CDIO的工程教育實(shí)踐綜述范文
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該教育模式是以產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施和運(yùn)行全生命周期為背景的教育理念為載體，以CDIO教學(xué)大綱和12標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間具有有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)，獲取工程能力。CDIO工程教學(xué)模式的主要特色在于它創(chuàng)造了能夠深化技術(shù)基礎(chǔ)和實(shí)際能力的學(xué)習(xí)經(jīng)驗。采用現(xiàn)代教學(xué)方法、創(chuàng)新教學(xué)模式和新的學(xué)習(xí)環(huán)境為學(xué)生提供接近工程實(shí)際的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，這些具體的學(xué)習(xí)經(jīng)驗創(chuàng)建了一個與技術(shù)基礎(chǔ)相關(guān)的學(xué)習(xí)抽象概念的認(rèn)知框架，并為學(xué)生提供有助于理解和記憶這些抽象概念的實(shí)際應(yīng)用機(jī)會，由此提供掌握深厚基礎(chǔ)知識的途徑。
二、“自動控制理論”課程教學(xué)改革
1.重新設(shè)計教學(xué)模式
根據(jù)“自動控制理論”課程特點(diǎn)，運(yùn)用CDIO工程教育理念，堅持以學(xué)生為本，建立知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)體系，將系統(tǒng)的構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施和運(yùn)行貫穿整個教學(xué)過程，對“自動控制理論”的教學(xué)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)活動及組織形式等進(jìn)行全方位思考與設(shè)計，形成基于CDIO的“自動控制理論”課程教學(xué)模式，如表。
2.強(qiáng)化工程實(shí)踐能力培養(yǎng)
為了加強(qiáng)“自動控制理論”課程工程實(shí)踐能力的培養(yǎng)，在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上，融合項目教學(xué)、虛擬仿真和案例分析等方法，讓學(xué)生在模擬工程實(shí)踐的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)。
（1）項目教學(xué)。基于項目的教學(xué)是建立在具體問題的基礎(chǔ)上來尋找解決問題的辦法。為了踐行CDIO工程教育理念，依托項目以3~5名學(xué)生為一組，教師采用點(diǎn)撥方式或共同探究的方式進(jìn)行指導(dǎo)。具體實(shí)施步驟如下：1）構(gòu)思（C）。通過加深學(xué)生對自動控制系統(tǒng)的使命、需求、功能、技術(shù)和構(gòu)建等概念設(shè)計的理解，其主要形式是要求學(xué)生對控制系統(tǒng)進(jìn)行分析、思考，形成對控制系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的基本感性認(rèn)識，加深對控制系統(tǒng)基本分析和設(shè)計方法的理解。2）設(shè)計（D）。要求學(xué)生使用控制方法，完成自動控制系統(tǒng)的需求定位、模型開發(fā)、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)架構(gòu)等。通過實(shí)踐，使學(xué)生掌握自動控制系統(tǒng)工程的基本原理、方法、技術(shù)、工具，并能夠在實(shí)際中應(yīng)用。3）實(shí)現(xiàn)（I）。將設(shè)計成果加以實(shí)現(xiàn)，著力培養(yǎng)學(xué)生的務(wù)實(shí)精神、工程能力和團(tuán)隊精神。4）運(yùn)行（O）。每個小組對所開發(fā)的控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用，并建立相應(yīng)的應(yīng)用、營銷和服務(wù)渠道。實(shí)在難以在實(shí)際應(yīng)用的要求建立模擬實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，實(shí)施模擬應(yīng)用。運(yùn)行主要目的是讓學(xué)生了解市場，培養(yǎng)學(xué)生的務(wù)實(shí)精神和實(shí)際工作能力。
（2）虛擬仿真。虛擬仿真，就是用一個系統(tǒng)模仿另一個真實(shí)系統(tǒng)的技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)的引入，將使控制系統(tǒng)設(shè)計的手段和思想發(fā)生質(zhì)的飛躍，更加符合現(xiàn)代社會發(fā)展的需要。采用虛擬仿真能夠使學(xué)生在一個比實(shí)際情況更安全的環(huán)境中提高工程實(shí)踐能力，可以說在“自動控制理論”課程中應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)是可行且必要的。
（3）案例學(xué)習(xí)。案例學(xué)習(xí)可以提供很多關(guān)于實(shí)際工程的具體經(jīng)驗，一個典型案例還可以提供詳細(xì)的背景內(nèi)容。通過討論案例，學(xué)生能夠親自體驗系統(tǒng)或產(chǎn)品的CDIO過程，并參與疑問的解答，提高了學(xué)生的思考和決策能力。
3.考核方式多元化
傳統(tǒng)“自動控制理論”課程考核方式筆試偏重理論知識考核，難以考察對實(shí)際自動控制系統(tǒng)的設(shè)計、分析和建造等工程實(shí)踐能力。針對本課程注重工程實(shí)踐性、創(chuàng)新性和應(yīng)用技能培養(yǎng)的要求，改革單一的考核方式，綜合學(xué)生在知識、創(chuàng)新、應(yīng)用等多方面能力，采用筆試、課堂互動、實(shí)驗操作、項目開發(fā)等多元化考核方式。多元化考核方法不僅促使學(xué)生重視課堂知識的掌握，還重視知識的工程應(yīng)用與創(chuàng)新，有效地提高了教學(xué)水平和教學(xué)質(zhì)量。
三、總結(jié)
CDIO工程教育模式的核心是培養(yǎng)學(xué)生的工程素養(yǎng)、工程實(shí)踐能力。“自動控制理論”課程作為工程背景較強(qiáng)的課程，只有掌握堅實(shí)的理論基礎(chǔ)，具備嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ掏评砗徒鉀Q問題的能力，才能在后續(xù)課程中熟練地運(yùn)用自控理論知識解決工程實(shí)際問題，并為往后能在工作崗位上靈活運(yùn)用所學(xué)知識打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。
作者：趙磊施云貴郭一軍 單位：黃山學(xué)院機(jī)電與信息工程學(xué)院黃山學(xué)院機(jī)電與信息工程學(xué)院