基于CDIO的計算機控制及組態(tài)技術(shù)課程教學改革與實踐

盧蔚瑤，蔣元星

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基于CDIO的計算機控制及組態(tài)技術(shù)課程教學改革與實踐

盧蔚瑤[1]，蔣元星

（浙江同濟科技職業(yè)學院 機電系，浙江 杭州 311231）

為了改善課程教學狀況，從項目的選擇、組織和開展及綜合評價方案等方面，闡述了基于CDIO理念的課程項目化教學改革．通過遵循工程項目生命周期的課程項目化教學改革，學生的理論知識更扎實，動手能力、人際交往能力、團隊合作能力及工程系統(tǒng)能力得到有效提高．

CDIO；工程教育；計算機控制及組態(tài)技術(shù)

CDIO工程教育模式是近年來國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，代表先進的教育方法[1]．CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），CDIO工程教育理念倡導以項目任務為載體，以團隊協(xié)作“學中做、做中學”的方式，培養(yǎng)學生的綜合能力，注重知識傳授、素質(zhì)提高和能力培養(yǎng)的協(xié)調(diào)發(fā)展[2-5]．

計算機控制及組態(tài)技術(shù)是電氣自動化技術(shù)專業(yè)綜合能力平臺核心課程，主要培養(yǎng)學生應用組態(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行計算機控制系統(tǒng)集成的能力，使學生掌握計算機控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試的知識、技能、方法和技巧．分析目前的教學模式和教學效果，教學狀況中存在比較突出的問題有：

（1）高職高專學生普遍理論基礎(chǔ)薄弱，缺少良好的學習習慣，學習的主動性和積極性不強，但大部分學生對專業(yè)學習興趣較高，希望能學好職業(yè)技能，未來能找到一個好的職業(yè)崗位．

（2）課程缺乏先進的教學理念指導，課程教學內(nèi)容設(shè)計系統(tǒng)性不強，理論和實踐教學融合度不高，學生缺乏對工程項目的系統(tǒng)認識和分析，不利于快速地融入企業(yè)實際工程項目[6]．

（3）由于長期的應試教育，學生習慣了被動接受和按部就搬，缺乏創(chuàng)新意識和創(chuàng)新的思維．

（4）學生普遍個人意識比較強，缺乏有效的溝通能力和團隊精神．

針對這些問題，課程改革汲取了CDIO工程教育理念以工程項目（包括產(chǎn)品、生產(chǎn)流程和系統(tǒng)）從基本構(gòu)想、設(shè)計、研制實現(xiàn)直到實際運行的完整開發(fā)過程為載體，建立一體化的相互支撐和有機聯(lián)系的項目體系，讓學生以主動的、實踐的方式學習工程[7]，提高學生的專業(yè)能力和社會能力，從而提高其就業(yè)能力，實現(xiàn)其對職業(yè)崗位的需求．

1 基于CDIO理念的課程教學改革

以項目為主線組織教學，注重項目訓練的完整性，突出團隊意識的培養(yǎng)，強調(diào)應用所學知識解決工程實際問題能力的訓練，鼓勵和培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識．通過課程綜合評價方案和詳盡的項目考核內(nèi)容考核學生知識掌握程度，系統(tǒng)的構(gòu)建能力、團隊交流和合作能力及創(chuàng)新能力．

1.1 課程項目的選擇

課程內(nèi)容分為兩大模塊（見表1），即課內(nèi)主導模塊（課程導入+5個項目）和課外學生拓展模塊（4個項目）．由表1可以看出，課內(nèi)主導模塊項目根據(jù)課程核心知識點由淺入深進行優(yōu)化排列，項目由簡單到復雜，控制量由少到多；系統(tǒng)的類型從直接控制系統(tǒng)、小型集散控制系統(tǒng)到現(xiàn)場總線系統(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)場總線等．課外拓展模塊各項目是課內(nèi)能力訓練的強化與拓展．另外，綜合評價方案中會具體闡述考核項目的選?。?/p>

根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標，教學項目主要取材于企業(yè)自動化系統(tǒng)的典型案例及校企合作項目，充分利用校內(nèi)各綜合實訓室資源，具有較強的操作性．

1.2 項目的組織和開展

課內(nèi)主導模塊項目中，教師為項目的主持人和知識的傳授者，在項目開展過程中提供講解、分析和指導，學生通過學習、討論和技能訓練實現(xiàn)項目任務和目標．而課外學生拓展模塊項目中，學生為項目主持人，由學生自主選擇項目，組織團隊并開展實施，教師為項目導師，只提供指導性意見，并參與評價和考核．課外拓展項目更能培養(yǎng)和體現(xiàn)學生的工程實踐能力、團隊交流和合作能力及創(chuàng)造性．因此，這一模塊項目在課程考核中所占的比重也相對較大．

每個項目按照“項目了解、需求分析→方案設(shè)計→硬件集成→流程圖繪制→人機界面組態(tài)→輸入、輸出控制編程→安裝調(diào)試→評價驗收→技術(shù)資料編寫”這一企業(yè)開發(fā)系統(tǒng)或者產(chǎn)品的實際流程開展．總結(jié)項目開展過程見表2，每個項目按照一個系統(tǒng)從基本構(gòu)想、設(shè)計、研制實現(xiàn)直到實際運行的完整開發(fā)過程進行．通過這些項目訓練將整個課程系統(tǒng)地、有機地結(jié)合起來，讓學生通過實踐案例的“整體、連續(xù)”運行過程，提高其專業(yè)能力、方法能力和社會能力[8-9]，實現(xiàn)知識、素質(zhì)和能力的統(tǒng)一[10]．

2 綜合評價方案

課程教學各項目既有聯(lián)系又相對獨立，每個項目結(jié)束均填寫項目考核評價表（見表3），項目考核評價中，考核要點主要包括構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行４個階段的知識、能力要求及通過項目訓練所要培養(yǎng)的素質(zhì)要求．

課程總共9個項目中（見表1），取課內(nèi)5項中單項分數(shù)最高的項目4項（每項占總分的10%，共占總分40%）加課外拓展可選3項（每項根據(jù)難易程度占總分分值比例各有不同，共占總分60%），共7個項目成績按比例構(gòu)成最終的課程總評分．考評時由每組隊長組成一個考評小組，每個項目成績由考評小組評價（30%）和教師評價（70%）結(jié)合進行評分．

評價方案中，考評項目的可選性和考核小組的加入，增加了作為項目主體的學生的選擇權(quán)和決定權(quán)，自實施以來，學生的主動性和積極性明顯提高．通過7個項目按不同比重分配比例構(gòu)成課程最終成績的方式，對學生學習效果的判定具有更高的可行度和可靠性．同時也對學生學習起到鞭策和監(jiān)督的作用，有利于教學效果的提高和教學目標的落實．

表3 項目評價表

3 結(jié)語

基于CDIO 理念的計算機控制及組態(tài)技術(shù)課程教學改革在自動化專業(yè)經(jīng)過１年的實踐，許多學生的理論知識掌握扎實，動手能力、人際交往能力、團隊合作能力及工程系統(tǒng)能力得到有效提高．當然，項目設(shè)置和考核評價上，尚需結(jié)合課程培養(yǎng)目標和項目實施情況，適當調(diào)整或者補充，不斷完善改革的內(nèi)容，激發(fā)學生學習的熱情并真正成為德才兼?zhèn)?，企業(yè)用得上的專業(yè)人才．

[1] 顧佩華，陸小華，沈民奮．CDIO大綱與標準[M]．汕頭：汕頭大學出版社，2008：1-2

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

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

[4] 李小霞，花勇，劉奎武．基于CDIO的自動線安裝與調(diào)試課程的教學改革與實踐[J]．中國現(xiàn)代教育裝備，2014（23）：106，108

[5] 顧學雍．聯(lián)結(jié)理論與實踐的CDIO——清華大學創(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)教學模式改革中的應用[J]．南京工程學院學報：社會科學版，2010（3）：65-68

[7] 張文碩，張有志．高職教育引入CDIO 的探討[J]．揚州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報，2011，8（2）：33-35

[8] 丁惠忠．基于CDIO 理念的電氣自動化技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)模式改革[J]．沙洲職業(yè)工學院學報，2013，16（2）： 44-47

[9] 姚慶文，丁輝．高職實施“CDIO”模式的研究[J]．常州輕工職業(yè)技術(shù)學院學報，2011（3）：21-22

[10] 夏長鳳．基于CDIO 電氣自動化專業(yè)人才培養(yǎng)模式的研究[J]．廣東交通職業(yè)技術(shù)學院學報，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目（Y201432354）

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

1007-9831（2016）04-0070-04