基于EIP—CDIO的項目式教學法在智能控制技術課程中的應用探討

劉麗娜 杜欽君 姜世金 齊曉妹

摘要：結合智能控制技術課程的實際教學情況，提出了基于EIP-CDIO的項目式教學改革方案。依據(jù)EIP-CDIO理念模塊化編排教學內(nèi)容，構建了動學結合的層次化項目任務，形成了一種實時的閉環(huán)反饋型模塊化教學模式。實踐表明學生的實踐創(chuàng)新能力得到了有效地培養(yǎng)和提高。

關鍵詞：項目式教學；閉環(huán)反饋型；EIP-CDIO

中圖分類號：G642.4 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）16-0178-02

一、引言

《智能控制技術》課程是自動化專業(yè)的一門重要專業(yè)教育平臺課，主要介紹各種智能控制技術的基本概念、工作原理、技術方法及應用。該課程具有顯著的學科交叉特點，同時緊隨學科前沿，對學生繼續(xù)深造和就業(yè)具有舉足輕重的作用。因此，實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是課程教學的最終目的[1，2]。鑒于課程在專業(yè)人才培養(yǎng)中的重要地位，眾多院校進行了理論與實踐方面的教學模式改革[3，4]，但大都局限于教學思想、教材的選用、授課內(nèi)容、教學方法等，存在脫離工程實踐的問題，限制了學生實踐創(chuàng)新能力的提高。因此，課程組引入國際工程教育CDIO模式[5]，結合EIP卓越工程師人才培養(yǎng)理念[6]，開展基于EIP-CDIO的項目式教學改革。通過項目任務驅動、模塊化教學內(nèi)容，提高教學質(zhì)量與教學效果，培養(yǎng)學生綜合分析、解決問題的能力，提高學生的實踐創(chuàng)新能力。

二、基于EIP-CDIO的項目式教學模式

1.基于EIP-CDIO的項目式教學規(guī)劃。課程組以EIP-CDIO理念為指導，遵循“知識、能力、素質(zhì)”三位一體化原則，設計出以知識應用為導向，以能力培養(yǎng)為本位，以素質(zhì)提升為核心的EIP-CDIO教學大綱。在安排教學內(nèi)容時，圍繞EIP-CDIO教學大綱，打破原有的“章節(jié)安排+知識點”的傳統(tǒng)方式，采取“項目任務+知識鏈接”的方法模塊化教學內(nèi)容，通過項目式教學增加實踐教學比例，引入討論課，倡導主動學習。通過不斷實踐和完善，將教學內(nèi)容分為專家控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、遺傳算法和復合控制5個知識模塊。根據(jù)知識模塊，圍繞項目設計開展教學。基于EIP-CDIO項目式教學規(guī)劃，如圖1所示。

由圖1可知，教師要遵循EIP-CDIO項目式教學的生命周期規(guī)則，將項目任務引入課堂，使學生帶著任務去學習。然后，依據(jù)項目任務綜合講解各知識點，引導學生進行概要設計、詳細設計、細化實施，完成項目設計。最后，師生共同完成項目評估驗收，總結成敗得失并回饋修正項目式教學過程。這是一個閉環(huán)的動態(tài)過程，教師需要預先準備好項目任務，圍繞項目進行教學設計，學生則為解決項目而主動學習理論知識和專業(yè)技能，通過查閱文獻、網(wǎng)絡資源、動畫視頻等進行分工合作，交流探索，并主動求助教師指導完成項目設計任務。

2.構建“動學結合式”層次化項目任務。課程組構建了“動學結合式”層次化項目任務，形成授課、研討、團隊設計的新形式，以達到“教、學、做”相結合的目的。課程緊密貼合CDIO能力培養(yǎng)和EIP素質(zhì)培養(yǎng)目標，將項目任務分為基礎和創(chuàng)新兩個層次。其中基礎項目為基礎演示型項目，與實驗或實踐教學環(huán)節(jié)相結合；創(chuàng)新項目為綜合應用型項目，來源于教師的科研項目，也是后續(xù)自動化專業(yè)綜合課程設計的基礎。所有項目針對不同的智能控制技術應用而構建，旨在培養(yǎng)學生的綜合應用、實踐創(chuàng)新和團隊協(xié)作能力。

三、教學實施與效果

1.教學實施過程。依據(jù)圖1所示的教學規(guī)劃，在模塊學習之初，教師將項目任務提前布置給學生，讓學生根據(jù)項目任務分解的知識鏈接帶著問題去聽課。然后，學生自由組隊進行設計，一般每組4—5人，人數(shù)過多會導致某些同學只看不做，人數(shù)過少將會導致學生設計任務較重難以完成。小組各成員間分派任務，相互協(xié)作，共同完成設計任務。最后，每位同學提交項目設計報告書，通過項目匯報、答辯、學生自評和教師評價綜合評定學生的項目成績。至此，按照EIP-CDIO的生命周期規(guī)則項目設計完成，同時形成了一種實時的閉環(huán)反饋型模塊化教學模式。

2.教學效果與評價。針對項目式教學，學生的成績采取“過程性考核+終結性考核”的綜合評價方式。過程性考核指的是多種形式（匯報答辯、設計報告書等）、多個階段（隨機測試、文獻閱讀、期末考核等）、多種類型（項目參與、課堂討論等）的考核，終結性考核則采取試卷考試的形式。成績評定加大項目考核與階段性考核成績比例（原則上≥40%），減少期末成績的占分比例。為了解學生對項目式教學改革的認可度，針對2013級自動化專業(yè)160名學生做了關于EIP-CDIO項目式教學改革的問卷調(diào)查。調(diào)查表明，大多數(shù)學生對項目式教學改革是認可的，認為項目內(nèi)容和知識模塊設置合理，對課程的實用性和隨機測試表示贊同，同時認為進行改革后該課程對就業(yè)和繼續(xù)深造具有較大的幫助。

四、結論

基于EIP-CDIO的項目式教學法在《智能控制技術》課程教學中的實踐證明：將EIP-CDIO卓越工程人才培養(yǎng)理念引入課程的教學改革中，有助于培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新能力。模塊化編排教學內(nèi)容打破了原來的章節(jié)授課模式，相關的知識鏈接有助于學生更好地理順課程的知識結構，有利于學生更好地掌握智能控制的知識體系。通過構建動學結合層次化項目任務，形成了一種實時的閉環(huán)反饋型模塊化教學模式，有助于提高課程的教學質(zhì)量與教學效果。

參考文獻：

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[6]李守軍，馬小平，邱義臻.EIP-CDIO理念下工業(yè)自動化教學探索[J].煤炭高等教育，2014，32（3）114-117.