基于CDIO理念的測(cè)控專業(yè)卓越人才培養(yǎng)教學(xué)體系改革

馬天兵 杜菲 楊洪濤

摘 要： 針對(duì)現(xiàn)有測(cè)控專業(yè)課程體系存在課程設(shè)置不夠完善、不同課程之間存在重復(fù)或相互沖突的地方等缺點(diǎn)，借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)高校測(cè)控專業(yè)工程教育教學(xué)和卓越工程師培育經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合我校測(cè)控專業(yè)的特點(diǎn)，根據(jù)CDIO工程教育要求，優(yōu)化并完善適合我校測(cè)控專業(yè)的課程教學(xué)體系，有效推動(dòng)本專業(yè)的工程教育發(fā)展。

關(guān)鍵詞： CDIO 測(cè)控專業(yè) 工程實(shí)踐 教學(xué)體系

國(guó)際上廣泛應(yīng)用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)聯(lián)合研究提出的[1]。它主要由構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）四部分組成，目的是通過(guò)產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行整個(gè)過(guò)程的鍛煉來(lái)培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力[2]。按照CDIO的培養(yǎng)模式，工程畢業(yè)生的能力將被分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層次，并通過(guò)12條標(biāo)準(zhǔn)衡量學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量?；贑DIO理念的教學(xué)模式具備操作性、持續(xù)性強(qiáng)和標(biāo)準(zhǔn)化高的特點(diǎn)，高度吻合當(dāng)前的卓越工程師培養(yǎng)要求[3-4]。

目前我校測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)是安徽省特色專業(yè)，經(jīng)過(guò)10多年的專業(yè)建設(shè)和近2年的特色專業(yè)建設(shè)，已經(jīng)制定了較合理的測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方案，培養(yǎng)了結(jié)構(gòu)合理的師資隊(duì)伍，形成了較完善的理論和實(shí)踐教學(xué)模式。但是與CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求相比，在培養(yǎng)方案、教學(xué)體系、教師隊(duì)伍建設(shè)及教學(xué)效果評(píng)價(jià)機(jī)制等方面，仍然存在一定的差距?，F(xiàn)有測(cè)控專業(yè)課程體系存在課程設(shè)置不夠完善、不同課程之間存在重復(fù)或相互沖突的地方等缺點(diǎn)，要建立符合CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)測(cè)控專業(yè)卓越人才的實(shí)踐教學(xué)體系。

以卓越工程師的培養(yǎng)為目標(biāo)，依據(jù)CDIO工程教育理念，借助校企合作平臺(tái)，全面地進(jìn)行測(cè)控專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討，構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研一體化的工程教學(xué)體系，對(duì)于高校測(cè)控專業(yè)的卓越工程師計(jì)劃實(shí)施具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。

1.國(guó)內(nèi)高校的CDIO工程教育現(xiàn)狀

2008年教育部分別在汕頭大學(xué)和北京交通大學(xué)召開(kāi)了兩次關(guān)于中國(guó)CDIO工程教育模式研討會(huì)，確定了未來(lái)三年的CDIO工程教育改革實(shí)施方案。安徽省外的清華大學(xué)、浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、中南大學(xué)等眾多知名高校，省內(nèi)的合肥工業(yè)大學(xué)、安徽建筑大學(xué)、安徽工程大學(xué)等高校先后探討應(yīng)用CDIO工程教育模式進(jìn)行了相關(guān)專業(yè)的教學(xué)改革與實(shí)踐，并且取得了良好的效果。

2.基于CDIO理念的測(cè)控專業(yè)卓越人才培養(yǎng)課程體系

根據(jù)CDIO工程教育標(biāo)準(zhǔn)的要求和我校辦學(xué)特色，為適應(yīng)煤炭行業(yè)和地方經(jīng)濟(jì)對(duì)測(cè)控專業(yè)高級(jí)技術(shù)人才的需求，結(jié)合卓越工程師計(jì)劃中重實(shí)踐、重創(chuàng)新的培養(yǎng)目標(biāo)設(shè)計(jì)新的課程體系。廣泛吸取企業(yè)專家建議，深入探討和修訂測(cè)控專業(yè)課程體系，強(qiáng)化實(shí)踐環(huán)節(jié)，構(gòu)建國(guó)際化的課程體系和教學(xué)模式，從而保證面向工程的課程體系能夠培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維。依據(jù)CDIO工程教育理念，選擇典型的工程實(shí)踐項(xiàng)目，采取“做中學(xué)”的方式，通過(guò)在項(xiàng)目中反復(fù)訓(xùn)練鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，這樣不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握，而且可以提高學(xué)生解決工程實(shí)踐問(wèn)題的能力，這與卓越工程師的培養(yǎng)目標(biāo)是高度統(tǒng)一的。從而使學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力達(dá)到CDIO標(biāo)準(zhǔn)和卓越工程師的要求，增強(qiáng)人才培養(yǎng)對(duì)企業(yè)的適應(yīng)性。近年來(lái)，主要通過(guò)以下措施進(jìn)行課程體系的改革：

（1）依托產(chǎn)學(xué)研合作背景，基于CDIO的工程教育理念，構(gòu)建了“一核、兩翼、四階”的工程教學(xué)體系。

“一核”是以礦業(yè)領(lǐng)域的集成測(cè)控系統(tǒng)為主，覆蓋了多學(xué)科交叉領(lǐng)域，主要涉及單片機(jī)、PLC、控制工程、串口總線、微機(jī)接口、測(cè)控電路、工程光學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械傳動(dòng)等多種技術(shù)；“兩翼”是指機(jī)械本體和測(cè)控系統(tǒng)軟硬件；“四階”是指根據(jù)CDIO理念的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行四階段指導(dǎo)，學(xué)生要經(jīng)歷認(rèn)知實(shí)習(xí)、基礎(chǔ)課程實(shí)驗(yàn)、專業(yè)課程設(shè)計(jì)與綜合實(shí)驗(yàn)和畢業(yè)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新大賽等綜合實(shí)訓(xùn)，才能更好地掌握本專業(yè)的工程應(yīng)用技術(shù)。從第三學(xué)期開(kāi)始，每學(xué)期均安排工程實(shí)踐環(huán)節(jié)，按照核心知識(shí)點(diǎn)和要求設(shè)定每個(gè)工程實(shí)踐項(xiàng)目，在課程設(shè)計(jì)與畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中企業(yè)參與。

圖1 CDIO理念下的測(cè)控專業(yè)課程教學(xué)體系

（2）通過(guò)專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)和在企業(yè)定崗實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)提高學(xué)生工程實(shí)踐能力。

我校機(jī)械工程學(xué)院已經(jīng)建立了電子創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、慧魚(yú)模型創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室、虛擬儀器綜合實(shí)驗(yàn)室、工程光學(xué)創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室等，給學(xué)生提供校內(nèi)實(shí)踐實(shí)習(xí)基地。通過(guò)單片機(jī)和PLC綜合實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、實(shí)訓(xùn)檢驗(yàn)學(xué)生電工電路、單片機(jī)、PLC綜合開(kāi)發(fā)的能力，往往借助典型測(cè)控案例，讓學(xué)生經(jīng)歷“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行”四階段的完整實(shí)訓(xùn)。與此同時(shí)，讓學(xué)生積極深入到校企合作的實(shí)習(xí)基地中，在相關(guān)測(cè)控系統(tǒng)中頂崗鍛煉，進(jìn)一步提高學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐的能力，縮短學(xué)生個(gè)人能力與企業(yè)要求的差距。

（3）通過(guò)課外科技競(jìng)賽和大學(xué)生科研項(xiàng)目培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力。

為進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生科技創(chuàng)新能力，借助科技創(chuàng)新、學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)、大學(xué)生科研項(xiàng)目的平臺(tái)，在日常的教學(xué)管理中，融入緊密聯(lián)系工程實(shí)際的大學(xué)生課外科技創(chuàng)新能力培養(yǎng)模式，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加“全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽”、“節(jié)能減排大賽”、“飛思卡爾智能汽車(chē)競(jìng)賽”、“機(jī)器人大賽”、“機(jī)械創(chuàng)新大賽”、“挑戰(zhàn)杯”等各種賽事。近五年來(lái)，測(cè)控專業(yè)學(xué)生承擔(dān)的各類創(chuàng)新項(xiàng)目達(dá)到30余項(xiàng)，獲獎(jiǎng)人次達(dá)到100余次。

3.結(jié)語(yǔ)

高校卓越工程師計(jì)劃與CDIO工程教育模式是高度統(tǒng)一的，只有堅(jiān)持以CDIO工程教育模式為指導(dǎo)，依據(jù)校企合作背景，不斷創(chuàng)新改革測(cè)控專業(yè)的課程教學(xué)模式，才能進(jìn)一步提高學(xué)生的工程實(shí)踐應(yīng)用能力，為國(guó)家和企業(yè)培養(yǎng)出更多的專業(yè)復(fù)合人才。

參考文獻(xiàn)：

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[3]王海，裴九芳，許德章.產(chǎn)學(xué)研一體化CDIO工程教育模式在測(cè)控專業(yè)的改革與實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013（22）：77-78.

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資助信息：安徽理工大學(xué)重大教研項(xiàng)目（2014zdxm054），安徽省重大教學(xué)改革研究項(xiàng)目（2013zdjy083）