潘萍

（長沙師范學(xué)院 電子信息工程系，湖南 長沙410100）

構(gòu)建基于CD IO模式的電子信息類工程訓(xùn)練平臺*

潘萍

（長沙師范學(xué)院 電子信息工程系，湖南 長沙410100）

工程訓(xùn)練是工程人才培養(yǎng)的關(guān)鍵，工程訓(xùn)練平臺提供了學(xué)生工程實踐能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)中重要的實踐環(huán)境。文章針對目前電子信息工程訓(xùn)練落后的狀況，將CDIO理念運用到電子信息類人才培養(yǎng)中，集成和優(yōu)化教育資源，從工程訓(xùn)練的層次、一體化的訓(xùn)練課程體系、平臺運行的生態(tài)環(huán)境保障和評價等方面構(gòu)建電子信息類工程訓(xùn)練平臺。以期充分發(fā)揮工程訓(xùn)練中心的作用，為高校培養(yǎng)與企業(yè)相接軌的電子工程人才提供可借鑒的途徑。

CDIO模式；電子信息；工程訓(xùn)練平臺

一、引言

我國電子信息類專業(yè)教育的迫切任務(wù)是盡快培養(yǎng)與國際接軌的電子工程師，然而目前我國高校培養(yǎng)的電子信息類人才普遍缺少工程實踐能力和創(chuàng)新能力。CDIO工程教育模式作為國際上一種最新的研究成果于2008年引入我國，為解決許多國家包括中國都面臨的工程教學(xué)與實際產(chǎn)業(yè)需求脫節(jié)的問題提供了非常有價值的工具模板，為工程教學(xué)改革提供了最佳實踐的框架。[1]

二、工程訓(xùn)練的現(xiàn)狀與問題

工程訓(xùn)練主要是為了培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)。學(xué)生通過訓(xùn)練載體，以操作訓(xùn)練為手段進行實踐，是高校大學(xué)生參加工程實踐、大學(xué)生課外科技活動和創(chuàng)新設(shè)計的主要方式。歐美等主要發(fā)達國家的工程訓(xùn)練方式多樣，主要通過以下幾種方式實現(xiàn)學(xué)校教育與社會需求的有機結(jié)合：①加強與行業(yè)、企業(yè)的密切聯(lián)系和合作；②增加課程設(shè)計和實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的比例；③尊重學(xué)生個性,培養(yǎng)團隊協(xié)作能力；④加強本科生科研訓(xùn)練。

目前，我國理工科院校主要的工程訓(xùn)練載體包括工程訓(xùn)練中心、教學(xué)工廠和研習(xí)工廠等。工程訓(xùn)練獲得一定效果的同時也存在一些問題。第一，教學(xué)功能單一。工程訓(xùn)練教學(xué)體系偏重機械類或近機械類專業(yè)的課程傳承需求，訓(xùn)練內(nèi)容偏重技能實訓(xùn)，與工程實際相脫節(jié)。[2]學(xué)生在實踐過程中，不能產(chǎn)生真正的工程實踐體驗，因而很難培養(yǎng)工程實際所需的分析問題、解決問題能力，人才培養(yǎng)嚴(yán)重脫離產(chǎn)業(yè)需求。第二，教育資源相對匱乏，導(dǎo)致高校工程訓(xùn)練尚處于低水平。第三，管理體制及運行機制較為落后，教學(xué)管理較為松散。這些都導(dǎo)致我國工程技術(shù)人才培養(yǎng)的質(zhì)量不盡如人意。電子信息類專業(yè)工程訓(xùn)練同樣也存在著這些問題。

針對以上問題，本文將國際上先進的“構(gòu)思（conceive）、設(shè)計（design）、實施（implement）、運行（operate）工程教育理念引入到電子信息類專業(yè)實踐類課程的教學(xué)改革中，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出一個基于CDIO架構(gòu)的工程訓(xùn)練平臺。

三、電子信息類工程訓(xùn)練平臺建設(shè)內(nèi)容

以CDIO大綱和12項標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，從電子信息類工程人才培養(yǎng)目標(biāo)、工程訓(xùn)練層次、工程訓(xùn)練內(nèi)容、工程訓(xùn)練中心的資源配置、平臺運行效果的評價機制和平臺運行的保障環(huán)境和優(yōu)化等方面構(gòu)建。

1.一體化工程訓(xùn)練課程體系

一體化課程是CDIO的四大主題之一，也是學(xué)生學(xué)習(xí)構(gòu)思與設(shè)計復(fù)雜系統(tǒng)相關(guān)知識、技能的重要保證。[3]針對電子信息行業(yè)與專業(yè)發(fā)展需求，結(jié)合CDIO能力大綱與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，整合通識課程與專業(yè)課程的內(nèi)容，優(yōu)化通識教育課程內(nèi)部結(jié)構(gòu)，融合學(xué)科課程與綜合課程，開發(fā)按電子信息系統(tǒng)設(shè)計要求的多學(xué)科或交叉學(xué)科課程，打破學(xué)科之間的壁壘，最終建立以項目設(shè)計為導(dǎo)向、以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的 “五層次四能力三結(jié)合”的漸進式CDIO工程訓(xùn)練課程體系，模型如圖1所示。

圖1 工程訓(xùn)練課程體系結(jié)構(gòu)

其中“五層次”指通識基礎(chǔ)與工程認(rèn)知項目實踐、工程基礎(chǔ)項目訓(xùn)練、綜合項目訓(xùn)練、拓展與創(chuàng)新項目訓(xùn)練和企業(yè)實習(xí)——畢業(yè)設(shè)計；“四能力”指培養(yǎng)電子工程師所必須具備的基礎(chǔ)、專業(yè)技能、工程應(yīng)用、創(chuàng)新設(shè)計等能力；“三結(jié)合”指學(xué)研產(chǎn)結(jié)合、課內(nèi)外結(jié)合和校內(nèi)外結(jié)合。將原來獨立的課程實踐、訓(xùn)練編制成大學(xué)本科階段從低年級到高年級不同層次的訓(xùn)練，通過項目設(shè)計使整個課程體系系統(tǒng)地、有機地結(jié)合起來，并把個人、人際交往以及產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的建造能力的培養(yǎng)有機地融合到一起。

通識基礎(chǔ)與工程認(rèn)知項目實踐是整個體系的起始階段，教學(xué)目的就是培養(yǎng)學(xué)生的通識技能和體驗工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場、了解工程狀態(tài)、認(rèn)識技術(shù)手段、強化理論與實踐相結(jié)合的工程意識，[4]在學(xué)生入校第一學(xué)期進行；工程基礎(chǔ)項目訓(xùn)練在大一第二學(xué)期和大二進行，主要是工程意識和工程能力的進階階段，通過基礎(chǔ)項目來整合學(xué)生學(xué)過的多學(xué)科或交叉學(xué)科課程內(nèi)容；綜合項目訓(xùn)練在大二下學(xué)期和大三進行，通過綜合性的項目，使學(xué)生掌握電子系統(tǒng)的設(shè)計與制作，綜合培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力；拓展與創(chuàng)新項目訓(xùn)練在大三的下學(xué)期和大四進行，通過開設(shè)第二課堂、職業(yè)技能培訓(xùn)和各種競賽來不斷培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。創(chuàng)新項目主要來源于教師科研項目的子項目和大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練等。開設(shè)的各種賽事主要有電子設(shè)計大賽、機器人設(shè)計大賽、創(chuàng)新設(shè)計大賽；畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計是整個訓(xùn)練的最高階段。學(xué)生在學(xué)完所有的專業(yè)課程和相關(guān)項目訓(xùn)練后，進入企業(yè)進行實習(xí)，接受工程項目的培訓(xùn)和任務(wù)。畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容可以通過學(xué)生實習(xí)所承擔(dān)或接觸項目的子系統(tǒng)項目來進行，利用所學(xué)的知識，就一個產(chǎn)品項目完成構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行等全過程的訓(xùn)練。

2.工程訓(xùn)練平臺運行的生態(tài)環(huán)境保障研究

工程訓(xùn)練中心是平臺項目“構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行”的主要依托載體，保障工程訓(xùn)練平臺的良性運行，須從硬件上和軟件上對工程訓(xùn)練中心進行建設(shè)。

硬件上：一是將相近學(xué)科的實驗室“聯(lián)合共建”，重視實驗設(shè)備的更新和維護。二是開放實驗室及訓(xùn)練項目，培養(yǎng)學(xué)生的興趣，增加學(xué)生實踐機會，讓學(xué)生建立主動的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，使學(xué)生從“聽中學(xué)”轉(zhuǎn)向“做中學(xué)”。三是建立仿真實驗平臺，為區(qū)域工程專業(yè)人才的訓(xùn)練提供場所，整合、利用和拓展平臺功能；四是要加強對外交流合作,與國內(nèi)外優(yōu)秀企業(yè)積極開展產(chǎn)學(xué)研合作，將平臺中心建設(shè)成為企業(yè)工程實踐教育中心。

軟件上：一是研究保障學(xué)校、企業(yè)、平臺之間良性運行的分工機制、協(xié)作機制、激勵機制和資源互補機制。二是擴大社會影響，吸引政府財政投入、企業(yè)投入和其它社會力量投入，并制定激勵措施不斷提高教師的工程實踐能力和教學(xué)水平。三是開發(fā)最新技術(shù)項目，項目來源上可以從行業(yè)最新科技競賽項目和對口企業(yè)最新開發(fā)項目上著手。

3.工程訓(xùn)練評價體系研究

借鑒CDIO的教學(xué)模式，學(xué)業(yè)評價方面可以包含理論知識的筆試、學(xué)生作品的評價（重點考核）、報告撰寫的質(zhì)量、設(shè)計過程的投入度、與小組成員合作的良好情況、成果的自我評價與宣傳、面向教師、學(xué)生的答辯水平等，以及各項因素的權(quán)重研究；教師評價方面，對教師的考核以評價工程項目的設(shè)計、產(chǎn)學(xué)研合作和技術(shù)服務(wù)為主，職稱認(rèn)定時要有一定的工程實踐經(jīng)歷。

[1]王旃,韋巍，姚纓英.CDIO漸進應(yīng)用模式的關(guān)鍵管理變量研究[J].高等工程教育研究,2013(5).

[2]吳波,隋金玲,劉華,李合增,張劍鋒,陳琪,黃艷芳.“校企聯(lián)合、資源共享”的“工程訓(xùn)練”課程建設(shè)與實踐[J].中國大學(xué)教學(xué),2013(5).

[3]J．Bankel，K．F．Berggren,K．Blom，et al.The CDIO Syllabus-A Comparative Study of Expected Student Proficiency [J].European Journal of Engineering Education, 2003,28(3):1-26．

[4]馬鵬舉,王亮,胡殿明.構(gòu)建多學(xué)科交叉的現(xiàn)代工程訓(xùn)練平臺[J].高等工程教育研究,2009(5).

（編輯:王天鵬）

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1673-8454（2015）01-0088-02

*項目支持：2014年度湖南省教育科學(xué)規(guī)劃課題階段性成果“基于CDIO工程教育模式的電子信息類工程訓(xùn)練平臺的研究與設(shè)計”（課題編號：XJK014CGD085）。