閆俊紅 李忠虎

內(nèi)蒙古科技大學信息工程學院 內(nèi)蒙古包頭 014010

新工科可以廣義理解為新的工科專業(yè)和工科專業(yè)的新要求，新工科建設是一項涉及面廣、影響面寬、具有中國特色的復雜系統(tǒng)工程，對中國高等教育的改革和發(fā)展具有引領和示范作用[1]。CDIO是由美國麻省理工學院提出的工程技術人才創(chuàng)新培養(yǎng)模式[2,3]，是工程教育認證的重要成果，是新工科建設滿足行業(yè)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要最重要、最核心的任務。CDIO以學生為中心按照能力增長進行培養(yǎng)，目前有上百所大學探索并實施以CDIO理念為基礎的人才培養(yǎng)模式改革，取得了良好的效果[4,5]，為我校測控技術與儀器專業(yè)建設、課程教學改革及學生綜合能力提升起到了良好的啟示作用。

我校測控技術與儀器專業(yè)始建于1993年，1996年開始招收本科生。現(xiàn)已經(jīng)招收本科生21屆，共計1 900多人，已畢業(yè)17屆，共計1 500多人。本專業(yè)2009年被評為內(nèi)蒙古自治區(qū)品牌專業(yè)，一級學科儀器科學與技術2010年度被評為校級重點建設學科。經(jīng)過多年建設，本專業(yè)已經(jīng)形成穩(wěn)定的學科研究方向。在長期的教學研究實踐中，本專業(yè)立足內(nèi)蒙古自治區(qū)，面向全國人才需求，結(jié)合我校辦學特色，根據(jù)CDIO人才培養(yǎng)模式，對學生綜合素質(zhì)提升進行研究與實踐，取得了一定的經(jīng)驗和成效。

1 基于CDIO的測控專業(yè)教學改革

1.1 基于CDIO的測控專業(yè)人才培養(yǎng)模式

我校測控技術與儀器專業(yè)立足內(nèi)蒙古自治區(qū)，面向全國，圍繞測控技術與儀器儀表領域的研發(fā)、制造及工程應用需求，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展，基礎扎實，具有創(chuàng)新意識、自主學習能力、實踐能力和團隊合作精神，可從事傳感器與檢測技術、自動化儀表與系統(tǒng)、智能儀器儀表及計算機測控系統(tǒng)等方面工作的高素質(zhì)應用型人才。

在新工科建設背景下，針對地區(qū)經(jīng)濟特色和行業(yè)人才需求，在國際先進的CDIO工程教育人才培養(yǎng)理念的指引下，本專業(yè)以學生為主體，對當前測控專業(yè)人才培養(yǎng)目標及培養(yǎng)模式進行改革，采取知識與能力協(xié)調(diào)發(fā)展的測控專業(yè)人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu)，按照不同的工程背景，以具體的工程案例為基礎，培養(yǎng)學生解決復雜工程問題的能力以及對非技術因素的處理能力，滿足社會對測控技術與儀器專業(yè)工程人才的需求，構(gòu)建測控專業(yè)全方位、動態(tài)、閉合的立體化人才培養(yǎng)新模式。

1.2 測控專業(yè)教學改革

根據(jù)工程教育認證要求，運用構(gòu)思、設計、實現(xiàn)和運作的CDIO工程教育人才培養(yǎng)理念，本專業(yè)在教學模式、教學方法、教學內(nèi)容、教學評價、學生考核方式等方面進行了改革與探索，并取得了一定成效。

針對目前教學中以教師講授為主，師生互動較少所造成的學生在分析及解決問題方面存在的能力欠缺，提出將“以教師為中心”轉(zhuǎn)換為“以學生為中心”，在教學過程中通過教學組織形式和教學內(nèi)容的設計提高學生的學習興趣與參與度，真正做到以學生為中心，以產(chǎn)出為導向，提升學生的綜合能力。改革教學模式與教學方法，注重提高學生的學習興趣和學習參與度，發(fā)揮學生的自主學習意識，注重學習效果和能力培養(yǎng)。通過研究性學習、專題式討論、小組式學習、挑戰(zhàn)性學習等方式提高學生學習的參與度；通過共享優(yōu)質(zhì)在線教育資源，實施混合式教學方式等提高教學效果；通過以能力為導向的教學設計，并輔以過程性評價提高學生的綜合能力，以閉環(huán)反饋模式促進學生能力培養(yǎng)的螺旋式上升。

2 測控專業(yè)學生綜合能力提升實踐

2.1 以課程群夯實專業(yè)能力

本專業(yè)根據(jù)專業(yè)辦學特色，根據(jù)課程屬性及先后支撐關系以“群”的形式組織課程，構(gòu)建檢測技術及智能系統(tǒng)、過程參數(shù)檢測與控制兩個課程群。利用課程群對課程體系和教學內(nèi)容進行了改革，通過測控專業(yè)導論課程，引導學生對自動化儀表及測控儀器產(chǎn)生興趣，并重點講授自動化儀表與測控儀器的入門知識以及各種設計方法等。通過核心專業(yè)課、專業(yè)課與特色選修課的有機結(jié)合，優(yōu)化課程體系結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，并對高等數(shù)學、物理、英語等公共課程提出了具體要求。

課程群建設通過CDIO理念精心策劃項目，根據(jù)項目的規(guī)模和范圍將項目分為兩類：一類為包括核心課程和綜合能力要求的項目，一類為單門課程知識和能力的項目。通過項目的設計與實施引導學生對專業(yè)核心課程產(chǎn)生學習興趣、增強學習效果，使知識學習與能力應用相互促進，最終達到培養(yǎng)目標。

以檢測技術及智能系統(tǒng)課程群為例進行說明，課程群建設以測控專業(yè)導論為指導思想，針對測控領域的復雜工程問題，以電路原理、模擬電子技術、數(shù)字電子技術、微型計算機技術、自動化工程軟件等課程為實現(xiàn)方法，完成以傳感器原理、過程檢測技術及儀表、智能儀表等專業(yè)課為支撐的智能儀表綜合訓練項目。通過專業(yè)基礎課程、專業(yè)課程在縱向梯度上的融合，實現(xiàn)學生專業(yè)能力的有效提升。檢測技術與智能系統(tǒng)課程群如圖1所示。

圖1 檢測技術及智能系統(tǒng)課程群

智能儀表綜合訓練是課程群中的核心課程，強調(diào)“做中學”，項目的設置要求具有較強的綜合性，涵蓋社會、經(jīng)濟、企業(yè)和團隊等核心能力的培養(yǎng)。智能儀表綜合訓練采用4～5人一組，每組一題的分組方式，小組長由組員選舉產(chǎn)生，在項目的方案論證階段需要通過市場調(diào)研的方式對傳感器、控制系統(tǒng)等加深理解，提高分析問題、解決問題的能力。在項目的執(zhí)行過程中對項目進行管理，通過小組活動組織運行團隊，培養(yǎng)學生領導力、執(zhí)行力、協(xié)作能力以及團隊精神等，使學生體會構(gòu)思、設計、運行、實現(xiàn)4個層次，提升學生專業(yè)能力。在項目指導運行過程中，導師的指導方式需要根據(jù)每位學生的能力層次進行有針對性的指導，例如對于能力較強的學生要以學生為主進行研究型訓練，而對于能力較弱的學生需詳細指導，確保項目推進的質(zhì)量和有效性，保證每位學tg 綜合能力的提升。

2.2 提升工程能力

為了提高學生的工程實踐能力，根據(jù)能力層次遞進原則對實踐環(huán)節(jié)進行設計。第一層次是合理配置實踐教學環(huán)節(jié)，將實踐教學環(huán)節(jié)設置為基礎實踐部分、綜合實踐部分和社會實踐部分，構(gòu)建了以實踐應用能力和綜合素質(zhì)培養(yǎng)為主體的工程實踐培養(yǎng)體系。根據(jù)信息獲取、信息處理和信息應用的邏輯設置實踐環(huán)節(jié)，其中基礎實踐部分包括獨立開設的實驗、理論課的課內(nèi)實驗和實訓等，綜合實踐部分包括獨立設置課程設計、綜合課程設計、學科競賽以及科技活動等，社會實踐部分包括工程教育、生產(chǎn)實習、畢業(yè)實習、頂崗實踐、工程實踐和畢業(yè)設計等。根據(jù)學生能力培養(yǎng)質(zhì)量及效果，循序漸進地改進實踐教學方法以及內(nèi)容。

第二層次是為了培養(yǎng)學生的工程實踐能力，加強校內(nèi)外實習基地及校企合作實驗室建設，建立滿足培養(yǎng)要求的實習基地，滿足產(chǎn)學研要求，使學生提早進入角色，接觸實踐，為專業(yè)實習及頂崗實踐奠定堅實的基礎。本專業(yè)加強與上海寶鋼集團、包鋼集團、一機集團、北重集團等現(xiàn)有實習基地的聯(lián)系，積極拓展其他地域的專業(yè)實習基地；積極探索與行業(yè)內(nèi)著名企業(yè)進行合作實驗室建設，引進先進的測試儀器及實驗設備，為學生提供良好的實驗和實踐平臺，提升學生的工程實踐能力。

2.3 提升創(chuàng)新能力

本專業(yè)對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)與提升強調(diào)因材施教、分類培養(yǎng)。通過組織形式多樣的科技創(chuàng)新活動和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)競賽等，全過程營造創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育氛圍，全方位推動創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)教育深層次融入整個專業(yè)教育。具體通過兩個層次實現(xiàn)學生創(chuàng)新能力的提升，兩個層次相結(jié)合，達到提升學生創(chuàng)新能力的目標。

第一層次，為了全面體現(xiàn)以學生為中心的培養(yǎng)理念，以專業(yè)全體學生為對象，通過學習興趣對學生進行分類，廣泛開展創(chuàng)新學習小組，通過興趣引導使學生主動學習創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)知識，同時配合創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)指導教師制度，對學生各階段的學習過程進行有效指導，達到學生創(chuàng)新能力提高的目標。在具體的指導過程中，專業(yè)教師對創(chuàng)新實踐項目進行命題，題目來源于科研項目或?qū)嶋H科技創(chuàng)新比賽，通過招募不同年級的學生形成興趣小組，在題目設計及實施過程中，指導教師通過輔導答疑等方式引導學生，并定期進行展示及答辯，確保培養(yǎng)效果，實現(xiàn)興趣的培養(yǎng)和創(chuàng)新能力的提升。

第二層次，在廣泛培養(yǎng)全體學生學習興趣及創(chuàng)新意識的基礎上，因材施教，引導并鼓勵優(yōu)秀學生及成熟項目參加各級各類國家級和省部級創(chuàng)新競賽，引導學生有意識、有計劃地自主培養(yǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，發(fā)揮學生的主觀能動性，對其他學生起到良好的引領示范作用，對全體學生創(chuàng)新能力的提升起到良好的促進作用。

3 實施效果

我校測控專業(yè)在新工科建設的引領下，以CDIO工程教育理念為指導，對學生綜合能力提升進行了深入的研究與實踐，以學生為中心，調(diào)動學生的積極性和主觀能動性，培養(yǎng)了學生的工程能力和創(chuàng)新能力，提升了學生的綜合素質(zhì)。近年來，測控專業(yè)學生積極參加“挑戰(zhàn)杯”、電子設計大賽、飛思卡爾大賽、機器人大賽等賽事，取得了較好的成績；學生考研率均有大幅度提升；畢業(yè)生調(diào)查反饋中顯示用人單位對畢業(yè)生的滿意度較高，實現(xiàn)了創(chuàng)新能力強、適應社會發(fā)展需求的測控領域高級應用型人才的培養(yǎng)目標。