張愉

(蘇州市職業(yè)大學(xué)電子信息工程系江蘇蘇州215104)

CDIO項(xiàng)目教學(xué)法在自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程中的應(yīng)用

張愉

(蘇州市職業(yè)大學(xué)電子信息工程系江蘇蘇州215104)

針對(duì)目前高校自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，介紹CDIO項(xiàng)目教學(xué)法在自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程中的應(yīng)用，主要包括具體項(xiàng)目的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行的全過(guò)程。旨在進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量和效果，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、溝通與表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。

自動(dòng)檢測(cè)技術(shù);CDIO;項(xiàng)目教學(xué)法

0 引言

自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程是一門理論與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合的非常緊密的專業(yè)課程。傳統(tǒng)的教學(xué)模式過(guò)于注重定義的解釋、公式的推導(dǎo)、原理的分析等內(nèi)容，缺乏對(duì)傳感器技術(shù)應(yīng)用和分析具體問(wèn)題的講述，學(xué)生普遍存在對(duì)于傳感器的理論知識(shí)掌握較好，但是當(dāng)運(yùn)用傳感器知識(shí)去分析和解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，卻顯得茫然失措、無(wú)從下手，甚至許多學(xué)生在學(xué)完自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程后，感覺(jué)不到傳感器的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此，本文針對(duì)目前高校自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)中存在的問(wèn)題，在進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)時(shí)通過(guò)CDIO項(xiàng)目教學(xué)，使學(xué)生理解和把握課程要求的知識(shí)技能，掌握傳感器的具體應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思想和方法，鍛煉團(tuán)隊(duì)意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力和實(shí)際處理問(wèn)題的能力。

1 CDIO項(xiàng)目教學(xué)法的內(nèi)涵

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果。CDIO代表著構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)與運(yùn)行(Operate)，它以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程［1］。項(xiàng)目教學(xué)法是通過(guò)實(shí)施一個(gè)完整的項(xiàng)目來(lái)達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的方法，與案例教學(xué)法相似［2］，其目的是在教學(xué)中把理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力［3］。項(xiàng)目教學(xué)法由以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，由以課本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊?xiàng)目”為中心，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)際經(jīng)驗(yàn)為中心，其實(shí)在一定程度上就是CDIO教育理念所提倡的在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面上進(jìn)行綜合培養(yǎng)的教學(xué)模式。而基于CDIO理念的項(xiàng)目教學(xué)法就是在項(xiàng)目教學(xué)法的基礎(chǔ)上，按照CDIO教育理念進(jìn)一步深化和系統(tǒng)化，使學(xué)生在掌握專業(yè)知識(shí)的同時(shí)，切實(shí)培養(yǎng)其動(dòng)手能力、綜合創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力［4］。

2 CDIO項(xiàng)目教學(xué)法在自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程中的應(yīng)用

在自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程教學(xué)中，把課程內(nèi)容分成各種項(xiàng)目來(lái)完成。下面以“電阻應(yīng)變式傳感器”為例，探討CDIO項(xiàng)目教學(xué)法在自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程中的應(yīng)用。

2.1 “電阻應(yīng)變式傳感器”項(xiàng)目構(gòu)思階段

本項(xiàng)目主要目的是利用所學(xué)傳感器制作一個(gè)簡(jiǎn)易的電子稱，使得重量的變化能導(dǎo)致電壓相應(yīng)的變化，并能對(duì)特性參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。這個(gè)項(xiàng)目實(shí)際上就是介紹金屬箔式應(yīng)變片傳感器，首先通過(guò)在現(xiàn)實(shí)生活中的電子稱的引入，提起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，起到一個(gè)良好的開(kāi)端。

這個(gè)項(xiàng)目共包含了三個(gè)知識(shí)點(diǎn)，因此可以將此項(xiàng)目分解成三個(gè)獨(dú)立的小項(xiàng)目，如下:

小項(xiàng)目一:什么是電阻的應(yīng)變效應(yīng)。這是本項(xiàng)目的理論基礎(chǔ)，這一知識(shí)點(diǎn)教師可以通過(guò)將金屬絲拉伸后電阻值變化的實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生理解并掌握。

小項(xiàng)目二:測(cè)量轉(zhuǎn)換電路的實(shí)現(xiàn)——不平衡電橋的搭建。這一知識(shí)點(diǎn)解答了怎樣將重量的變化導(dǎo)致電壓變化的原理，是這一項(xiàng)目的重點(diǎn)。結(jié)合小項(xiàng)目一要讓學(xué)生掌握為什么金屬箔式應(yīng)變片要安裝在懸臂梁的上下兩側(cè)。

小項(xiàng)目三:簡(jiǎn)易的電子稱的整體設(shè)計(jì)。結(jié)合前面兩個(gè)小項(xiàng)目，在教師的指導(dǎo)下完成電子稱的硬件設(shè)計(jì)，并搭建電路進(jìn)行測(cè)量和分析。

2.2 “電阻應(yīng)變式傳感器”項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段

在三個(gè)小項(xiàng)目中，前面兩個(gè)項(xiàng)目，學(xué)生通過(guò)教師講解和自學(xué)方式掌握了電阻應(yīng)變片的基本結(jié)構(gòu)、應(yīng)變效應(yīng)以及它的測(cè)量轉(zhuǎn)換電路和溫度補(bǔ)償方法等，這為小項(xiàng)目三的電子稱的整體設(shè)計(jì)奠定了良好的理論基礎(chǔ)。在電子稱的整體設(shè)計(jì)中，教師可通過(guò)分組的形式讓學(xué)生制定設(shè)計(jì)方案及步驟。如對(duì)電子稱的硬件設(shè)計(jì)，學(xué)生在小組內(nèi)通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行電路硬件設(shè)計(jì)，然后根據(jù)設(shè)計(jì)方案，小組成員共同搭建硬件電路，進(jìn)而通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。在這一階段，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生的創(chuàng)作性思維，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，也培養(yǎng)學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、動(dòng)手動(dòng)腦、解決問(wèn)題的能力。

2.3 “電阻應(yīng)變式傳感器”項(xiàng)目實(shí)施階段

項(xiàng)目設(shè)計(jì)完成后，在教師的引導(dǎo)下，各小組提出并仔細(xì)討論項(xiàng)目實(shí)施方案，如測(cè)定方案的確定、實(shí)驗(yàn)電路原理的分析、實(shí)驗(yàn)電路的搭接等，準(zhǔn)備好需用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和相關(guān)材料。本項(xiàng)目的實(shí)施方案如下:

①金屬箔式應(yīng)變片的兩條金屬引線粘貼在刮胡刀片正反中心位置，敏感柵的縱軸與刀片縱向一致。

②用鐵架臺(tái)上的燒瓶夾固定住刮胡刀片傳感頭根部及上面的引線，另一端懸空，吊掛好棉紗線的“吊斗”。

③連接好電路，接通電源穩(wěn)定一段時(shí)間后，先將靈敏度調(diào)節(jié)電位器的阻值調(diào)至最小，此時(shí)電橋檢測(cè)靈敏度最高。再仔細(xì)檢查調(diào)節(jié)零點(diǎn)電位器，使檢測(cè)面板表的讀數(shù)恰好為零，電橋平衡。

④在“吊斗”中放入20 g砝碼，調(diào)節(jié)靈敏度電位器，使面板表讀數(shù)為一個(gè)整數(shù)值，例如1.0 mv，靈敏度標(biāo)定為0.5 mv/g。

⑤最后，檢測(cè)電子秤稱量的線性，在“吊斗”內(nèi)繼續(xù)放入多個(gè)20 g砝碼，檢測(cè)面板表分別顯示2.0 mv、3.0 mv、4.0 mv，說(shuō)明傳感器測(cè)力線性好。

在進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)施階段的過(guò)程中，教師應(yīng)要求學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目的討論、研發(fā)，從而激發(fā)其創(chuàng)新靈感、學(xué)習(xí)興趣、樹(shù)立成功信念。若實(shí)施過(guò)程中受挫，則啟發(fā)學(xué)生尋找、分析失敗原因，總結(jié)操作過(guò)程中存在的不足之處，培養(yǎng)學(xué)生整體思考能力和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的能力。重新制定新的方法和步驟，并進(jìn)一步實(shí)施，以強(qiáng)化學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和運(yùn)用。項(xiàng)目是團(tuán)隊(duì)成員分工、協(xié)作共同完成的，每個(gè)人都有自己負(fù)責(zé)的任務(wù)，都必須了解項(xiàng)目的目標(biāo)，這也能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)和協(xié)作精神。

2.4 “電阻應(yīng)變式傳感器”項(xiàng)目運(yùn)行階段

在項(xiàng)目實(shí)施的同時(shí)，也要做好項(xiàng)目的展示準(zhǔn)備工作。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)推選主講人，團(tuán)隊(duì)共同參與項(xiàng)目演示，對(duì)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路、關(guān)鍵技術(shù)、工作原理、工作過(guò)程等內(nèi)容進(jìn)行公開(kāi)匯報(bào)，并把存在的問(wèn)題、不能實(shí)現(xiàn)的功能、沒(méi)有達(dá)到的預(yù)期目標(biāo)等詳細(xì)記錄下來(lái)。在項(xiàng)目成果匯報(bào)階段，團(tuán)隊(duì)成員以說(shuō)激思、以說(shuō)驗(yàn)思、以說(shuō)定思，從“聽(tīng)明白”到“想明白”再到“講明白”。不僅可以鞏固學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和運(yùn)用，而且培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用能力、創(chuàng)新能力、舉一反三的能力和解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題的能力［5］。

2.5 “電阻應(yīng)變式傳感器”項(xiàng)目評(píng)價(jià)與考核

項(xiàng)目運(yùn)行結(jié)束后，教師組織學(xué)生撰寫項(xiàng)目報(bào)告，對(duì)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行各階段的工作進(jìn)行總結(jié)，結(jié)合自己的側(cè)重點(diǎn)寫成項(xiàng)目報(bào)告，并總結(jié)自己的學(xué)習(xí)心得。教師對(duì)小組中每位學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，對(duì)項(xiàng)目中的亮點(diǎn)進(jìn)行表?yè)P(yáng)和推廣，并給出成績(jī)。項(xiàng)目的考核應(yīng)具有靈活性，不僅要考核結(jié)果，更重要的是通過(guò)考核方案的實(shí)施，引導(dǎo)學(xué)生在CDIO項(xiàng)目教學(xué)的每一個(gè)階段都注重知識(shí)學(xué)習(xí)，積極參與技能練習(xí)，全面考察學(xué)生的綜合職業(yè)能力。考核方案可包括以下幾個(gè)方面:

①職業(yè)素質(zhì)的考核，這一部分重在考核學(xué)生平時(shí)的到課率和上課表現(xiàn)，循序漸進(jìn)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行職業(yè)素質(zhì)的培養(yǎng);

②學(xué)習(xí)過(guò)程的考核，項(xiàng)目的每個(gè)階段都進(jìn)行考核并給一定的分?jǐn)?shù)，其目的在于調(diào)動(dòng)他們平時(shí)學(xué)習(xí)的積極性、主動(dòng)性，是反映和檢驗(yàn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中努力程度的標(biāo)志;

③綜合應(yīng)用能力考核，項(xiàng)目的實(shí)施是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用知識(shí)、訓(xùn)練綜合技能的有效途徑，是學(xué)生學(xué)習(xí)傳感器技術(shù)的重中之重。為保證項(xiàng)目的實(shí)施效果，鼓勵(lì)學(xué)生互相學(xué)習(xí)、互相討論、互相幫助，在項(xiàng)目實(shí)施中，應(yīng)做到逐人考核，有效地杜絕了抄襲別人項(xiàng)目成果的行為。由于項(xiàng)目的結(jié)果可檢驗(yàn)和演示，有相對(duì)客觀的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生參與的積極性、主動(dòng)性和考核的公正性;

④職業(yè)所需的理論素養(yǎng)考核，對(duì)理論知識(shí)的考核以筆試的方式進(jìn)行，不要求學(xué)生死記硬背公式，不出偏題、怪題，注重知識(shí)應(yīng)用，考核內(nèi)容均為職業(yè)崗位所需的基本理論與基本知識(shí)。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于CDIO模式的項(xiàng)目教學(xué)在自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)課程中的應(yīng)用，有效地解決了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)脫節(jié)的問(wèn)題。項(xiàng)目實(shí)施中，每個(gè)學(xué)生都有自己的任務(wù)，都要接受檢查、考核，成績(jī)?cè)u(píng)定注重過(guò)程考核，有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)習(xí)效率，培養(yǎng)了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、信息的分析綜合能力、創(chuàng)新意識(shí)、動(dòng)手能力、溝通能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)合作精神。而且在項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)過(guò)程中可以進(jìn)一步提高教師的任教水平和實(shí)際應(yīng)用能力，使教師具備完成一個(gè)項(xiàng)目所涉及的專業(yè)理論和專業(yè)技能，具有一定的開(kāi)發(fā)教學(xué)項(xiàng)目的能力。因此，CDIO項(xiàng)目教學(xué)法具有很好的推廣價(jià)值，也為工科其他的基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)課的發(fā)展提供借鑒意義。

［1］顧佩華，等.從CDIO到EIP-CDIO——汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探討［J］.高等工程教育研究，2008，12(1):12-19.

［2］余久久，張林，張健.項(xiàng)目教學(xué)法在高職院校開(kāi)展的幾點(diǎn)探討［J］.皖西學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，26(1):42-44.

［3］曾娟子.高職項(xiàng)目教學(xué)法的探索與研究［J］.科技信息，2010(12):174-175.

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［5］陳文杰，任立軍，張林，等.新加坡理工學(xué)院基于CDIO模式的項(xiàng)目教學(xué)改革［J］.職業(yè)技術(shù)教育，2009 (35):91-93.

Application of CDIO Project Teaching Method in Automatic Detection Technology

ZHANG Yu
(Department of Electronic and Information Engineering，Suzhou Vocational University，Suzhou 215104，China)

Aiming at the major problems of the teaching of automatic detection technology，the paper introduces the application of CDIO project teaching method in the course which mainly includes the conception，design，implementation and operation of the concrete projects.This teaching method can further improve the teaching quality and the effect;and help to cultivate and practice the students＇creative awareness，practical skills，communicative abilities and team spirit.

automatic detection technology;CDIO;project teaching method

TP 274.4

B

1672-2434(2011)01-0054-03

2010-10-08

蘇州市職業(yè)大學(xué)教改資助項(xiàng)目(SZDG4－10031C)

張愉(1979-)，女，講師，碩士，從事研究方向:電氣自動(dòng)化技術(shù)