新性实践和实训为核心，以基础理论教学、实践教学环节、学术讲座为支撑，构建创新型人才能力训练体系。主要有科学研究方法的训练、创新思维和创新方法的训练、大学生创新实验计划和创业训练等三个层次，以培养“高素质的工程技术人才”为根本目标，以“引导和深化理论教学，培养学生工程意识、工程能力和创新精神”为实践教学理念，培养具有创新精神和工程实践能力的高素质工程技术人才，将我院发展成为面向天津市机械制造类本科生实施创新实践教学基地，成为为当地经济建设和社会发展服务的人才培养基地和研究成果孵化基地。
（二）以科学严格的管理机制和激励机制做保障
建立严格的管理与长期开放的机制，制定实践教学管理文件。包括创新实践中心管理制度、教师职责、活动小组管理制度、实验室安全条例、实验室开放管理制度、实验室仪器设备借还登记管理制度。
以大三、大四高年级本科生为竞赛活动选拔对象，由平时实践课堂选拔一批参加夏令营培训再择优选取一定人员进行加强培训，准备赛事。由指导教师统一管理、指导竞赛，研究生辅助指导、配合工作，低年级本科生观摩学习，以作为储备力量培养，对参加竞赛的学生要求赛后经验总结，召开经验交流会谈，由高年级搭配低年级本科生携手竞赛，保证赛事经验的传承，对学生参加科技竞赛提供一定的经费支持，对教师指导学生竞赛给予奖励等一系列在制度上给予保证。
（三）CDIO工程教育在机器人实践中心的具体应用
针对不同学习阶段和层次的学生特点及专业教学的需求，以机器人对象为载体，提供创新工程训练的教学和实验平台。
学生通过对机械结构进行亲自组装、基本电子电路的搭建，信号检测和分析调试，编写控制软件，控制机器人的各种行为，完成对人形机器人系统的各种演示、验证和创新实验。通过采购已有成型机器人产品，通过研究其设计方式、编程方法、控制方法等逐步建立设计的整体思路。对已有进产品行改造和挖掘包括二次编程设计实现更多功能，为进一步独立设计产品打好基础。由学生和教师利用实验室资源或采买元器件独立完成从方案设计、工程设计、工程安装、软件编程、运行调试的全过程。如何连接至人形机器人主板上；如何将编辑器、编译器、调试器等硬件缩微集成。如何实现离线对人形机器人专用主芯片进行编程、固化；研究带有远程无线遥控功能和编辑示教功能的电子装置，控制队表演。研究数码编程方法、语音指示说明的实现方法。研究机器人影像识别和传输方法等等内容，提高了各年级学生对机械结构、电子电路、信号分析、检测技术与传感器、控制技术、软件硬件系统基础等基本工程概念的理解和学习。
四、结论
以“引导和深化理论教学，培养学生工程意识、工程能力和创新精神”为实践教学宗旨，突出CDIO工程教育的理念，强调实践环节，使学生了解机械系统或机电产品的技术动态、技术水平、工艺过程；为学生提供机电系统设计、制作、调试、测试等实践过程；通过课程、技术讲座、大学生科技竞赛培训等活动，将信息技术传授给学生，组织学生课外科学实践和课外创新活动，激发了学生实践兴趣，提高实践能力和创新能力。