基于CDIO和行業(yè)特色的測控專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探討

曹小燕 馮進(jìn)玫 潘洪亮 馮新宇 寇曉靜 唐巍

摘? ?要：在“大工程”、“CDIO”等教育理念的指導(dǎo)下，結(jié)合該校的煤礦行業(yè)優(yōu)勢，對測控技術(shù)與儀器專業(yè)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行研究，從理論教學(xué)和實(shí)踐環(huán)節(jié)兩個方面闡述教學(xué)改革思路與具體措施，使我校的測控專業(yè)具有礦業(yè)特色，培養(yǎng)滿足現(xiàn)代企業(yè)需求的工程應(yīng)用型人才。

關(guān)鍵詞：CDIO? 行業(yè)特色? 測控專業(yè)

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO的含義是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），其源于實(shí)際工程項(xiàng)目的實(shí)施過程，促使學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)。

由于我校原隸屬于國家煤炭工業(yè)部，自學(xué)校成立至現(xiàn)在，從學(xué)科建設(shè)、專業(yè)配置和實(shí)踐基地，到合作企業(yè)、學(xué)生從業(yè)等方面積累了豐富的煤礦行業(yè)資源，許多教學(xué)環(huán)節(jié)無不體現(xiàn)了鮮明的礦業(yè)特色。

測控技術(shù)與儀器專業(yè)融光、機(jī)、電、算為一體，集現(xiàn)代高新技術(shù)于一身。該專業(yè)不僅涵蓋了當(dāng)今較為先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，而且具有良好的應(yīng)用前景。但是，由于我校測控專業(yè)成立時間較短，隨著我國工業(yè)化和信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，使得目前的教育模式和現(xiàn)代企業(yè)對人才的要求逐漸脫軌，學(xué)生理論知識不扎實(shí)，動手能力較弱，在工作中缺乏自主學(xué)習(xí)意識和創(chuàng)新能力。因此，如何發(fā)揮學(xué)校礦業(yè)優(yōu)勢，結(jié)合CDIO先進(jìn)教育模式，發(fā)揮測控專業(yè)為社會服務(wù)的職能，培養(yǎng)合乎現(xiàn)代企業(yè)要求的工程應(yīng)用型人才，是我們面臨的一項(xiàng)緊迫任務(wù)[1]。

1? 理論教學(xué)改革

1.1 具有行業(yè)特色的課程改革

按照CDIO的理念進(jìn)行課程體系的設(shè)置，明確專業(yè)課程和能力培養(yǎng)的對應(yīng)關(guān)系。在課程體系中增加“礦山機(jī)械與設(shè)備”、“選礦廠測試與控制”等相關(guān)課程。專業(yè)必修課作為核心課程，授課內(nèi)容要求“精”，避免各門課程在教學(xué)內(nèi)容方面的重復(fù);專業(yè)選修課程要根據(jù)市場發(fā)展趨勢，依托學(xué)校煤礦行業(yè)優(yōu)勢，知識面要“廣”;綜合設(shè)計環(huán)節(jié)力求設(shè)計內(nèi)容“實(shí)”，明確項(xiàng)目設(shè)計的目的，主次分明，保證實(shí)效。

授課時突出學(xué)生的主體性，充分調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性。例如《傳感器與檢測技術(shù)》課程采用討論式教學(xué)模式，《智能儀器設(shè)計》課程采用PBL教學(xué)模式，《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程采用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，都取得了較好的教學(xué)效果。對側(cè)重于應(yīng)用的《虛擬儀器》和《可編程控制器原理及應(yīng)用》等課程，可以從生產(chǎn)實(shí)際中收集典型案例，適當(dāng)調(diào)整，變理論講解為實(shí)際應(yīng)用，最大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如設(shè)立“基于虛擬儀器的菱鎂礦石上料裝置控制系統(tǒng)”和“基于PLC的礦井提升機(jī)的閘間隙檢測裝置設(shè)計”等實(shí)例，在課堂上分析研究工作原理，在實(shí)驗(yàn)室完成具體設(shè)計，按照CDIO的模式進(jìn)行教學(xué)和實(shí)踐。

1.2 多課程融合式教學(xué)

基于CDIO理念的多課程融合式教學(xué)方法就是：以同一綜合性設(shè)計項(xiàng)目為依托，在獨(dú)立教學(xué)過程中重點(diǎn)講解與本課程相關(guān)內(nèi)容，適當(dāng)略去非相關(guān)部分的知識，最后在實(shí)踐中得到知識的匯總和升華，即運(yùn)用總-分-總的方式進(jìn)行教學(xué)[2]。例如，《精密儀器及機(jī)械》課程涉及的知識點(diǎn)有誤差理論、光學(xué)系統(tǒng)、儀器設(shè)計、電學(xué)和精密機(jī)械等，由于學(xué)生前期已學(xué)過誤差、光、電等相關(guān)課程，在授課時，這些內(nèi)容可簡單回顧，重點(diǎn)學(xué)習(xí)儀器設(shè)計和精密機(jī)械，而這五個知識點(diǎn)的切入和融合可以通過綜合設(shè)計《表面粗糙度測量儀設(shè)計》來實(shí)現(xiàn)。多課程融合式教學(xué)的實(shí)質(zhì)是多課程之間、理論與實(shí)踐教學(xué)之間的充分融合，課程間要做到“你中有我，我中有你”，從局部到整體地將專業(yè)知識整合起來，使之作為一種宏觀專業(yè)技術(shù)得到更好的運(yùn)用。

2? 實(shí)踐教學(xué)改革

圍繞我校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位，將CDIO的“做中學(xué)”原則和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”理念貫穿于實(shí)踐環(huán)節(jié)，提高學(xué)生的動手和創(chuàng)新能力[3]。將實(shí)踐教學(xué)體系、實(shí)踐教學(xué)形式及實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化和整合，充分發(fā)揮電氣學(xué)院省級實(shí)驗(yàn)示范中心和虛擬仿真教學(xué)示范中心的優(yōu)勢和特色，服務(wù)于教學(xué)。

2.1 工程實(shí)訓(xùn)改革

目前，我院擁有專業(yè)實(shí)驗(yàn)室13個，實(shí)踐基地10個，學(xué)生創(chuàng)新基地2個。從大三上學(xué)期開始，連續(xù)3個學(xué)期，每學(xué)期每個班都要進(jìn)行5次工程訓(xùn)練。基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)時間為每個基地一周，進(jìn)行基本技能培訓(xùn)。專業(yè)實(shí)訓(xùn)時間為每個基地10d，進(jìn)行專業(yè)及綜合技能培訓(xùn)。通過實(shí)訓(xùn)可以提高學(xué)生獨(dú)立解決問題能力和理論知識應(yīng)用能力，并且對學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作技能訓(xùn)練。減少專業(yè)實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)的驗(yàn)證性項(xiàng)目，增加實(shí)際設(shè)計項(xiàng)目，把企業(yè)的工程項(xiàng)目或產(chǎn)品引入到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，提高實(shí)用性。除此之外在生產(chǎn)實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)增加煤礦設(shè)備方面的相關(guān)內(nèi)容，讓學(xué)生去企業(yè)親臨現(xiàn)場參與，了解設(shè)備工作過程，分析工作原理和設(shè)計思路。

2.2 開放實(shí)驗(yàn)室

CDIO理念中的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)，可以借助專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和創(chuàng)新基地來完成。我校測控專業(yè)現(xiàn)有虛擬儀器、傳感器和過程控制3個專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和1個創(chuàng)新基地可供學(xué)生使用，除完成基本教學(xué)任務(wù)外，每學(xué)期有一半實(shí)間處于閑置狀態(tài)。如果還沿用傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“封閉式”教學(xué)方式，實(shí)驗(yàn)室利用率低，而創(chuàng)新基地由于空間有限，不能給學(xué)生提供太多資源，學(xué)生的積極性不能得到充分發(fā)揮。所以開放實(shí)驗(yàn)室勢在必行，是高效完成綜合設(shè)計的基礎(chǔ)條件。實(shí)驗(yàn)室的開放可以采用多樣化的形式，如預(yù)約時間、學(xué)生打卡管理、獎勵制度等。實(shí)驗(yàn)室提供計算機(jī)、基礎(chǔ)元器件和設(shè)計仿真軟件等，這樣學(xué)生能較好地支配自己的實(shí)驗(yàn)時間，尤其是為那些學(xué)有余力的學(xué)生創(chuàng)造一個方便的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室或獨(dú)立思考，或團(tuán)隊(duì)協(xié)作，設(shè)計過程不受教學(xué)束縛，有助于學(xué)生開展自主研究和創(chuàng)新思維[4]。

2.3 加強(qiáng)校企合作

CDIO理念中的運(yùn)作環(huán)節(jié)，需要和企業(yè)合作共同完成。鼓勵煤礦企業(yè)和科研單位高級技術(shù)人員到學(xué)校進(jìn)行專題講座，校企合作共同開發(fā)科研項(xiàng)目，讓學(xué)生參與實(shí)際項(xiàng)目的調(diào)研、設(shè)計、生產(chǎn)、鑒定等環(huán)節(jié)工作。鼓勵與用人單位已經(jīng)簽訂就業(yè)合同的學(xué)生在企業(yè)完成畢業(yè)設(shè)計，對學(xué)生本人和企業(yè)都有利。一方面，在企業(yè)做畢業(yè)設(shè)計可以節(jié)省時間，充分激發(fā)學(xué)生的積極性，使學(xué)生把課堂所學(xué)的理論知識與具體工程項(xiàng)目相結(jié)合。尤其是在向工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生可以接觸到先進(jìn)的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備和前沿技術(shù)。另一方面，企業(yè)可以更早地對學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)，充分了解學(xué)生的能力與素質(zhì)，培養(yǎng)其團(tuán)隊(duì)合作精神，從而更好地適應(yīng)今后的工作[5]。

3? 結(jié)語

通過以上分析可以看出，在我校測控專業(yè)實(shí)施CDIO教育模式是完全可行的，在教學(xué)過程中，以具有礦業(yè)特色的工程實(shí)踐為導(dǎo)向，將多門課程內(nèi)容相融合進(jìn)行課堂及實(shí)踐教學(xué)，開放實(shí)驗(yàn)室和加強(qiáng)校企合作，使學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力都能得到大幅度的提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 李洪海.基于CDIO的測控專業(yè)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].中國電力教育，2013（25）：129-130.

[2] 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）：60-65.

[3] 王桂梅，王慶東，劉杰輝.基于行業(yè)特色背景的測控技術(shù)與儀器專業(yè)CDIO教學(xué)模式研究[J].河北工程大學(xué)學(xué)報：社會科學(xué)版，2010，27（2）：55-56.

[4] 曹小燕，杜海艷.測控專業(yè)綜合設(shè)計訓(xùn)練教學(xué)模式初探[J].黑龍江教育，2011（7）：91-92.

[5] 趙巖，張春晶，曹小燕，等.新工科背景下電氣工程專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式的探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018（10）：234-235.