測控專業(yè)面向CDIO的實踐教學(xué)體系改革探索

宋建輝++于洋++高宏偉++劉曉陽++趙亞威

[摘 要]按照CDIO的教育理念，對現(xiàn)有的測控專業(yè)的實踐教學(xué)體系及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，探索測控專業(yè)面向CDIO的實踐教學(xué)改革方案，提出以工程實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)、以項目設(shè)計為導(dǎo)向、基于CDIO工程模式的綜合培養(yǎng)方式，建立基于CDIO模式的實踐教學(xué)課程體系方案和課程知識能力體系。在學(xué)校實踐教學(xué)培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，從高校教育界和產(chǎn)業(yè)界兩方面進(jìn)一步構(gòu)建面向CDIO的校企聯(lián)合實踐教學(xué)分類培養(yǎng)方案，提高學(xué)生的工程實踐能力。

[關(guān)鍵詞]測控專業(yè)；CDIO理念；實踐教學(xué)；課程體系；產(chǎn)學(xué)研

[中圖分類號] G642.0 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）02-0005-02

隨著現(xiàn)代測控技術(shù)的發(fā)展，各種高新技術(shù)也越來越多地融合、滲透到測量領(lǐng)域和儀器儀表行業(yè)，測控技術(shù)與儀器專業(yè)（以下簡稱測控專業(yè)）已經(jīng)發(fā)展成為集數(shù)學(xué)、物理、精密機(jī)械、電子學(xué)、光學(xué)、控制理論與控制工程、計算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)等多學(xué)科相互融合、相互滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型新學(xué)科專業(yè)[1]，為國家培養(yǎng)了大批信息技術(shù)領(lǐng)域儀器儀表類的專門人才。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使眾多領(lǐng)域?qū)y控專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了高綜合素質(zhì)、強(qiáng)實踐能力與創(chuàng)新能力的新要求。為了適應(yīng)測控技術(shù)與儀器技術(shù)的發(fā)展，特別是在教育改革不斷深化的形勢下，探索適應(yīng)21世紀(jì)科技發(fā)展的測控專業(yè)人才培養(yǎng)模式勢在必行。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），面向CDIO來規(guī)劃測控專業(yè)的課程體系是搞好測控專業(yè)建設(shè)的重要戰(zhàn)略，具有重要意義。

實踐教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維和能力的重要環(huán)節(jié)之一[2] [3]，依托產(chǎn)業(yè)基地校企聯(lián)合的培養(yǎng)方式，可以實現(xiàn)測控專業(yè)學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)。[4]本文以沈陽理工大學(xué)測控專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，按照CDIO的教育理念，結(jié)合沈陽理工大學(xué)測控專業(yè)的具體情況，對現(xiàn)有的測控專業(yè)的實踐教學(xué)課程體系及教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行改革，探索測控專業(yè)面向CDIO的實踐教學(xué)課程改革方案，在學(xué)校實踐教學(xué)培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，從高校教育界和產(chǎn)業(yè)界兩方面進(jìn)一步構(gòu)建面向CDIO的校企聯(lián)合實踐教學(xué)分類培養(yǎng)方案。

一、基于CDIO模式的實踐教學(xué)課程體系方案

獨立式教學(xué)中的獨立式考核方式，使學(xué)生完全獨立學(xué)習(xí)某門課程的知識，無法清晰地了解課程具體的應(yīng)用價值，不知道如何將其與其他專業(yè)知識相結(jié)合，使得學(xué)生對自己所學(xué)習(xí)的專業(yè)缺乏總體認(rèn)識，無法在實際工程中應(yīng)用。[5] [6]因此，沈陽理工大學(xué)測控專業(yè)提出了以工程實踐能力培養(yǎng)為目標(biāo)、以項目設(shè)計為導(dǎo)向、基于CDIO工程模式的綜合培養(yǎng)方式。開發(fā)兼顧創(chuàng)新性、專業(yè)性的綜合實踐項目，該綜合實踐項目具有實際工程背景，涵蓋信號與系統(tǒng)、智能儀器儀表、電子測量技術(shù)、自動控制原理、單片機(jī)原理等專業(yè)課程的理論知識，由3-5名學(xué)生組成課題小組合作完成。通過精心規(guī)劃的項目，引導(dǎo)學(xué)生對核心專業(yè)課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到能力培養(yǎng)、綜合發(fā)展的目的。圖1為以項目設(shè)計為導(dǎo)向的綜合培養(yǎng)方式的課程體系框架圖，從上到下是時間順序。

從圖1可以看出，該課程體系按照CDIO標(biāo)準(zhǔn)要求，把相互聯(lián)系的數(shù)門課程整合起來建立課程群模塊，通過導(dǎo)論性的基礎(chǔ)課程，從起始階段就將工程實踐引導(dǎo)入門，讓學(xué)生盡早接觸工程實際；在教學(xué)計劃和教學(xué)實踐中，以工程實際項目為紐帶，將相關(guān)課程有機(jī)聯(lián)系起來；通過貫穿專業(yè)學(xué)習(xí)全過程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時體驗工程項目的開發(fā)、設(shè)計過程，在知識的學(xué)習(xí)和應(yīng)用之間形成良性互動。以項目設(shè)計為導(dǎo)向的綜合培養(yǎng)方式的課程體系，符合CDIO工程教育理念倡導(dǎo)的“做中學(xué)”和“基于項目的教育和學(xué)習(xí)”。該課程體系將各主干課程通過項目設(shè)計有機(jī)地、系統(tǒng)地結(jié)合起來，給學(xué)生提供了完整的分析、研究、設(shè)計、解決實際工程項目的學(xué)習(xí)和實踐過程。

二、基于CDIO模式的實踐教學(xué)課程知識能力體系

CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團(tuán)隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。在重點研究國內(nèi)外測控技術(shù)與儀器領(lǐng)域的新技術(shù)、新發(fā)展、新特征，以及由此帶來的對人才培養(yǎng)的新要求的基礎(chǔ)上，以CDIO能力大綱為指導(dǎo)綱領(lǐng)，明確沈陽理工大學(xué)測控專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備的，與CDIO能力對應(yīng)的、細(xì)化的、可以培養(yǎng)和評價的實踐能力、創(chuàng)新能力以及綜合素質(zhì)的整體培養(yǎng)目標(biāo)與畢業(yè)要求。梳理畢業(yè)要求與課程體系的對應(yīng)關(guān)系，對每一項畢業(yè)要求都分解為若干個知識點，每個知識點有若干門課程對其進(jìn)行支撐。圖2為基于CDIO模式的課程知識能力體系，該課程知識能力體系通過頂層設(shè)計的方法，將能力培養(yǎng)的目標(biāo)細(xì)化并分解到具體的課程中，明確每門課程對能力培養(yǎng)的目標(biāo)和任務(wù)。

三、構(gòu)建面向CDIO的校企聯(lián)合實踐教學(xué)分類培養(yǎng)方案

實踐教學(xué)培養(yǎng)方案是影響實踐教學(xué)效果的重要因素。測控專業(yè)人才在知識層面上，需要掌握光、機(jī)、電，甚至包括材料、工藝等多方面知識，儀器儀表應(yīng)用分類多而且復(fù)雜，培養(yǎng)高水平“通用型”儀器儀表人才難度很大。因此，從本校測控專業(yè)學(xué)生的具體情況出發(fā)，在學(xué)校實踐教學(xué)培養(yǎng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步構(gòu)建面向CDIO的校企聯(lián)合實踐教學(xué)分類培養(yǎng)，將分類培養(yǎng)實踐環(huán)節(jié)開設(shè)到企業(yè)中，建立訂單式的培養(yǎng)機(jī)制，可以提高學(xué)生解決實際問題的能力。

遼寧（丹東）儀器儀表產(chǎn)業(yè)基地是省級重點產(chǎn)業(yè)基地，位于遼寧沿海經(jīng)濟(jì)帶丹東臨港產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)，總規(guī)劃面積8平方公里。沈陽理工大學(xué)同丹東儀器儀表基地的合作已經(jīng)全面展開，主要包括本科生的生產(chǎn)實習(xí)、科研合作及研究生培養(yǎng)等多個領(lǐng)域。目前，沈陽理工大學(xué)已經(jīng)同基地丹東思凱集團(tuán)、東發(fā)集團(tuán)、通博集團(tuán)和華通測控等多家企業(yè)簽訂了校企合作協(xié)議，建立了實踐教學(xué)基地，這為沈陽理工大學(xué)測控專業(yè)和學(xué)科的規(guī)?；l(fā)展提供了千載難逢的良機(jī)，也為測控專業(yè)改革實踐教學(xué)、增強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力提供了實驗平臺。圖3為面向CDIO的校企聯(lián)合實踐教學(xué)分類培養(yǎng)實施方案。

四、結(jié)論

CDIO工程教育理念改變了傳統(tǒng)教學(xué)過程中的獨立式教學(xué)，實現(xiàn)了由傳統(tǒng)理論知識傳授和綜合能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。以沈陽理工大學(xué)測控專業(yè)學(xué)生的培養(yǎng)目標(biāo)為依據(jù)，按照CDIO的教育理念，構(gòu)建了沈陽理工大學(xué)測控專業(yè)以項目設(shè)計為導(dǎo)向，以能力培養(yǎng)為核心的面向CDIO的實踐教學(xué)課程體系，構(gòu)建面向CDIO的校企聯(lián)合實踐教學(xué)分類培養(yǎng)方案，實現(xiàn)了對學(xué)生基本實踐技能、動手能力與設(shè)計能力的培養(yǎng)，為高校測控專業(yè)的建設(shè)與改革提供了參考借鑒。

[ 注 釋 ]

[1] 楊書儀，毛征宇，趙前程.基于CDIO理念的測控技術(shù)與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)方案探討[J].當(dāng)代教育理論與實踐，2013（1）：86-87.

[2] 凌振寶，程德福，林君.測控技術(shù)與儀器專業(yè)實踐教學(xué)體系建設(shè)[J].實驗室研究與探索，2012（5）：119-121.

[3] 馮梅琳，何學(xué)文，羅小燕，等.基于CDIO理念的測控專業(yè)實踐教學(xué)創(chuàng)新體系[J].實驗室研究與探索，2014（3）：180-184.

[4] 宋建輝，于洋，高宏偉.依托產(chǎn)業(yè)基地分類培養(yǎng)測控專業(yè)工程科技人才的途徑探討[J].大學(xué)教育，2014（4）：89-90.

[5] 劉志剛.CDIO工程教育模式下的測控技術(shù)與儀器專業(yè)綜合課程實際研究[J].教育教學(xué)論壇，2014（23）：96-97.

[6] 田志波，劉美，廖曉文，等.CDIO理念下測控專業(yè)多課程融合式教學(xué)研究[J].中國電力教育，2012（29）：60-61.

[責(zé)任編輯：鐘 嵐]