李珍

實驗教學(xué)是測控技術(shù)與儀器專業(yè)人才培養(yǎng)重要組成部分，是提高學(xué)生就業(yè)競爭力的重要手段。實驗教學(xué)對提高學(xué)生的工程應(yīng)用能力、獨立性、合作精神和創(chuàng)新精神具有積極的效果。

目前，我國高等院校培養(yǎng)的測控方面的高技能人才畢業(yè)后不具備馬上就任工作崗位的職業(yè)技能水平和職業(yè)行為能力，這主要是與當(dāng)前高等院校課程體系和教學(xué)組織方式有關(guān)。將CDIO工程教育模式引入測控人才培養(yǎng)過程，使學(xué)生在課程學(xué)習(xí)過程中參與設(shè)計、實施、檢查和評價的行動教學(xué)與CDIO培養(yǎng)學(xué)生的通識能力相結(jié)合起來，從而為學(xué)生后續(xù)自我技能發(fā)展打下良好的基礎(chǔ)。我們在自動控制儀表課的實驗教學(xué)中，遵循CDIO以工程項目設(shè)計為導(dǎo)向、綜合工程能力培養(yǎng)為目標的教育模式，優(yōu)化實驗結(jié)構(gòu)及實驗環(huán)節(jié)、強化協(xié)作能力、革新考核評價機制。實踐結(jié)果表明，上述改革措施使學(xué)生的綜合能力得到提高，取得了良好的教學(xué)效果。

CDIO工程教育模式是由美國與瑞典等四所工學(xué)院從2000年起開始探索，經(jīng)過4 年的研究創(chuàng)立起來的。CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運作（Operate）四個英文單詞的縮寫，它是“做中學(xué)”和“基于項目教育和學(xué)習(xí)”（Project based educati on and learning）的集中概括和抽象表達。它以工程項目為載體讓學(xué)生主動參與實踐，在實踐過程中培養(yǎng)學(xué)生的崗位職業(yè)技能和職業(yè)行為，從而有效地實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標。

一 教學(xué)中存在的問題

自動控制儀表是我校測控技術(shù)與儀器專業(yè)的一門專業(yè)方向選修課，是一門和生產(chǎn)實際聯(lián)系非常緊密的一門課，需要通過實驗教學(xué)環(huán)節(jié)驗證課程開設(shè)效果。目前，高等院校的實驗教學(xué)多數(shù)是對課程規(guī)定的單個實驗檢測方法操作的訓(xùn)練。這雖然對學(xué)生從事測控崗位職業(yè)技能的培養(yǎng)起到一定作用，但對學(xué)生的綜合運用能力和創(chuàng)新能力沒起到應(yīng)有的作用。具體表現(xiàn)如下：

第一， 實驗內(nèi)容偏重驗證性實驗，缺少設(shè)計性實驗。目前，大多數(shù)實驗項目以驗證核心理論知識為主，學(xué)生只需按部就班接線，觀察記錄實驗現(xiàn)象。這種實驗教學(xué)模式很難真正培養(yǎng)學(xué)生的動手能力和創(chuàng)新能力。

第二，教學(xué)方式和考核方式單一。傳統(tǒng)的教學(xué)方式是教師講解實驗原理及實驗要點，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下完成實驗。教師根據(jù)提交的實驗報告考核實驗情況，忽略了實驗的具體過程。

第三，實驗環(huán)節(jié)薄弱。實驗環(huán)節(jié)只作為理論課程的輔助部分，沒有形成完善的實驗教學(xué)體系。實驗后，學(xué)生僅加深了對相關(guān)知識的理解，缺乏對知識的深入掌握及應(yīng)用，尤其是缺乏啟發(fā)其在工程系統(tǒng)設(shè)計中的應(yīng)用。有些學(xué)生因此覺得課程枯燥乏味，失去學(xué)習(xí)的興趣和動力。

第四，缺乏團隊合作意識的培養(yǎng)。驗證性實驗項目內(nèi)容簡單，強調(diào)學(xué)生獨立完成，這樣不利于團隊合作意識的培養(yǎng)，不適應(yīng)現(xiàn)代企業(yè)對工程人才的要求。

二 教學(xué)改革思路

第一，調(diào)研周邊企業(yè)測控方向的實際需求，結(jié)合教學(xué)大綱，合理設(shè)置實驗項目，使實驗項目能夠盡可能地貼近企業(yè)生產(chǎn)實際。

第二，遵循CDIO以工程項目設(shè)計為導(dǎo)向、工程能力培養(yǎng)為目標的教育模式，優(yōu)化實驗結(jié)構(gòu)，增加設(shè)計性、綜合性、創(chuàng)新性實驗項目內(nèi)容。實驗的設(shè)置要體系化，充分體現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)，通過實驗使學(xué)生初步掌握整個生產(chǎn)流程中的關(guān)鍵問題。

第三，項目以團隊合作形式完成，增設(shè)項目討論、項目報告等教學(xué)環(huán)節(jié)。培養(yǎng)學(xué)生合作意識、項目管理能力、組織能力、語言表達能力等個人能力及團隊能力。貫徹以學(xué)生為主體的思想，每個實驗過程充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，通過實驗調(diào)動學(xué)生對專業(yè)的興趣和主動解決問題的積極性。

第四，通過對實驗效果的分析，發(fā)現(xiàn)教學(xué)工作中存在的問題，提出相應(yīng)的改進意見。

三 教學(xué)改革的實施

我校的機電檢測教學(xué)實驗中心為學(xué)生提供了良好的實驗環(huán)境和條件，提供了必備的實驗設(shè)備，如傳感器綜合實驗臺、速凍自動制冷系統(tǒng)、雙蹤示波器、信號發(fā)生器、直流電源、萬用表以及常用的工具以便學(xué)生及時申請儀器使用，完成設(shè)計任務(wù)，確保了教學(xué)改革的順利完成。

自動控制儀表實驗課程中開設(shè)的設(shè)計項目屬于CDIO教育模式中的三級項目。學(xué)生作為完成項目設(shè)計的主體，進行項目管理、構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)， 指導(dǎo)教師進行項目指導(dǎo)，雙方形成積極的互動。

學(xué)生以團隊合作形式選擇不同項目，明確項目的設(shè)計需求，對項目進行分析，建立目標指標，對各種不同解決方案進行討論交流以及可行性分析，選擇最優(yōu)設(shè)計方案。除規(guī)定的基本要求外，學(xué)生可提出自己的觀點，增加項目的新功能。培養(yǎng)學(xué)生的團隊合作能力、工程系統(tǒng)能力及自主創(chuàng)新能力。

設(shè)計階段是進行系統(tǒng)級設(shè)計及系統(tǒng)的詳細設(shè)計。系統(tǒng)級設(shè)計主要是指各個功能模塊的描述以及模塊之間重要的交互關(guān)系的說明。系統(tǒng)的詳細設(shè)計包括傳感器的選擇、電氣原理圖設(shè)計、系統(tǒng)的性能分析優(yōu)化。培養(yǎng)了學(xué)生自控系統(tǒng)設(shè)計、分析等工程基礎(chǔ)知識及項目設(shè)計能力。

實現(xiàn)階段要求學(xué)生對構(gòu)建的實際控制回路進行調(diào)試和測試。學(xué)生應(yīng)掌握相關(guān)設(shè)備的使用和操作，利用示波器等設(shè)備進行功能和性能測試，調(diào)整系統(tǒng)的PID參數(shù)、上下偏差值、最大輸出值等，直到滿足項目設(shè)計要求的指標。

調(diào)試成功后，進行系統(tǒng)演示及項目驗收。各項目成員演示并介紹項目設(shè)計情況，展現(xiàn)設(shè)計成果，讓學(xué)生之間進行互相學(xué)習(xí)、互相吸取經(jīng)驗、互相評價。采取自評和互評的方式進行項目評價，打破了以往只由老師進行評價的方式。豐富了教學(xué)方式，培養(yǎng)了學(xué)生的語言表達能力。

項目驗收后，要求撰寫項目設(shè)計技術(shù)報告，培養(yǎng)編寫技術(shù)文檔的能力。報告的內(nèi)容包括項目目標、設(shè)計方案、系統(tǒng)回路及工作原理、結(jié)果分析、設(shè)計創(chuàng)新點、設(shè)計過程中存在的主要問題及解決方法等。從而培養(yǎng)了學(xué)生的寫作能力。

通過實驗項目的構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作，使學(xué)生深入掌握相關(guān)工程基礎(chǔ)知識的同時， 培養(yǎng)了學(xué)生的個人能力、團隊能力和工程系統(tǒng)能力，達到CDIO模式的培養(yǎng)目標要求。

四 教學(xué)改革的效果

基于CDIO以工程項目設(shè)計為導(dǎo)向的工程教育理念，調(diào)整和優(yōu)化了實驗結(jié)構(gòu)和實驗內(nèi)容，教學(xué)方法和教學(xué)思路上也進行了優(yōu)化和創(chuàng)新，豐富了實驗教學(xué)形式。從實驗內(nèi)容、實驗要求、教學(xué)形式、考核方式及能力培養(yǎng)等方面都做了很大的改進，在注重學(xué)科基礎(chǔ)知識的情況下，更加注重學(xué)生的團隊合作能力、工程能力、創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，符合CDIO工程教育理念的要求，也符合現(xiàn)代企業(yè)對人才培養(yǎng)的要求。具體改革措施在測控技術(shù)與儀器專業(yè)中實施，學(xué)生表現(xiàn)出高度的積極性，順利完成了項目設(shè)計及實施，相應(yīng)能力得到提高，取得良好的教學(xué)效果。

總之，本文分析了目前高校實驗環(huán)節(jié)普遍存在的現(xiàn)象，探討了基于CDIO理念的自動控制儀表課實驗教學(xué)新模式，從課程結(jié)構(gòu)、實驗內(nèi)容、教學(xué)形式、考核方式、能力培養(yǎng)等方面進行改革。實踐結(jié)果表明，在自動控制儀表實驗課程中采用以項目設(shè)計為導(dǎo)向的CDIO教學(xué)模式，較好地培養(yǎng)CDIO所要求的四大能力，即學(xué)生作為工程師必備的工程基礎(chǔ)知識，協(xié)調(diào)溝通能力、創(chuàng)新思維、語言表達、文字寫作等個人能力，項目組織、設(shè)計、開發(fā)和實施的工程系統(tǒng)能力，良好的團隊合作能力，取得了良好的教學(xué)效果，對同類課程教學(xué)的改進具有一定的借鑒意義。

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