彭樂樂 鄭樹彬 黃如艷 鐘倩文

摘? 要：文章根據(jù)CDIO理念的四個環(huán)節(jié)將現(xiàn)代檢測技術(shù)課程分成構(gòu)思-設(shè)計與實現(xiàn)-運作三個階段，構(gòu)思完成課程內(nèi)容整合，將課程內(nèi)容分為三個學(xué)習(xí)模塊;設(shè)計與實現(xiàn)中采用多樣的教學(xué)方式并實現(xiàn)了理論與實踐并重，教學(xué)實踐與職業(yè)實踐相關(guān)聯(lián);運作則是建立多元化考核機制。這些改革方案能夠有效提高教學(xué)質(zhì)量，提升學(xué)生實踐動手能力，培養(yǎng)學(xué)生工程意識，在應(yīng)用型人才培養(yǎng)中取得顯著效果。

關(guān)鍵詞：CDIO理念;課程內(nèi)容整合;職業(yè)實踐;多元化考核機制

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）16-0139-03

Abstract： According to the four links of the concept of CDIO， the course of modern testing technology is divided into three stages： conception， design， realization and operation， and the integration of the course content is completed， and the course content is divided into three learning modules; various teaching methods are adopted in the design and implementation， and equal emphasis on theory and practice is realized， and teaching practice is related to professional practice; operation is to establish a diversified assessment mechanism. These reform programs can effectively improve teaching quality， enhance students' practical ability， cultivate students' engineering consciousness， and achieve remarkable results in the training of applied talents.

Keywords： CDIO concept; curriculum content integration; professional practice; diversified assessment mechanism

一、概述

隨著城市軌道交通行業(yè)的蓬勃發(fā)展，軌道行業(yè)對現(xiàn)代檢測技術(shù)人才的要求進一步提升，在掌握扎實的檢測理論知識基礎(chǔ)上更加注重實踐應(yīng)用能力和綜合素質(zhì)?，F(xiàn)代檢測技術(shù)作為一門綜合性交叉學(xué)科，涉及機器學(xué)習(xí)、機械、工程、聲學(xué)、振動學(xué)和數(shù)據(jù)分析等多個領(lǐng)域，是軌道學(xué)院車輛工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程。

構(gòu)思-設(shè)計-實現(xiàn)-運作（conceiving-designing-implementing-operating，CDIO）理念是美國MIT及瑞典的3所大學(xué)提出的一種新型工程教育模式，是全新的國際工程教育與人才培養(yǎng)創(chuàng)新模式[1]?；贑DIO理念下的現(xiàn)代檢測技術(shù)課程分為三個階段：（1）構(gòu)思：現(xiàn)代檢測技術(shù)中應(yīng)用的檢測手段繁多但課時有限，應(yīng)該對課程內(nèi)容進行有機整合，構(gòu)建科學(xué)合理的教學(xué)內(nèi)容體系;（2）設(shè)計與實現(xiàn)：教學(xué)形式多樣化，老師和學(xué)生雙主體上課模式可充分調(diào)動學(xué)習(xí)積極性，實踐比重加大，理論與實踐并重;（3）運作：注重過程考核，將老師和學(xué)生同時納為評價主體，形成多元化考核體系。本文在CDIO理念下對現(xiàn)代檢測技術(shù)進行分階段教學(xué)探索，實踐結(jié)果證明取得良好效果。

二、現(xiàn)代檢測技術(shù)的教學(xué)探索

（一）構(gòu)思：整合教學(xué)內(nèi)容，重建教學(xué)體系

《現(xiàn)代檢測技術(shù)》是上海工程技術(shù)大學(xué)城市軌道交通學(xué)院針對軌道交通運輸專業(yè)研究生，結(jié)合軌道交通行業(yè)背景，運用現(xiàn)代檢測技術(shù)與方法，開設(shè)的一門具有鮮明行業(yè)背景的檢測課程，總學(xué)時為32學(xué)時2個學(xué)分。

現(xiàn)代檢測技術(shù)課程內(nèi)容豐富，涵蓋的重難點多。囊括了頻譜分析基礎(chǔ)、傳感器基礎(chǔ)、機器視覺、圖像處理、多傳感器信息融合、無損檢測和振動測試與分析等多模塊跨學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容[2]。教學(xué)內(nèi)容的確定，首先立足于軌道學(xué)院對城市軌道交通的研究需求，結(jié)合時下熱門的現(xiàn)代檢測手段進行地鐵車輛及各部件，鋼軌及各部件之間的檢測項目。其次，考慮課程中的各知識點與其他課程有復(fù)雜聯(lián)系，如頻譜分析與交通運輸專業(yè)研究生的專業(yè)課《數(shù)字信號處理》就有重疊，在有限而珍貴的課時中，可針對數(shù)字信號處理課程中的頻譜分析知識點進行有機整合，適當調(diào)整本課內(nèi)容。最后，課程中包含的知識模塊之間也有關(guān)聯(lián)，根據(jù)知識的前后邏輯可大體歸納為振動分析模塊，傳感器模塊和機器學(xué)習(xí)三大模塊。另外，為改善重理論輕實踐[3]的教學(xué)現(xiàn)狀，在頻譜分析，測試信號處理，振動測試與分析，機器視覺和圖像處理中各分配兩課時的上機時間，增加實踐動手機會，鞏固理論知識。以導(dǎo)師項目為依托，學(xué)生參與科研項目中可培養(yǎng)其工程意識。

課程的特性決定了教學(xué)內(nèi)容與其他課程之間有重復(fù)內(nèi)容，本身的知識點也存在邏輯關(guān)系，對教學(xué)內(nèi)容有機整合歸納，可提高教學(xué)效率和教學(xué)效果。實踐上機比重加大，教學(xué)實踐聯(lián)系職業(yè)實踐，提高學(xué)生實踐應(yīng)用能力，更快適應(yīng)行業(yè)要求。

（二）設(shè)計與實現(xiàn)：教學(xué)形式多樣化，理論與實踐并重

傳統(tǒng)的教學(xué)模式是老師講學(xué)生聽，該模式可對學(xué)生灌輸比較完善的理論體系，但不可避免地存在學(xué)生聽課積極性弱，參與度低，理論基礎(chǔ)扎實但動手能力不足等弊端?，F(xiàn)代檢測技術(shù)設(shè)計學(xué)生以小組為單位進行課堂活動，包括課程理論知識的講解，課后作業(yè)的完成和上機實踐課程。

以學(xué)生和老師雙主體形式上課[4]，理論課主要是學(xué)生以小組形式講解每一知識點，老師做矯正和補充說明和拓展總結(jié)。學(xué)生分為8組，抽簽決定講解的知識點和講課順序，小組課前做好準備工作，課堂上進行闡述，最后由教師做矯正學(xué)生表達不到位的方面，并歸納總結(jié)理論知識，化“多而繁”為“少而簡”[5]。這樣的模式有助于學(xué)生自己掌握和專研理論知識，還能夠促進學(xué)生合作交流，鍛煉學(xué)生歸納表達能力。

積極采用現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)，應(yīng)用圖，文，像等豐富的多媒體效果結(jié)合板書，可充分調(diào)動學(xué)生積極性，生動直觀地了解理論知識。就以圖像處理模塊為例，圖像處理基礎(chǔ)之一就是對圖像進行卷積操作，用多媒體技術(shù)可直觀呈現(xiàn)不同模板與同一張圖像卷積便能得到不同效果圖。通過播放交通系統(tǒng)車牌識別，智能汽車避障等應(yīng)用視頻向同學(xué)們展示圖像處理功能之強大，應(yīng)用之廣泛，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

本次改革最大的特色就是加大實踐比重，包含了上機實踐和課外實踐，不拘泥于理論學(xué)習(xí)，教學(xué)過程中強調(diào)學(xué)以致用[6]，同時，為了避免上機實踐與職業(yè)實踐脫節(jié)[7]，上機實踐課的形式為：老師引入案例[8]，學(xué)生設(shè)計解決方案。這要求案例有一定的深度和廣度，并具有典型性和針對性。例如在振動分析模塊引入“載運工具乘客乘坐舒適性分析”案例，教師先闡述案例背景，引導(dǎo)學(xué)生乘坐舒適性是關(guān)鍵，該指標與列車行速度和狀態(tài)有關(guān)，利用頻譜分析中的傅里葉變換可對運載工具的加速等進行分析，從而判斷出乘坐舒適性的重要影響因素。學(xué)生根據(jù)老師提示設(shè)計解決方案并著手解決。上機課仍然以小組為單位，可互相取長補短，畢竟解決這些案例所用到的工具不是每一位學(xué)生都能短時間內(nèi)掌握，還可互相商討，集思廣益。

課外實踐主要是以教師項目為依托，學(xué)生參與和觀摩，教師講解項目開始到完結(jié)分為項目測試原理及方案設(shè)計，項目執(zhí)行階段，結(jié)果分析與總結(jié)三個階段，每一階段需要注意的事項。學(xué)生切身感受項目完成過程及成果展現(xiàn)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。

（三）運作：建立多元化考核機制，成績組成科學(xué)化

課程考核要綜合考慮學(xué)生的過程表現(xiàn)、知識模塊掌握情況、實踐綜合能力。根據(jù)課程的各個環(huán)節(jié)的特點設(shè)置不同的考核方式，包括觀察法[9]、學(xué)生自評、組內(nèi)互評[10]、教師點評等。使教師、學(xué)生都成為教學(xué)考核的主體，建立多元考核體系，具體見表1。課程成績主要由平時成績、構(gòu)思環(huán)節(jié)學(xué)習(xí)模塊成績、設(shè)計與實現(xiàn)環(huán)節(jié)的上機實踐和課外實踐成績，閉卷筆試成績組成。該多元化考核體系，以培養(yǎng)軌道行業(yè)學(xué)生檢測實踐應(yīng)用能力為目標，注重對學(xué)生整個學(xué)習(xí)過程的考核和評價。

三、結(jié)束語

CDIO理念下的現(xiàn)代檢測技術(shù)課程教學(xué)探索主要對應(yīng)CDIO四個環(huán)節(jié)將課程分成構(gòu)思，設(shè)計與實現(xiàn)和運作三個階段，對課程內(nèi)容進行歸納整合，然后實踐時間占比加大且引入教學(xué)案例使得課程實踐與職業(yè)實踐相聯(lián)系，最后建立多元化考核體系。這些教學(xué)改革方案取得了較好的教學(xué)效果，在以后的教學(xué)中，還應(yīng)該繼續(xù)探索與改革，提高教學(xué)質(zhì)量，為社會和企業(yè)培養(yǎng)優(yōu)秀的軌道檢測人才。

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基金項目：2019年，國家自然科學(xué)基金青年項目“浮動式光伏發(fā)電的機械振動機理與主動控制方法研究”（編號：51907117）;2019年，國家自然科學(xué)基金面上項目“振動與視覺融合表征軌道病害的動態(tài)診斷方法與理論研究”（編號：51975347）

作者簡介：彭樂樂（1984-），男，漢族，安徽宿州人，博士，講師，碩士生導(dǎo)師，研究方向：軌道車輛智能檢測。

通訊作者：鄭樹彬（1979-），男，漢族，廣東揭陽人，博士，教授，碩士生導(dǎo)師，研究方向：軌道狀態(tài)檢測。