CDIO工程教育理念在電氣專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革中的應(yīng)用

王峰?張旭隆?邵曉根

摘要：以應(yīng)用型本科院校電氣工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革為研究對(duì)象，基于CDIO工程教育理念，以提高專(zhuān)業(yè)學(xué)生的實(shí)踐能力為目標(biāo)，推動(dòng)專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革。在教學(xué)實(shí)踐中以企業(yè)需求與學(xué)生實(shí)踐能力的差距為突破口，闡述了如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，以適應(yīng)企業(yè)的需求，探索了應(yīng)用型本科院校電氣工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)方法。

關(guān)鍵詞：CDIO；工程教育；應(yīng)用型；電氣專(zhuān)業(yè)；教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0079（2014）11-0061-01

近年來(lái)，隨著高校的大規(guī)模擴(kuò)招，大學(xué)教育在我國(guó)已經(jīng)從“精英教育”進(jìn)入了“大眾化教育”階段。企業(yè)對(duì)員工的要求也越來(lái)越高，作為應(yīng)用型本科院校，如何在教學(xué)中進(jìn)行改革與探索，創(chuàng)立新的教學(xué)理念，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力，以適應(yīng)企業(yè)需求，就顯得至關(guān)重要。在電氣工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中，引入CDIO工程教育理念，提高學(xué)生的實(shí)踐能力與綜合素質(zhì)，具有重要的意義。

一、CDIO教育理念在電氣工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中的價(jià)值

CDIO教育模式是最早由瑞典皇家工學(xué)院、麻省理工學(xué)院等4所院校于2001年提出的一種新型的工程人才培養(yǎng)模式。2005年瑞典國(guó)家高教署將其歸結(jié)為12條標(biāo)準(zhǔn)用于工程學(xué)位的評(píng)估，以適應(yīng)高等工程教育的發(fā)展，提高教育質(zhì)量。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程間的有機(jī)聯(lián)系為主要方式學(xué)習(xí)工程，培養(yǎng)學(xué)生工程基礎(chǔ)知識(shí)、實(shí)際動(dòng)手能力、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)精神、工程系統(tǒng)能力等綜合能力的一種新型培養(yǎng)模式。

應(yīng)用型本科院校的電氣工程專(zhuān)業(yè)具有工程背景，是進(jìn)行CDIO工程教育理念實(shí)踐的理想專(zhuān)業(yè)。徐州工程學(xué)院作為一所剛升級(jí)的應(yīng)用型本科院校，應(yīng)著重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力，解決企業(yè)工作中的實(shí)際問(wèn)題并能做到迅速適應(yīng)工作崗位的需要，提高服務(wù)社會(huì)的能力。為此，在電氣工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)過(guò)程中引入了CDIO工程教育理念，以提高畢業(yè)生的工程素質(zhì)，適應(yīng)社會(huì)的需要。

二、CDIO教育模式下電氣工程專(zhuān)業(yè)改革方法

1.以企業(yè)工程需求為導(dǎo)向的教學(xué)改革

（1）以企業(yè)需求和學(xué)生就業(yè)求職為導(dǎo)向的教學(xué)內(nèi)容與方法改革。改革教學(xué)方法的目的是適應(yīng)企業(yè)的需求，滿足應(yīng)用型本科院校學(xué)生的就業(yè)求職目的。因此，在教學(xué)方法上，要想使學(xué)生適應(yīng)企業(yè)的需求，就需要在教學(xué)中緊跟技術(shù)的變化，修改教學(xué)大綱，以適應(yīng)技術(shù)進(jìn)步的步伐。作為應(yīng)用型本科院校，在進(jìn)行培養(yǎng)方案（教學(xué)內(nèi)容）的修改時(shí)要征求用人單位的意見(jiàn)，以電氣領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)的變化作為修訂培養(yǎng)方案的主要依據(jù)，同時(shí)根據(jù)社會(huì)各屆人士的意見(jiàn)進(jìn)行改革，以使培養(yǎng)方案具有科學(xué)性與可行性。在進(jìn)行教學(xué)方法的改革時(shí)，要改變傳統(tǒng)的以班級(jí)授課為基礎(chǔ)的講授法，而采用與工程項(xiàng)目相結(jié)合，配套的理論講授、實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)、電子設(shè)計(jì)大賽、課程設(shè)計(jì)以及畢業(yè)設(shè)計(jì)的方式，解決工程項(xiàng)目問(wèn)題，使學(xué)生在實(shí)踐的過(guò)程中完成理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，從而使學(xué)生達(dá)到學(xué)以致用、理論與實(shí)際相結(jié)合，能夠適應(yīng)企業(yè)的需求的目標(biāo)。

（2）在教學(xué)手段上采取工程項(xiàng)目制的方法。大專(zhuān)業(yè)、寬口徑的培養(yǎng)模式是現(xiàn)代西方高校教育的培養(yǎng)目標(biāo)，我國(guó)高等教育經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，目前也在逐步采用大專(zhuān)業(yè)的通才教育模式。因此，對(duì)于應(yīng)用型本科院校的電氣工程專(zhuān)業(yè)來(lái)講，為了開(kāi)闊學(xué)生的視野，提高學(xué)生的就業(yè)率和實(shí)踐能力，就需要將教學(xué)內(nèi)容與工程項(xiàng)目、社會(huì)發(fā)展情況、價(jià)值觀念、人的審美等內(nèi)容相結(jié)合，在CDIO工程教育理念下培養(yǎng)能夠滿足組織管理和工程需要的在社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下從事電氣自動(dòng)化設(shè)計(jì)的人才。

以徐州工程學(xué)院學(xué)生的對(duì)口實(shí)習(xí)單位——徐州中礦大傳動(dòng)與自動(dòng)化有限公司為例，該公司是從事礦井提升機(jī)電控類(lèi)工程項(xiàng)目的一家電氣傳動(dòng)與自動(dòng)化公司，其從事的提升機(jī)電控類(lèi)工程項(xiàng)目，從大工程的視角來(lái)看，可以分為提升機(jī)供電與主回路設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、監(jiān)控與自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)三個(gè)模塊。這三個(gè)模塊之間相互聯(lián)系，供電系統(tǒng)要服務(wù)于控制和監(jiān)控系統(tǒng)，為之提供可靠的電源；監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控供電與控制系統(tǒng)，以保證提升機(jī)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；而控制系統(tǒng)在控制供電系統(tǒng)的同時(shí)，又為監(jiān)控系統(tǒng)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，以保證整個(gè)提升機(jī)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。因此，在寬口徑、大工程的CDIO工程教育理念下，可以通過(guò)讓學(xué)生對(duì)這三部分的設(shè)計(jì)，形成完整的解決方案，以培養(yǎng)學(xué)生的全局觀念，并使學(xué)生根據(jù)項(xiàng)目的情況完成工程細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)。

2.以滿足企業(yè)實(shí)際需求的課程一體化與模塊化設(shè)計(jì)

（1）課程體系的一體化建設(shè)。在電氣工程專(zhuān)業(yè)課程一體化建設(shè)過(guò)程中，首先應(yīng)考慮開(kāi)設(shè)課程與企業(yè)實(shí)際需求之間的聯(lián)系，充分考慮各門(mén)課程之間的有機(jī)聯(lián)系，遵循理論聯(lián)系實(shí)際、課程設(shè)計(jì)與理論教學(xué)相結(jié)合的原則進(jìn)行一體化的課程設(shè)計(jì)。

以“電氣控制與PLC”課程為例，該課程是考取電工證的核心課程，還是目前各類(lèi)電氣類(lèi)企業(yè)應(yīng)用最廣泛的一門(mén)課程。為了這門(mén)課程的學(xué)習(xí)，在進(jìn)行一體化課程體系建設(shè)時(shí)，需要面向?qū)W生開(kāi)設(shè)“電器學(xué)”、“工程供電”、“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言（C語(yǔ)言）”、“繼電保護(hù)”等課程，來(lái)共同支撐該核心課程的教授，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中掌握該課程的內(nèi)容。同時(shí)，在CDIO工程教育理念下，通過(guò)課程設(shè)計(jì)與綜合設(shè)計(jì)可以提高學(xué)生綜合運(yùn)用PLC進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的能力，以滿足企業(yè)的實(shí)際需要。

（2）課程體系的模塊化建設(shè)。電氣工程作為一級(jí)學(xué)科，其包含電力電子與電力傳動(dòng)、電機(jī)與電器等五個(gè)二級(jí)學(xué)科，專(zhuān)業(yè)內(nèi)容十分豐富。作為一所應(yīng)用型本科院校，為使學(xué)生能夠順利就業(yè)，并滿足企業(yè)的實(shí)際需求，在進(jìn)行課程體系建設(shè)時(shí)，可以采用模塊化的方法進(jìn)行課程體系建設(shè)。

1）電器設(shè)備供電與運(yùn)行模塊：該模塊主要解決電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和電力設(shè)備的可靠運(yùn)行，我國(guó)人口眾多，對(duì)能源的需求位列世界第一，因此，需要大量的電場(chǎng)、風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等設(shè)備進(jìn)行能源供應(yīng)，這就需要大批的現(xiàn)場(chǎng)工程師與設(shè)備調(diào)試工程師來(lái)保證電器設(shè)備的運(yùn)行。為此，徐州工程學(xué)院開(kāi)設(shè)了“工廠供電”、“電器學(xué)”、“電力系統(tǒng)分析”、“電氣絕緣”、“電力系統(tǒng)繼電保護(hù)”等多門(mén)課程來(lái)滿足企業(yè)的需求。

2）電氣電子線路設(shè)計(jì)模塊：為了保證電器設(shè)備的可靠運(yùn)行，在各類(lèi)電氣設(shè)備中，均需要安裝不同種類(lèi)的電子線路板，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的控制。為此，徐州工程學(xué)院在CDIO工程教育理念下，根據(jù)企業(yè)對(duì)電子線路軟、硬件工程師的需求，開(kāi)設(shè)了“模擬電路”、“數(shù)字電路”、“微機(jī)原理”、“電力電子學(xué)”等課程，以適應(yīng)企業(yè)在該方面的需求。

3）電氣設(shè)備控制模塊：要保證電氣設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的控制目標(biāo)，就必然需要大量的電氣工程師，去設(shè)計(jì)、調(diào)試各種電氣設(shè)備，這類(lèi)企業(yè)是應(yīng)用型本科院校學(xué)生就業(yè)的重點(diǎn)。為此，開(kāi)設(shè)了“電機(jī)拖動(dòng)”、“變頻器原理與應(yīng)用”、“電氣控制與PLC”、“電機(jī)學(xué)”等多門(mén)課程，以保證學(xué)生實(shí)踐能力與理論能力的提高。

同時(shí)，在CDIO工程教育理念下，為保證學(xué)生具有工程理念，在大一時(shí)就開(kāi)設(shè)“電氣工程導(dǎo)論”課程，使學(xué)生一開(kāi)始就樹(shù)立大工程的理念。另外，利用學(xué)校的電氣自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室和實(shí)習(xí)企業(yè)的實(shí)驗(yàn)條件，在大四通過(guò)綜合設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，以滿足企業(yè)的需求。

三、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)在徐州工程學(xué)院電氣工程專(zhuān)業(yè)中引入CDIO工程教育理念，可以有效地提高學(xué)生的實(shí)踐能力，更好地滿足企業(yè)的實(shí)際需求，對(duì)于其他應(yīng)用型本科院校進(jìn)行電氣工程專(zhuān)業(yè)的教學(xué)改革具有一定的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]胡局新，鮑蓉，秦利波.CDIO工程教育理念在軟件服務(wù)外包人才教學(xué)改革中的應(yīng)用[J].計(jì)算機(jī)教育，2013，（12）.

[2]劉超，楊蕾.CDIO工程教育理念下的電氣工程及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)改革[J].中國(guó)電力教育，2013，（2）.

[3]鄭瑤.CDIO工程教育模式對(duì)電力電子課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的啟示[J].梧州學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，（12）.

[4]鄧先明，張志國(guó)，胡堃.電氣工程創(chuàng)新教育的研究[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報(bào)，2011，（S1）.

（責(zé)任編輯：孫晴）