盧蔚瑤，蔣元星

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基于CDIO的計(jì)算機(jī)控制及組態(tài)技術(shù)課程教學(xué)改革與實(shí)踐

盧蔚瑤[1]，蔣元星

（浙江同濟(jì)科技職業(yè)學(xué)院 機(jī)電系，浙江 杭州 311231）

為了改善課程教學(xué)狀況，從項(xiàng)目的選擇、組織和開(kāi)展及綜合評(píng)價(jià)方案等方面，闡述了基于CDIO理念的課程項(xiàng)目化教學(xué)改革．通過(guò)遵循工程項(xiàng)目生命周期的課程項(xiàng)目化教學(xué)改革，學(xué)生的理論知識(shí)更扎實(shí)，動(dòng)手能力、人際交往能力、團(tuán)隊(duì)合作能力及工程系統(tǒng)能力得到有效提高．

CDIO；工程教育；計(jì)算機(jī)控制及組態(tài)技術(shù)

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的新成果，此模式符合工程人員培養(yǎng)的規(guī)律，代表先進(jìn)的教育方法[1]．CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），CDIO工程教育理念倡導(dǎo)以項(xiàng)目任務(wù)為載體，以團(tuán)隊(duì)協(xié)作“學(xué)中做、做中學(xué)”的方式，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，注重知識(shí)傳授、素質(zhì)提高和能力培養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展[2-5]．

計(jì)算機(jī)控制及組態(tài)技術(shù)是電氣自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)綜合能力平臺(tái)核心課程，主要培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用組態(tài)軟件、PLC、智能儀器、數(shù)據(jù)模塊、變頻器和傳感變送器等進(jìn)行計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)集成的能力，使學(xué)生掌握計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試的知識(shí)、技能、方法和技巧．分析目前的教學(xué)模式和教學(xué)效果，教學(xué)狀況中存在比較突出的問(wèn)題有：

（1）高職高專(zhuān)學(xué)生普遍理論基礎(chǔ)薄弱，缺少良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性不強(qiáng)，但大部分學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)興趣較高，希望能學(xué)好職業(yè)技能，未來(lái)能找到一個(gè)好的職業(yè)崗位．

（2）課程缺乏先進(jìn)的教學(xué)理念指導(dǎo)，課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)系統(tǒng)性不強(qiáng)，理論和實(shí)踐教學(xué)融合度不高，學(xué)生缺乏對(duì)工程項(xiàng)目的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和分析，不利于快速地融入企業(yè)實(shí)際工程項(xiàng)目[6]．

（3）由于長(zhǎng)期的應(yīng)試教育，學(xué)生習(xí)慣了被動(dòng)接受和按部就搬，缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新的思維．

（4）學(xué)生普遍個(gè)人意識(shí)比較強(qiáng)，缺乏有效的溝通能力和團(tuán)隊(duì)精神．

針對(duì)這些問(wèn)題，課程改革汲取了CDIO工程教育理念以工程項(xiàng)目（包括產(chǎn)品、生產(chǎn)流程和系統(tǒng)）從基本構(gòu)想、設(shè)計(jì)、研制實(shí)現(xiàn)直到實(shí)際運(yùn)行的完整開(kāi)發(fā)過(guò)程為載體，建立一體化的相互支撐和有機(jī)聯(lián)系的項(xiàng)目體系，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的方式學(xué)習(xí)工程[7]，提高學(xué)生的專(zhuān)業(yè)能力和社會(huì)能力，從而提高其就業(yè)能力，實(shí)現(xiàn)其對(duì)職業(yè)崗位的需求．

1 基于CDIO理念的課程教學(xué)改革

以項(xiàng)目為主線(xiàn)組織教學(xué)，注重項(xiàng)目訓(xùn)練的完整性，突出團(tuán)隊(duì)意識(shí)的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題能力的訓(xùn)練，鼓勵(lì)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)．通過(guò)課程綜合評(píng)價(jià)方案和詳盡的項(xiàng)目考核內(nèi)容考核學(xué)生知識(shí)掌握程度，系統(tǒng)的構(gòu)建能力、團(tuán)隊(duì)交流和合作能力及創(chuàng)新能力．

1.1 課程項(xiàng)目的選擇

課程內(nèi)容分為兩大模塊（見(jiàn)表1），即課內(nèi)主導(dǎo)模塊（課程導(dǎo)入+5個(gè)項(xiàng)目）和課外學(xué)生拓展模塊（4個(gè)項(xiàng)目）．由表1可以看出，課內(nèi)主導(dǎo)模塊項(xiàng)目根據(jù)課程核心知識(shí)點(diǎn)由淺入深進(jìn)行優(yōu)化排列，項(xiàng)目由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，控制量由少到多；系統(tǒng)的類(lèi)型從直接控制系統(tǒng)、小型集散控制系統(tǒng)到現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集的方式有基于板卡的、智能儀器串口通信、PLC、智能模塊和混合現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)等．課外拓展模塊各項(xiàng)目是課內(nèi)能力訓(xùn)練的強(qiáng)化與拓展．另外，綜合評(píng)價(jià)方案中會(huì)具體闡述考核項(xiàng)目的選取．

根據(jù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，教學(xué)項(xiàng)目主要取材于企業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的典型案例及校企合作項(xiàng)目，充分利用校內(nèi)各綜合實(shí)訓(xùn)室資源，具有較強(qiáng)的操作性．

1.2 項(xiàng)目的組織和開(kāi)展

課內(nèi)主導(dǎo)模塊項(xiàng)目中，教師為項(xiàng)目的主持人和知識(shí)的傳授者，在項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中提供講解、分析和指導(dǎo)，學(xué)生通過(guò)學(xué)習(xí)、討論和技能訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目任務(wù)和目標(biāo)．而課外學(xué)生拓展模塊項(xiàng)目中，學(xué)生為項(xiàng)目主持人，由學(xué)生自主選擇項(xiàng)目，組織團(tuán)隊(duì)并開(kāi)展實(shí)施，教師為項(xiàng)目導(dǎo)師，只提供指導(dǎo)性意見(jiàn)，并參與評(píng)價(jià)和考核．課外拓展項(xiàng)目更能培養(yǎng)和體現(xiàn)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)交流和合作能力及創(chuàng)造性．因此，這一模塊項(xiàng)目在課程考核中所占的比重也相對(duì)較大．

每個(gè)項(xiàng)目按照“項(xiàng)目了解、需求分析→方案設(shè)計(jì)→硬件集成→流程圖繪制→人機(jī)界面組態(tài)→輸入、輸出控制編程→安裝調(diào)試→評(píng)價(jià)驗(yàn)收→技術(shù)資料編寫(xiě)”這一企業(yè)開(kāi)發(fā)系統(tǒng)或者產(chǎn)品的實(shí)際流程開(kāi)展．總結(jié)項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程見(jiàn)表2，每個(gè)項(xiàng)目按照一個(gè)系統(tǒng)從基本構(gòu)想、設(shè)計(jì)、研制實(shí)現(xiàn)直到實(shí)際運(yùn)行的完整開(kāi)發(fā)過(guò)程進(jìn)行．通過(guò)這些項(xiàng)目訓(xùn)練將整個(gè)課程系統(tǒng)地、有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)踐案例的“整體、連續(xù)”運(yùn)行過(guò)程，提高其專(zhuān)業(yè)能力、方法能力和社會(huì)能力[8-9]，實(shí)現(xiàn)知識(shí)、素質(zhì)和能力的統(tǒng)一[10]．

2 綜合評(píng)價(jià)方案

課程教學(xué)各項(xiàng)目既有聯(lián)系又相對(duì)獨(dú)立，每個(gè)項(xiàng)目結(jié)束均填寫(xiě)項(xiàng)目考核評(píng)價(jià)表（見(jiàn)表3），項(xiàng)目考核評(píng)價(jià)中，考核要點(diǎn)主要包括構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行４個(gè)階段的知識(shí)、能力要求及通過(guò)項(xiàng)目訓(xùn)練所要培養(yǎng)的素質(zhì)要求．

課程總共9個(gè)項(xiàng)目中（見(jiàn)表1），取課內(nèi)5項(xiàng)中單項(xiàng)分?jǐn)?shù)最高的項(xiàng)目4項(xiàng)（每項(xiàng)占總分的10%，共占總分40%）加課外拓展可選3項(xiàng)（每項(xiàng)根據(jù)難易程度占總分分值比例各有不同，共占總分60%），共7個(gè)項(xiàng)目成績(jī)按比例構(gòu)成最終的課程總評(píng)分．考評(píng)時(shí)由每組隊(duì)長(zhǎng)組成一個(gè)考評(píng)小組，每個(gè)項(xiàng)目成績(jī)由考評(píng)小組評(píng)價(jià)（30%）和教師評(píng)價(jià)（70%）結(jié)合進(jìn)行評(píng)分．

評(píng)價(jià)方案中，考評(píng)項(xiàng)目的可選性和考核小組的加入，增加了作為項(xiàng)目主體的學(xué)生的選擇權(quán)和決定權(quán)，自實(shí)施以來(lái)，學(xué)生的主動(dòng)性和積極性明顯提高．通過(guò)7個(gè)項(xiàng)目按不同比重分配比例構(gòu)成課程最終成績(jī)的方式，對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)效果的判定具有更高的可行度和可靠性．同時(shí)也對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)起到鞭策和監(jiān)督的作用，有利于教學(xué)效果的提高和教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)．

表3 項(xiàng)目評(píng)價(jià)表

3 結(jié)語(yǔ)

基于CDIO 理念的計(jì)算機(jī)控制及組態(tài)技術(shù)課程教學(xué)改革在自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)經(jīng)過(guò)１年的實(shí)踐，許多學(xué)生的理論知識(shí)掌握扎實(shí)，動(dòng)手能力、人際交往能力、團(tuán)隊(duì)合作能力及工程系統(tǒng)能力得到有效提高．當(dāng)然，項(xiàng)目設(shè)置和考核評(píng)價(jià)上，尚需結(jié)合課程培養(yǎng)目標(biāo)和項(xiàng)目實(shí)施情況，適當(dāng)調(diào)整或者補(bǔ)充，不斷完善改革的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情并真正成為德才兼?zhèn)?，企業(yè)用得上的專(zhuān)業(yè)人才．

[1] 顧佩華，陸小華，沈民奮．CDIO大綱與標(biāo)準(zhǔn)[M]．汕頭：汕頭大學(xué)出版社，2008：1-2

[2] 顧佩華．CDIO在中國(guó)（上）[J]．高等工程教育研究，2012（3）：24-40

[3] 陳解放．“產(chǎn)學(xué)研結(jié)合”與“工學(xué)結(jié)合”解讀[J]．中國(guó)高教研究，2006（12）：34-36

[4] 李小霞，花勇，劉奎武．基于CDIO的自動(dòng)線(xiàn)安裝與調(diào)試課程的教學(xué)改革與實(shí)踐[J]．中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2014（23）：106，108

[5] 顧學(xué)雍．聯(lián)結(jié)理論與實(shí)踐的CDIO——清華大學(xué)創(chuàng)新性工程教育的探索[J]．高等工程教育研究，2009（1）：11-23

[6] 楊雪，王玫．CDIO 在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式改革中的應(yīng)用[J]．南京工程學(xué)院學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2010（3）：65-68

[7] 張文碩，張有志．高職教育引入CDIO 的探討[J]．揚(yáng)州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，8（2）：33-35

[8] 丁惠忠．基于CDIO 理念的電氣自動(dòng)化技術(shù)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式改革[J]．沙洲職業(yè)工學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，16（2）： 44-47

[9] 姚慶文，丁輝．高職實(shí)施“CDIO”模式的研究[J]．常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（3）：21-22

[10] 夏長(zhǎng)鳳．基于CDIO 電氣自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究[J]．廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，11（3）：92-96

Reform and practice of computer control and configuration technology based on CDIO

LU Wei-yao，JIANG Yuan-xing

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology，311231，China）

In order to improve the teaching situation，expounds the reform of the curriculum project based on CDIO， including the selection，organization and development of the project，and the comprehensive evaluation program．By following the project life cycle of the course project teaching reform，the students' theoretical knowledge is more solid，practical ability，interpersonal skills，team cooperation ability and engineering system ability has been effectively improved.

CDIO；engineering education；computer control and configuration technology

TP271∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.04.019

2016-03-20

浙江省教育廳科研項(xiàng)目（Y201432354）

盧蔚瑤（1977－），女，浙江東陽(yáng)人，講師，碩士，主要從事電氣自動(dòng)化技術(shù)研究．E-mail：llyw2006@126.com

1007-9831（2016）04-0070-04