構(gòu)建基于CD IO模式的電子信息類工程訓(xùn)練平臺(tái)*

潘萍

（長(zhǎng)沙師范學(xué)院 電子信息工程系，湖南 長(zhǎng)沙410100）

構(gòu)建基于CD IO模式的電子信息類工程訓(xùn)練平臺(tái)*

潘萍

（長(zhǎng)沙師范學(xué)院 電子信息工程系，湖南 長(zhǎng)沙410100）

工程訓(xùn)練是工程人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，工程訓(xùn)練平臺(tái)提供了學(xué)生工程實(shí)踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)中重要的實(shí)踐環(huán)境。文章針對(duì)目前電子信息工程訓(xùn)練落后的狀況，將CDIO理念運(yùn)用到電子信息類人才培養(yǎng)中，集成和優(yōu)化教育資源，從工程訓(xùn)練的層次、一體化的訓(xùn)練課程體系、平臺(tái)運(yùn)行的生態(tài)環(huán)境保障和評(píng)價(jià)等方面構(gòu)建電子信息類工程訓(xùn)練平臺(tái)。以期充分發(fā)揮工程訓(xùn)練中心的作用，為高校培養(yǎng)與企業(yè)相接軌的電子工程人才提供可借鑒的途徑。

CDIO模式；電子信息；工程訓(xùn)練平臺(tái)

一、引言

我國(guó)電子信息類專業(yè)教育的迫切任務(wù)是盡快培養(yǎng)與國(guó)際接軌的電子工程師，然而目前我國(guó)高校培養(yǎng)的電子信息類人才普遍缺少工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。CDIO工程教育模式作為國(guó)際上一種最新的研究成果于2008年引入我國(guó)，為解決許多國(guó)家包括中國(guó)都面臨的工程教學(xué)與實(shí)際產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)的問(wèn)題提供了非常有價(jià)值的工具模板，為工程教學(xué)改革提供了最佳實(shí)踐的框架。[1]

二、工程訓(xùn)練的現(xiàn)狀與問(wèn)題

工程訓(xùn)練主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。學(xué)生通過(guò)訓(xùn)練載體，以操作訓(xùn)練為手段進(jìn)行實(shí)踐，是高校大學(xué)生參加工程實(shí)踐、大學(xué)生課外科技活動(dòng)和創(chuàng)新設(shè)計(jì)的主要方式。歐美等主要發(fā)達(dá)國(guó)家的工程訓(xùn)練方式多樣，主要通過(guò)以下幾種方式實(shí)現(xiàn)學(xué)校教育與社會(huì)需求的有機(jī)結(jié)合：①加強(qiáng)與行業(yè)、企業(yè)的密切聯(lián)系和合作；②增加課程設(shè)計(jì)和實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比例；③尊重學(xué)生個(gè)性,培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力；④加強(qiáng)本科生科研訓(xùn)練。

目前，我國(guó)理工科院校主要的工程訓(xùn)練載體包括工程訓(xùn)練中心、教學(xué)工廠和研習(xí)工廠等。工程訓(xùn)練獲得一定效果的同時(shí)也存在一些問(wèn)題。第一，教學(xué)功能單一。工程訓(xùn)練教學(xué)體系偏重機(jī)械類或近機(jī)械類專業(yè)的課程傳承需求，訓(xùn)練內(nèi)容偏重技能實(shí)訓(xùn)，與工程實(shí)際相脫節(jié)。[2]學(xué)生在實(shí)踐過(guò)程中，不能產(chǎn)生真正的工程實(shí)踐體驗(yàn)，因而很難培養(yǎng)工程實(shí)際所需的分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力，人才培養(yǎng)嚴(yán)重脫離產(chǎn)業(yè)需求。第二，教育資源相對(duì)匱乏，導(dǎo)致高校工程訓(xùn)練尚處于低水平。第三，管理體制及運(yùn)行機(jī)制較為落后，教學(xué)管理較為松散。這些都導(dǎo)致我國(guó)工程技術(shù)人才培養(yǎng)的質(zhì)量不盡如人意。電子信息類專業(yè)工程訓(xùn)練同樣也存在著這些問(wèn)題。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文將國(guó)際上先進(jìn)的“構(gòu)思（conceive）、設(shè)計(jì)（design）、實(shí)施（implement）、運(yùn)行（operate）工程教育理念引入到電子信息類專業(yè)實(shí)踐類課程的教學(xué)改革中，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出一個(gè)基于CDIO架構(gòu)的工程訓(xùn)練平臺(tái)。

三、電子信息類工程訓(xùn)練平臺(tái)建設(shè)內(nèi)容

以CDIO大綱和12項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，從電子信息類工程人才培養(yǎng)目標(biāo)、工程訓(xùn)練層次、工程訓(xùn)練內(nèi)容、工程訓(xùn)練中心的資源配置、平臺(tái)運(yùn)行效果的評(píng)價(jià)機(jī)制和平臺(tái)運(yùn)行的保障環(huán)境和優(yōu)化等方面構(gòu)建。

1.一體化工程訓(xùn)練課程體系

一體化課程是CDIO的四大主題之一，也是學(xué)生學(xué)習(xí)構(gòu)思與設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)知識(shí)、技能的重要保證。[3]針對(duì)電子信息行業(yè)與專業(yè)發(fā)展需求，結(jié)合CDIO能力大綱與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，整合通識(shí)課程與專業(yè)課程的內(nèi)容，優(yōu)化通識(shí)教育課程內(nèi)部結(jié)構(gòu)，融合學(xué)科課程與綜合課程，開(kāi)發(fā)按電子信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求的多學(xué)科或交叉學(xué)科課程，打破學(xué)科之間的壁壘，最終建立以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的 “五層次四能力三結(jié)合”的漸進(jìn)式CDIO工程訓(xùn)練課程體系，模型如圖1所示。

圖1 工程訓(xùn)練課程體系結(jié)構(gòu)

其中“五層次”指通識(shí)基礎(chǔ)與工程認(rèn)知項(xiàng)目實(shí)踐、工程基礎(chǔ)項(xiàng)目訓(xùn)練、綜合項(xiàng)目訓(xùn)練、拓展與創(chuàng)新項(xiàng)目訓(xùn)練和企業(yè)實(shí)習(xí)——畢業(yè)設(shè)計(jì)；“四能力”指培養(yǎng)電子工程師所必須具備的基礎(chǔ)、專業(yè)技能、工程應(yīng)用、創(chuàng)新設(shè)計(jì)等能力；“三結(jié)合”指學(xué)研產(chǎn)結(jié)合、課內(nèi)外結(jié)合和校內(nèi)外結(jié)合。將原來(lái)獨(dú)立的課程實(shí)踐、訓(xùn)練編制成大學(xué)本科階段從低年級(jí)到高年級(jí)不同層次的訓(xùn)練，通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)使整個(gè)課程體系系統(tǒng)地、有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，并把個(gè)人、人際交往以及產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的建造能力的培養(yǎng)有機(jī)地融合到一起。

通識(shí)基礎(chǔ)與工程認(rèn)知項(xiàng)目實(shí)踐是整個(gè)體系的起始階段，教學(xué)目的就是培養(yǎng)學(xué)生的通識(shí)技能和體驗(yàn)工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)、了解工程狀態(tài)、認(rèn)識(shí)技術(shù)手段、強(qiáng)化理論與實(shí)踐相結(jié)合的工程意識(shí)，[4]在學(xué)生入校第一學(xué)期進(jìn)行；工程基礎(chǔ)項(xiàng)目訓(xùn)練在大一第二學(xué)期和大二進(jìn)行，主要是工程意識(shí)和工程能力的進(jìn)階階段，通過(guò)基礎(chǔ)項(xiàng)目來(lái)整合學(xué)生學(xué)過(guò)的多學(xué)科或交叉學(xué)科課程內(nèi)容；綜合項(xiàng)目訓(xùn)練在大二下學(xué)期和大三進(jìn)行，通過(guò)綜合性的項(xiàng)目，使學(xué)生掌握電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作，綜合培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力；拓展與創(chuàng)新項(xiàng)目訓(xùn)練在大三的下學(xué)期和大四進(jìn)行，通過(guò)開(kāi)設(shè)第二課堂、職業(yè)技能培訓(xùn)和各種競(jìng)賽來(lái)不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力。創(chuàng)新項(xiàng)目主要來(lái)源于教師科研項(xiàng)目的子項(xiàng)目和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練等。開(kāi)設(shè)的各種賽事主要有電子設(shè)計(jì)大賽、機(jī)器人設(shè)計(jì)大賽、創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽；畢業(yè)實(shí)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)是整個(gè)訓(xùn)練的最高階段。學(xué)生在學(xué)完所有的專業(yè)課程和相關(guān)項(xiàng)目訓(xùn)練后，進(jìn)入企業(yè)進(jìn)行實(shí)習(xí)，接受工程項(xiàng)目的培訓(xùn)和任務(wù)。畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容可以通過(guò)學(xué)生實(shí)習(xí)所承擔(dān)或接觸項(xiàng)目的子系統(tǒng)項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行，利用所學(xué)的知識(shí)，就一個(gè)產(chǎn)品項(xiàng)目完成構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行等全過(guò)程的訓(xùn)練。

2.工程訓(xùn)練平臺(tái)運(yùn)行的生態(tài)環(huán)境保障研究

工程訓(xùn)練中心是平臺(tái)項(xiàng)目“構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行”的主要依托載體，保障工程訓(xùn)練平臺(tái)的良性運(yùn)行，須從硬件上和軟件上對(duì)工程訓(xùn)練中心進(jìn)行建設(shè)。

硬件上：一是將相近學(xué)科的實(shí)驗(yàn)室“聯(lián)合共建”，重視實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新和維護(hù)。二是開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室及訓(xùn)練項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，增加學(xué)生實(shí)踐機(jī)會(huì)，讓學(xué)生建立主動(dòng)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生從“聽(tīng)中學(xué)”轉(zhuǎn)向“做中學(xué)”。三是建立仿真實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，為區(qū)域工程專業(yè)人才的訓(xùn)練提供場(chǎng)所，整合、利用和拓展平臺(tái)功能；四是要加強(qiáng)對(duì)外交流合作,與國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)積極開(kāi)展產(chǎn)學(xué)研合作，將平臺(tái)中心建設(shè)成為企業(yè)工程實(shí)踐教育中心。

軟件上：一是研究保障學(xué)校、企業(yè)、平臺(tái)之間良性運(yùn)行的分工機(jī)制、協(xié)作機(jī)制、激勵(lì)機(jī)制和資源互補(bǔ)機(jī)制。二是擴(kuò)大社會(huì)影響，吸引政府財(cái)政投入、企業(yè)投入和其它社會(huì)力量投入，并制定激勵(lì)措施不斷提高教師的工程實(shí)踐能力和教學(xué)水平。三是開(kāi)發(fā)最新技術(shù)項(xiàng)目，項(xiàng)目來(lái)源上可以從行業(yè)最新科技競(jìng)賽項(xiàng)目和對(duì)口企業(yè)最新開(kāi)發(fā)項(xiàng)目上著手。

3.工程訓(xùn)練評(píng)價(jià)體系研究

借鑒CDIO的教學(xué)模式，學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方面可以包含理論知識(shí)的筆試、學(xué)生作品的評(píng)價(jià)（重點(diǎn)考核）、報(bào)告撰寫的質(zhì)量、設(shè)計(jì)過(guò)程的投入度、與小組成員合作的良好情況、成果的自我評(píng)價(jià)與宣傳、面向教師、學(xué)生的答辯水平等，以及各項(xiàng)因素的權(quán)重研究；教師評(píng)價(jià)方面，對(duì)教師的考核以評(píng)價(jià)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、產(chǎn)學(xué)研合作和技術(shù)服務(wù)為主，職稱認(rèn)定時(shí)要有一定的工程實(shí)踐經(jīng)歷。

[1]王旃,韋巍，姚纓英.CDIO漸進(jìn)應(yīng)用模式的關(guān)鍵管理變量研究[J].高等工程教育研究,2013(5).

[2]吳波,隋金玲,劉華,李合增,張劍鋒,陳琪,黃艷芳.“校企聯(lián)合、資源共享”的“工程訓(xùn)練”課程建設(shè)與實(shí)踐[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2013(5).

[3]J．Bankel，K．F．Berggren,K．Blom，et al.The CDIO Syllabus-A Comparative Study of Expected Student Proficiency [J].European Journal of Engineering Education, 2003,28(3):1-26．

[4]馬鵬舉,王亮,胡殿明.構(gòu)建多學(xué)科交叉的現(xiàn)代工程訓(xùn)練平臺(tái)[J].高等工程教育研究,2009(5).

（編輯:王天鵬）

G434

A

1673-8454（2015）01-0088-02

*項(xiàng)目支持：2014年度湖南省教育科學(xué)規(guī)劃課題階段性成果“基于CDIO工程教育模式的電子信息類工程訓(xùn)練平臺(tái)的研究與設(shè)計(jì)”（課題編號(hào)：XJK014CGD085）。