基于CDIO模式的课程教学探索与实践

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　　【摘 要】针对自动化专业，打破在传统单门专业课程中设置综合设计性实验的教学模式，以CDIO工程教育培养的教学模式探索和实践独立开设综合设计型实验课程。实践表明，这种方式为学生提供了一个很好的综合性实践平台，进一步激发了学生的学习兴趣和创新意识，提升了学生的工程能力。
　　【关键词】综合设计     CDIO    教学模式     实践
　　探索创新型工程人才的培养模式优化教学方法，提高高校学生的综合能力，已经成为全球工程教育的发展趋势。教学过程围绕着产品的制作、调试和运行作为学习的内容，以完成产品设计、安装、调试和运行作为一个学习周期，是近年来国际工程教育改革的最新成果。
　　我国工科的教育实践还存在不少问题，如重理论轻实践，强调个人学术能力而忽视团队协作精神，重视知识学习而轻视开拓创新的培养等。根据教育部“全面推进素质教育，以培养学生创新精神和实践能力为重点”的教育精神和“加强基础、淡化专业、拓宽知识面、注重工程实践”的教学指导思想[1]，我校在自动化专业《综合设计型实验》课程中引入CDIO工程教育培养模式，经过近几年的探索和实践，在培养创新人才和提高教学质量方面取得了一定的效果和经验。
　　1 基于CDIO课程体系构建
　　《综合设计型实验》课程是面向我校自动化专业学生开设的一门专业课程，为期两周时间，集中于三年级下学期末进行[2]。基于CDIO教学理念，将课程的目标定位为“构建综合设计性强，具有能培养创新性人才的自动化专业综合设计实验课程体系”，编制的课程大纲要求以综合的培养方式使学生在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面达到预定目标。
　　2 基于CDIO教学模式的实施
　　2.1教学组织
　　多形式开展教研活动，组织专业指导教师对CDIO教学模式和方法进行学习和讨论，不断树立CDIO工程教学理念，改变以往传统的实验教学模式。在教学上倡导由学生和指导教师共同组成以学生为主导、教师参与的团队，教学过程临摹科研工作的程序实施。考虑到按教学计划在学期末两周集中教学时间的有限性，并借鉴以往开展该课程教学的经验[3]，开学期初由教研室主任根据指导教师确定的项目方向，以学生自愿报名等形式分配学生，然后再由指导教师组织学生进行立项选题、确定方案、明确任务，分组后由学生自主利用课余进入资料查阅、搜集和实验过程。
　　2.2 教学实施
　　2.2.1提出要求
　　由于设计型实验是一种研究性、探索性实验，指导教师在学生进入工作前可参照科研立项工作基本要求，即按照立（选）题→确定实验内容、路线方案→实验设计→进行实验→实验结果分析及讨论→设计调整并实验→实验报告或论文撰写等基本步骤，让学生了解设计型实验与科研工作的相关性，使学生早期树立科学研究的意识。同时要求学生根据实验需求和实验室操作规程，正确选择实验方法及实验仪器，合理设计实验步骤，独立操作完成实验全过程，并且自行解决实验中遇到的各类问题，独立完成实验报告。
　　2.2.2 选题构思与实验设计
　　学生以2～3人组成一个实验小组，利用大约一周的时间进行文献查阅和行业需求调研，然后与指导教师讨论共同确定实验题目。
　　2.2.3 设计实现与实验运行
　　两周集中教学环节及之前这段时间是CDIO教学模式设计方案的实现和运行环节阶段，也是整个教学过程的主要工作阶段。学生的主要工作是根据设计方案完成电气原理设计和硬件系统制作、安装、调试、相关软件编程和总结分析及撰写实验报告;教师的主要工作是观察、指导和督促学生进行实验，并检查、记录各组项目实施运行情况，此外这期间指导教师还要定期组织各组学生对阶段性实验进行分析和总结。
　　3 实践效果
　　基于CDIO教学模式的教学实施，为学生提供了一个发挥潜能、培养自主能力的平台，有效地锻炼了学生的工程和创新技能，主要体现出以下几方面的效果：
　　（1）由于工程理念的引入，学生工程意识和学习兴趣明显增强，学生发现问题和解决问题的能力得到提高，创新能力和团队合作能力得到锻炼。
　　（2）由于实验过程几乎涵盖一个学期，学生的专业技能得到了很大程度地提高，主要体现在学生熟练掌握了大部分实验设备的使用和操作、专业认知度不断提升、实际动手能力得到了充分训练。
　　（3）由于经过该教学环节的训练，促进学生自主接触和掌握了更多与专业相关的新知识和技术，一定程度上增加了学生毕业后的择业机会和竞争力。
　　（4）师生关系更为融洽。每个小组的学生与教师组成的共同体实际就是一个团队，近一个学期在一起的课余学习和工作，冲淡了学生和教师之间的陌生感，拉近了学生和教师的距离，让学生感觉到教师不仅是教给自己知识的导师，更是引领自己人生的益友。
　　（5）教师在参与教学改革的过程中，理论与工程实际结合的意识得到提高，教学观念有了进一步转变，不再拘泥于传统的书本传授方式，增强了教师提高实践教学能力的紧迫感;同时学生工程实践能力的提高，也对教师提出了更高的要求，促使教师不断提高自身的实践教学能力和水平。
　　【参考文献】
　　[1]教育部高教司.普通高等学校本科专业目录和专业介绍[M].北京：高等教育出版社，2012.
　　[2]青海大学教务处.青海大学本科培养方案，2010.
　　[3]师玉宝，张志福，王淑钦，等.自动化专业综合设计型实验课程教学模式探索与实践[J].实验技术与管理，2011，28（4）：120-121.
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