獨立學院電氣工程及其自動化專業(yè)基于CDIO的實踐模式探索

摘要：獨立學院作為培養(yǎng)應用型人才的新生力量，要與地方經(jīng)濟社會發(fā)展相銜接，培養(yǎng)滿足地方經(jīng)濟社會發(fā)展需要的、高素質(zhì)的應用型人才。如何培養(yǎng)符合廣東省地方經(jīng)濟發(fā)展需求的，能服務于地方經(jīng)濟發(fā)展需要的電氣類應用型人才是相關專業(yè)當下最需關注和解決的問題。本文引入CDIO理念，對電氣工程及其自動化專業(yè)實踐模式進行改革，建立一種以項目訓練為主線的新型的四級實踐架構(gòu)體系，經(jīng)過兩年的實施，效果明顯，對獨立學院培養(yǎng)創(chuàng)新型、應用型人才意義深遠。

關鍵詞： CDIO 獨立學院 電氣工程及其自動化 實踐教學

中圖分類號： G642.47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（c）-0000-00

電氣工程及其自動化專業(yè)作為一個典型的工科專業(yè)，相對于傳統(tǒng)的自動化專業(yè)而言，電氣工程及其自動化專業(yè)更注重學生的動手能力以及理論結(jié)合實際的能力；應獨立學院關于“應用性人才”的培養(yǎng)方案，該專業(yè)在課程設置以及人才培養(yǎng)方案上，愈加重視學生的實踐創(chuàng)新能力；而企業(yè)更加需要具有職業(yè)素養(yǎng)高、實際動手能力強、具有一定解決實際問題能力、項目經(jīng)驗豐富的創(chuàng)新型、復合型的大學生。然而，電氣工程及其自動化專業(yè)的現(xiàn)有的教學體制和其他專業(yè)一樣重理論、輕實踐，雖然經(jīng)過大力倡導，進行過多次教學改革，但依然原地徘徊，成效不大，導致學生創(chuàng)新能力及動手能力無法提高。CDIO教學模式以其“學中做，做中學”的理念，引領了全球工程領域教學模式的改革，借鑒CDIO項目驅(qū)動實踐教學的思想，結(jié)合獨立學院電氣工程及其自動化專業(yè)的專業(yè)特色，對構(gòu)建適合創(chuàng)新型、應用型人才培養(yǎng)的電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系有重要意義。

1現(xiàn)存教學模式現(xiàn)狀分析

現(xiàn)存體系固步自封，無法突破固定模式的陰影。在電氣工程及其自動化專業(yè)的人才培養(yǎng)過程中，校內(nèi)實驗教學是必不可少的一個環(huán)節(jié)。在實驗教學過程中，實驗方法、實驗儀器、實驗原理基本固定，學生在實驗中通常處在被動實踐的狀態(tài)，只能根據(jù)實驗指導書完成各種操作。另外，在很多實驗中實驗設備采用的都是模擬實驗箱，學生僅僅完成插孔之間連線而已，接觸不到實際的元件，無法將理論和實踐聯(lián)系起來，而且驗證性實驗多，綜合設計性實驗往往只占到了實驗的10%左右，學生自己思考、設計的機會少，學生的創(chuàng)新思維無法培養(yǎng)，主動解決問題的能力更無從談起。作為校外實踐環(huán)節(jié)的專業(yè)實習、畢業(yè)實習雖然是在社會企業(yè)中完成的，但是在很多實習過程中，大多數(shù)學生由于實際能力、經(jīng)驗的限制，只能在一些技術性低的部門實習，涉及到較高技術性的部門就只能看，不能動手，這樣，對于學生實際動手能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)來說很難保證有理想的效果。從設備的角度考慮，實踐教學的開展主要依托于校內(nèi)實驗室設施和校外實習基地設施。

實驗設施的優(yōu)劣與校內(nèi)外實踐基地的建立是能否順利開展實踐教學的基礎，由于經(jīng)費投入不足、高校技術理論教育與社會脫節(jié)等問題，造成實驗室建設及實踐基地建設比較薄弱。實驗室一旦建立后就連續(xù)使用，無法及時根據(jù)技術的發(fā)展更新設備。因此學生所做的實驗很多都是經(jīng)典的“舊實驗”，新技術由于設備的原因在實驗室根本無法實施。而有些實驗室“有課才開，沒課不開”的情況也大大降低了設備的使用率。

在整個課程體系中，校外實習基地也是完成實踐教學的一個重要組成。根據(jù)所統(tǒng)計的情況，多數(shù)獨立學院的校外實踐基地的建設不夠健全，原因有以下幾點：第一，獨立學院在實踐教育中投人的實習經(jīng)費非常有限，付給企業(yè)的實習費用過低，對企業(yè)來說沒有吸引力，這也跟我國企業(yè)普遍缺乏社會責任感有關，同時，我國對企業(yè)承擔高等教育實踐實習缺乏立法的規(guī)范和保護。第二，將學生集中在少數(shù)企業(yè)進行實習，企業(yè)難以“消化”很多學生同時實習。第三，通過個人關系建立實習實訓基地很不穩(wěn)定，在企業(yè)經(jīng)營狀況的惡化時可能被取消。第四，學生到企業(yè)實習，由于理論知識不夠、實踐經(jīng)驗缺乏，不但不能給企業(yè)創(chuàng)造利潤，相反會給企業(yè)帶來管理上和生產(chǎn)上的不便，造成一定損失。這些原因都制約了實習基地的建設，在一定程度上也阻礙了實踐教學的順利實施。

2 基于CDIO工程教育模式的專業(yè)實踐架構(gòu)的建立

電氣工程及其自動化專業(yè)應培養(yǎng)能夠從事與電氣工程有關的系統(tǒng)運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發(fā)以及電子與計算機技術應用等領域工作的高級工程技術人才。為此，學生畢業(yè)之后要求專業(yè)能力扎實，綜合素質(zhì)高，實踐動手能力強，具有創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，這就需要對已有的人才培養(yǎng)模式進行改革，將CDIO理念加入到培養(yǎng)模式之中，除了涵蓋本專業(yè)知識外、還要根據(jù)學生的情況精心規(guī)劃和設計CDIO項目，通過項目來引導學生對專業(yè)課程的學習興趣，同時建立起清晰的專業(yè)實踐架構(gòu)（如圖1）。

圖1基于CDIO理念的四級實踐教學體系架構(gòu)

由圖可見，實踐體系分為四級項目，各級項目分工明確，逐層遞增，項目訓練難度依次加強。

2.1學科基礎平臺實踐項目

該級項目模塊由本學科基礎課程實踐項目構(gòu)成，分別是電路分析項目、大學物理項目和C語言程序設計項目。根據(jù)課程教學實踐要求和學生的學習深入程度，設置相應的任務式實驗，使學生能夠通過完成實驗掌握本專業(yè)所需的學科基礎。

2.2專業(yè)基礎平臺實踐項目

該級項目由專業(yè)基礎課群組成，涉及到模擬電子技術、數(shù)字電子技術自動控制原理、單片機應用和嵌入式技術等課程。在這一平臺項目中，在每一門課程實踐項目引入CDIO理念，根據(jù)課程要求將相關實踐分為項目任務，由學生分別完成，再根據(jù)完成情況組合成整體項目。通過這種方式，初步培養(yǎng)學生完成完整項目的能力。

2.3專業(yè)技術平臺實踐項目

該級項目由專業(yè)課群組成，包括電氣控制與PLC技術、電機與拖動、電力電子技術、電力系統(tǒng)繼電保護、電力系統(tǒng)自動裝置等課程。這些課程技術性較強，與實踐聯(lián)系緊密，因此，在項目開展的過程中，除了設置本課程相關的技術知識點，還要結(jié)合前兩個平臺發(fā)布的項目任務，綜合設計這一平臺的項目。例如：電路分析項目任務可以組成部分模擬電子技術項目，模擬電子技術項目任務又可以構(gòu)成電力電子技術相關的項目，這樣，學生既可以完成相關專業(yè)課程的學習還可以與其他課程聯(lián)系起來，構(gòu)建出專業(yè)相互關系圖系。

2.4專業(yè)綜合實踐項目和企業(yè)綜合實踐項目

該級項目屬于綜合應用型平臺，涵蓋了課程設計、畢業(yè)設計、專業(yè)綜合實習和畢業(yè)實習四個部分。在課程設計中，對學生分組（2-3人一組），發(fā)布相關項目任務，由學生根據(jù)項目要求進行構(gòu)思，進行相應設計定義、可行性分析、需求分析和設計功能分析等工作，理清設計思路，提出初步總體設計；然后根據(jù)初步設計結(jié)構(gòu)，在已完成的各平臺項目中找到相關應用進行詳細設計；完成詳細設計后進行整個系統(tǒng)的制作并完成調(diào)試，最后整理制作相關技術文檔。這樣，培養(yǎng)學生掌握了系統(tǒng)設計的完整流程，加強了學生對專業(yè)技術知識的綜合應用能力。另外，可以在項目實施過程中，要求學生輪流作為團隊的負責人并且積極參與各部分的工作，以更好的培養(yǎng)學生的團隊精神和領導能力。畢業(yè)設計項目基本流程與課程設計項目類似，但完成項目的學生人數(shù)定為一人一題，項目難度有所增加。在該項目中，項目任務可以結(jié)合所在實習單位工作任務設定，也可由指導教師擬題（任務也是從實際項目而來）。專業(yè)綜合實習和畢業(yè)實習部分，學生融入到實際單位之中，企業(yè)發(fā)布的相關任務，學生可結(jié)合幾級項目涉及的相關知識完成項目任務，進一步培養(yǎng)學生獨立開發(fā)設計項目系統(tǒng)能力，鞏固專業(yè)知識，促進與企業(yè)的融合，為畢業(yè)后走入企業(yè)奠定了扎實的專業(yè)實踐基礎。

3四級實踐項目實施配備基礎

3.1實驗室相關改革

由于各平臺項目實踐中所涉及的課程實驗均由任務模塊構(gòu)成，所以大多數(shù)高校實驗室中的試驗箱設備需要根據(jù)實驗項目進行更換，以適應多模塊多任務綜合性實踐項目的實施。在項目完成過程中，根據(jù)項目任務的不同，應用不同課程任務的結(jié)果，會用到各種課程的實驗設備，因此，需要建立一個綜合實驗室，以完成整體項目的實施。

3.2加大校企合作力度

CDIO工程教育模式的開展離不開校企合作，學生是否在四級實踐體系的學習中是否真正掌握了相關能力，需要在企業(yè)中的實際工作才能體現(xiàn)。如果在體系中設計的任務更加貼近生活實際，那就更需要企業(yè)的支持和接納。因此，要將CDIO工程教育模式的理念與企業(yè)共享，可根據(jù)企業(yè)的需求，定制完成相關任務。這樣，學生在學習中完成的項目更貼近實際，也為他們將來進入企業(yè)開展工作縮短了融入過程。

4結(jié)語

通過引入CDIO工程教育模式的理念，根據(jù)獨立學院關于“應用性人才”的培養(yǎng)方案，對電氣工程及其自動化專業(yè)實踐教學體系進行設計，建立了以學科基礎平臺實踐項目--專業(yè)基礎平臺實踐項目--專業(yè)技術平臺實踐項目--專業(yè)綜合實踐項目和企業(yè)綜合實踐項目為主線的四級實踐教學體系，項目設置貼近實際項目，每一個課程的項目任務結(jié)果都可以應用到其他任務之中，使學生在幾年的學習當中，由小到大，由簡單到復雜，系統(tǒng)地掌握了項目開發(fā)從項目需求分析、總體設計、詳細設計、系統(tǒng)制作與調(diào)試、完成技術文檔整個流程，培養(yǎng)學生的分析問題與解決問題能力、實踐動手能力、創(chuàng)新能力和專業(yè)綜合能力。在項目的完成過程之中，隨著學生對專業(yè)的了解，逐步培養(yǎng)專業(yè)興趣，這樣從興趣出發(fā)，寓教于樂，更能加深學生對專業(yè)的“融入感”和“歸屬感”。以這種模式培養(yǎng)出的學生能夠從容地面對不同企業(yè)的項目要求，企業(yè)也大大縮短了對新入職的學生的培養(yǎng)周期，形成學校、學生、企業(yè)“三贏”的局面。

參考文獻

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