新加坡 CDIO 教学模式在智能制造专业技能实训教学实践及效果评估

一、引言

在《技工教育 " 十四五 " 规划》推动技能实训模式改革的背景下，智能制造专业因多学科交叉特性，亟需突破传统实训的路径缺失、产教脱节等瓶颈。新加坡 CDIO 模式以全生命周期项目驱动为核心，在新加坡理工学院（SP）的实践中实现了学生工程能力达标率提升 22% 、企业满意度从 70% 升至 91% 的显著成效。于 2022 年起在智能制造专业技能实训教学中引入该模式，通过 “理论- 实践- 企业验证”闭环设计，探索技工教育本土化改造路径。

二、CDIO 教学模式的实践构建

（一）四阶段实训框架设计

基于 CDIO 理念构建如图1 所示的“构思 - 设计 - 实现 - 运作”全流程体系：

构思阶段：以企业典型零件（如轴承套圈）为载体，组织 2022 级学生开展需求分析与工艺可行性论证，引入无锡华洋滚动轴承有限公司的真实生产参数作为参考标准。

设计阶段：整合 SolidWorks 建模与 Mastercam 仿真，2023 级学生完成三维模型设计后，通过华中数控虚拟平台进行加工路径仿真验证，错误率较传统教学降低 35%_⨀ 。

实现阶段：在“厂中校”实训线（工业机器人 + 数控车床）完成实体加工 2022 级试点班学生人均独立完成 3 套复杂零件加工，较传统教学效率提升50% 。

运作阶段：通过企业数据反馈迭代优化，如根据无锡华洋提供的装配精度要求，学生对加工方案进行二次调整，一次合格率从 68% 提升至 89% 。

（二）“基础- 专项- 创新”三级实训体系开发

1. 基础层：2023 级新生通过数控加工仿真软件强化单项技能，如数控车螺纹加工课题中，G76 指令应用正确率达 92% ，较 2021 级（传统教学）提升27% 。2. 专项层：跨工种融合项目（车铣复合加工、智能产线联调）覆盖 2022级全体学生，如表1 所示， 82% 的学生能独立完成“机器人上下料 + 数控加工”协同操作。3. 创新层：组织学生参与创新创业大赛，2023 级学生团队基于CDIO流程开发的“多功能模块智慧通行管道机器人”项目以及“多功能模块智慧通行管道机器人”项目分别获得了市级一等奖和获省级三等奖。

（三）校企协同机制创新

与 3 家企业共建实训载体：1. 资源共建：华中数控提供理实一体实训平台，与实体设备形成“虚拟调试 Σ=Σ 实体验证”双轨模式，如图 2 所示，2023 级学生设备操作熟练度考核通过率达 96% 。2. 双导师指导：企业工程师（如无锡华洋工艺师）与校内教师联合授课，开发 12 个企业真实案例，2022 级学生企业实训参与率 100% ，人均完成生产任务 42 件。3.KPI 反向评价：将设备稼动率（目标 85% ）、产品合格率纳入考核，2022 级顶岗实习学生达标率较往届提升 25% ，企业反馈适应期缩短至1 周（原平均3 周 )

三、教学效果评估数据

（一）学生能力提升

347 份有效问卷显示，2022 级学生对“技能融合有效性”的认同率达89% ，2023 级学生“项目式学习满意度”达 91% 。跨工种综合考核中，2022 级学生工艺设计能力、设备联调能力评分分别为 86 分、84 分，较 2021 级（传统教学）提升21 分、19 分。2022-2023 学年，学生获省级以上技能竞赛奖项 ¹¹ 项，较前一周期增长 67% ，其中 CDIO 项目占比 82% 。

表2 问卷调查结果汇总表

（二）企业评价改善

2024 年输送 300 人次参与企业实训，企业对学生 “岗位适配度” 评分达4.4/5 分（2022 年 3.8 分）。如图 3 所示，2024 级毕业生中， 65% 进入智能制造企业核心岗位，起薪较同专业往届平均增长 15% 。与智能制造专业建立长期工学交替的合作企业表示，CDIO 模式培养的学生 “解决实际问题能力突出”，合作意愿从 “年度合作” 升级为 “长期战略伙伴”。

四、结论

新加坡 CDIO 模式的本土化实践表明：四阶段框架有效解决了智能制造实训“路径缺失”问题，三级体系实现技能从分立到融合的进阶。校企协同机制缩短了教学与生产的差距，企业KPI评价体系使培养目标更精准。数据验证显示，该模式能显著提升学生实践能力与企业适配度，为技工教育实训改革提供可行方案。后续需扩大样本跟踪（如毕业生 3 年职业发展数据），并加强教师全流程指导能力培训，进一步优化动态调整机制。