熊才高++潘岱

摘要：為了深化人才培養(yǎng)的模式，全面提高應(yīng)用型人才培養(yǎng)效果，CDIO工程教育模式即“項(xiàng)目式教學(xué)法”在高校越來(lái)越被廣泛的應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)中，并取得了較好的實(shí)踐效果。特別對(duì)于注重動(dòng)手實(shí)踐能力的工科專業(yè)來(lái)說(shuō)，CDIO工程教育模式的普及不僅讓教師在教學(xué)過(guò)程中方向明確，而且學(xué)生結(jié)合工程項(xiàng)目，在動(dòng)手過(guò)程中能更好的掌握專業(yè)知識(shí)。本文結(jié)合在高校電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)課程中實(shí)施的項(xiàng)目式教學(xué)來(lái)對(duì)這種新型教學(xué)方法進(jìn)行簡(jiǎn)略的剖析。

關(guān)鍵詞：電氣工程；工程教育模式（CDIO）；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）01-0096-03

一、引言

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。從2000年起，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國(guó)研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會(huì)近2000萬(wàn)美元巨額資助，經(jīng)過(guò)四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國(guó)際合作組織。CDIO的理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來(lái)工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實(shí)施以及檢驗(yàn)測(cè)評(píng)的12條標(biāo)準(zhǔn)。

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(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。CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(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，大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。CDIO工程教育模式是一種基于項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)法，是一個(gè)打破課程界限進(jìn)行教學(xué)的方法。教師把教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)具體任務(wù)，讓學(xué)生通過(guò)完成一個(gè)個(gè)具體的任務(wù)，掌握教學(xué)內(nèi)容，達(dá)到教學(xué)目標(biāo)。信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)。為了使學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中能學(xué)以致用，所設(shè)置的“項(xiàng)目”需要綜合應(yīng)用多門課程的知識(shí)。在老師的指導(dǎo)下，將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理，信息的收集、方案的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目實(shí)施及最終評(píng)價(jià)，都由學(xué)生自己負(fù)責(zé)。

二、項(xiàng)目式教學(xué)目標(biāo)

“項(xiàng)目式教學(xué)”，顧名思義，就是通過(guò)完成項(xiàng)目來(lái)進(jìn)行教學(xué)。項(xiàng)目式教學(xué)最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線，教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”，改變了以往“教師講，學(xué)生聽(tīng)”被動(dòng)的教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式。項(xiàng)目式教學(xué)對(duì)學(xué)生而言，通過(guò)轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，在主動(dòng)積極的學(xué)習(xí)環(huán)境中，激發(fā)好奇心和創(chuàng)造力，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；對(duì)教師而言，通過(guò)對(duì)學(xué)生的指導(dǎo)，轉(zhuǎn)變教育觀念和教學(xué)方式，從單純的知識(shí)傳遞者變?yōu)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的促進(jìn)者、組織者和指導(dǎo)者；對(duì)學(xué)校而言，建立全新的課程理念，提升學(xué)校的辦學(xué)思想和辦學(xué)目標(biāo)，通過(guò)項(xiàng)目式教學(xué)法的實(shí)施，探索組織形式、活動(dòng)內(nèi)容、管理特點(diǎn)、考核評(píng)價(jià)、支撐條件等的革新，逐步完善和重新整合學(xué)校課程體系。

電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的工科專業(yè)，學(xué)生在校期間要能獲得工程師的基礎(chǔ)訓(xùn)練，能做到理論聯(lián)系實(shí)際，具備電工技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)與儀表、信號(hào)處理、計(jì)算機(jī)技術(shù)與應(yīng)用等較寬廣領(lǐng)域的工程技術(shù)基礎(chǔ)和一定的專業(yè)知識(shí)，專業(yè)主要課程包括《電路理論》、《模擬電子技術(shù)》、《數(shù)字電子技術(shù)》、《自動(dòng)控制原理》、《微機(jī)原理與應(yīng)用》、《電力電子技術(shù)》、《電氣控制與PLC》、《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》等。普通的課堂教學(xué)中，教師利用課堂講授和實(shí)驗(yàn)演示等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行了專業(yè)知識(shí)的講解和訓(xùn)練，雖然根據(jù)課程的不同要求配置了一定學(xué)時(shí)的實(shí)驗(yàn)，但是對(duì)于反應(yīng)不同課程之間聯(lián)系的綜合實(shí)驗(yàn)卻很少，學(xué)生在進(jìn)入高年級(jí)后一度疑惑：“這么多專業(yè)課知識(shí)都是零零散散的，它們之間有什么聯(lián)系？”電氣工程專業(yè)的大三學(xué)生帶著這樣的疑惑參與了本校的項(xiàng)目式教學(xué)。

“項(xiàng)目式教學(xué)”是跨專業(yè)課程的教學(xué)方法，在教學(xué)過(guò)程中，指導(dǎo)老師會(huì)將一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的項(xiàng)目交由學(xué)生自己處理，這個(gè)“項(xiàng)目”的設(shè)置應(yīng)包含多門課程的知識(shí)，學(xué)生在拿到“項(xiàng)目”后要收集項(xiàng)目信息、設(shè)計(jì)方案以及項(xiàng)目實(shí)施并最終對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行總結(jié)。

“項(xiàng)目教學(xué)法”通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)讓學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、學(xué)習(xí)知識(shí)、解決問(wèn)題，充分發(fā)掘了學(xué)生的創(chuàng)造潛能。全面培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的思想和方法，提高學(xué)生的各種能力，包括實(shí)踐能力、動(dòng)手能力、分析能力、應(yīng)變能力、交流能力、合作能力和解決實(shí)際問(wèn)題的綜合能力。最關(guān)鍵的是“項(xiàng)目教學(xué)法”的實(shí)踐過(guò)程中整個(gè)計(jì)劃要同學(xué)們自主選題自主設(shè)計(jì)。

三、項(xiàng)目式教學(xué)實(shí)施方法

項(xiàng)目式教學(xué)的實(shí)施過(guò)程主要按照選題、查閱資料、電路原理圖設(shè)計(jì)、結(jié)合硬件電路編程、仿真調(diào)試、電路焊接及硬件調(diào)試等幾個(gè)階段流程圖來(lái)進(jìn)行。整個(gè)實(shí)施過(guò)程中，教師不再是教學(xué)過(guò)程的“主角”，強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇相應(yīng)的項(xiàng)目，從嘗試入手，從練習(xí)開(kāi)始，主動(dòng)參與到教學(xué)中。實(shí)施過(guò)程中的不同環(huán)節(jié)將電氣工程專業(yè)中不同的專業(yè)課程綜合起來(lái)運(yùn)用，其中電路設(shè)計(jì)部分，綜合考察了《電路理論》、《電子技術(shù)基礎(chǔ)》、《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》、《PLC原理及其應(yīng)用》、《自動(dòng)控制原理》等各課程，電路繪制則考察的是學(xué)生對(duì)于ORCAD、AltiumDesigner、ProtelDXP的使用；系統(tǒng)編程考察的是學(xué)生C語(yǔ)言或者匯編語(yǔ)言的使用，其中涉及到了控制理論中的各種算法；仿真調(diào)試部分考察了學(xué)生對(duì)仿真軟件Proteus的使用和PCB設(shè)計(jì)等內(nèi)容；電路焊接考察了學(xué)生的電工技術(shù)，包括電子元件的識(shí)別、測(cè)試、焊接及組裝技術(shù)，電子儀器的使用，電路板的調(diào)試等。

在我校的項(xiàng)目式教學(xué)中，教師根據(jù)專業(yè)的特性設(shè)置了數(shù)十個(gè)不同的項(xiàng)目，項(xiàng)目名稱和簡(jiǎn)介參考表1，不同項(xiàng)目側(cè)重不同的專業(yè)課，學(xué)生在選好自己感興趣的項(xiàng)目后開(kāi)始查閱資料，大多數(shù)學(xué)生能夠很好的運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)來(lái)檢索相關(guān)資料，不論是學(xué)校電子圖書館還是大師云集的論壇，學(xué)生總是能找到自己需要的項(xiàng)目資料從而設(shè)計(jì)自己所選項(xiàng)目的電路圖并進(jìn)行電路圖的繪制、電路編程、仿真調(diào)試、電路焊機(jī)及硬件調(diào)試。教師針對(duì)學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行解答和幫助，從問(wèn)題入手，深刻的講解書本提到過(guò)的重難點(diǎn)知識(shí)，讓學(xué)生受益匪淺。

四、項(xiàng)目式教學(xué)成果

項(xiàng)目式教學(xué)的實(shí)施，學(xué)生通過(guò)做項(xiàng)目發(fā)現(xiàn)問(wèn)題再回頭查閱課本或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索來(lái)解決問(wèn)題，達(dá)到了很好的學(xué)習(xí)效果。我校的項(xiàng)目式教學(xué)前后共進(jìn)行了十二周，在最后一周的成果展示活動(dòng)中，85%以上的同學(xué)都做出了功能齊全的實(shí)物成品。項(xiàng)目式教學(xué)在學(xué)生中反響熱烈，不少學(xué)生表示這次教學(xué)改革給他們帶來(lái)了很大的啟發(fā)，讓他們真正的將書本上的理論和動(dòng)手實(shí)踐相結(jié)合，同時(shí)也大大的提升了學(xué)生的自學(xué)能力，對(duì)書本知識(shí)的理解也更加深入。課堂學(xué)習(xí)雖然知識(shí)量豐富，但不夠直觀，難免的晦澀難懂，伴隨著項(xiàng)目的實(shí)施，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題再回頭查閱課本或者通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索來(lái)解決問(wèn)題，達(dá)到了很好的學(xué)習(xí)效果。在成果展示期間，很多學(xué)生表達(dá)了他們的震撼，講解員通過(guò)為參觀的學(xué)生講解原理和使用說(shuō)明，讓不少其他專業(yè)的學(xué)生對(duì)機(jī)電與信息工程學(xué)院的項(xiàng)目式教學(xué)也產(chǎn)生了濃厚的興趣，更是有不少同學(xué)向作品的作者咨詢討教，互留聯(lián)系方式，也有部分同學(xué)大呼要“轉(zhuǎn)專業(yè)”，雖然“轉(zhuǎn)專業(yè)”是一個(gè)玩笑，但也能反應(yīng)出學(xué)生對(duì)提高動(dòng)手能力的迫切希望。

五、結(jié)束語(yǔ)

“項(xiàng)目式教學(xué)”在我院是一次教學(xué)改革的創(chuàng)新實(shí)踐，取得了初步成果。希望通過(guò)實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生更加明白：“實(shí)踐出真知，動(dòng)手添能力”，使更多的學(xué)生從被動(dòng)學(xué)習(xí)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)，掀起愛(ài)學(xué)習(xí)、愛(ài)鉆研、愛(ài)動(dòng)手、愛(ài)實(shí)踐的熱潮。項(xiàng)目式教學(xué)在電氣工程專業(yè)的實(shí)施，在一定程度上解決了應(yīng)用型人才的培養(yǎng)與社會(huì)需求之間的矛盾，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動(dòng)性，提到了學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，并培養(yǎng)了學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的實(shí)際能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，從側(cè)面提升了電氣工程專業(yè)學(xué)生的就業(yè)能力。

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