CDIO项目教学法在自动检测技术课程中的应用

张愉

(苏州市职业大学电子信息工程系江苏苏州215104)

CDIO项目教学法在自动检测技术课程中的应用

张愉

(苏州市职业大学电子信息工程系江苏苏州215104)

针对目前高校自动检测技术课程教学中存在的问题，介绍CDIO项目教学法在自动检测技术课程中的应用，主要包括具体项目的构思、设计、实施和运行的全过程。旨在进一步提高教学质量和效果，培养和锻炼学生的创新意识、动手能力、沟通与表达能力和团队合作精神。

自动检测技术;CDIO;项目教学法

0 引言

自动检测技术课程是一门理论与实际应用结合的非常紧密的专业课程。传统的教学模式过于注重定义的解释、公式的推导、原理的分析等内容，缺乏对传感器技术应用和分析具体问题的讲述，学生普遍存在对于传感器的理论知识掌握较好，但是当运用传感器知识去分析和解决实际问题时，却显得茫然失措、无从下手，甚至许多学生在学完自动检测技术课程后，感觉不到传感器的实际应用价值。因此，本文针对目前高校自动检测技术课程教学中存在的问题，在进行自动检测技术课程教学时通过CDIO项目教学，使学生理解和把握课程要求的知识技能，掌握传感器的具体应用，培养学生分析问题和解决问题的思想和方法，锻炼团队意识，培养学生的终身学习能力和实际处理问题的能力。

1 CDIO项目教学法的内涵

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表着构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)与运行(Operate)，它以产品从研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程［1］。项目教学法是通过实施一个完整的项目来达到教学目标的方法，与案例教学法相似［2］，其目的是在教学中把理论与实践有机结合，培养学生的创造能力和解决实际问题的综合能力［3］。项目教学法由以教师为中心转变为以学生为中心，由以课本为中心转变为以“项目”为中心，由以课堂为中心转变为以实际经验为中心，其实在一定程度上就是CDIO教育理念所提倡的在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面上进行综合培养的教学模式。而基于CDIO理念的项目教学法就是在项目教学法的基础上，按照CDIO教育理念进一步深化和系统化，使学生在掌握专业知识的同时，切实培养其动手能力、综合创新能力和团队协作能力［4］。

2 CDIO项目教学法在自动检测技术课程中的应用

在自动检测技术课程教学中，把课程内容分成各种项目来完成。下面以“电阻应变式传感器”为例，探讨CDIO项目教学法在自动检测技术课程中的应用。

2.1 “电阻应变式传感器”项目构思阶段

本项目主要目的是利用所学传感器制作一个简易的电子称，使得重量的变化能导致电压相应的变化，并能对特性参数进行分析计算。这个项目实际上就是介绍金属箔式应变片传感器，首先通过在现实生活中的电子称的引入，提起了学生的学习兴趣，起到一个良好的开端。

这个项目共包含了三个知识点，因此可以将此项目分解成三个独立的小项目，如下:

小项目一:什么是电阻的应变效应。这是本项目的理论基础，这一知识点教师可以通过将金属丝拉伸后电阻值变化的实验演示，让学生理解并掌握。

小项目二:测量转换电路的实现——不平衡电桥的搭建。这一知识点解答了怎样将重量的变化导致电压变化的原理，是这一项目的重点。结合小项目一要让学生掌握为什么金属箔式应变片要安装在悬臂梁的上下两侧。

小项目三:简易的电子称的整体设计。结合前面两个小项目，在教师的指导下完成电子称的硬件设计，并搭建电路进行测量和分析。

2.2 “电阻应变式传感器”项目设计阶段

在三个小项目中，前面两个项目，学生通过教师讲解和自学方式掌握了电阻应变片的基本结构、应变效应以及它的测量转换电路和温度补偿方法等，这为小项目三的电子称的整体设计奠定了良好的理论基础。在电子称的整体设计中，教师可通过分组的形式让学生制定设计方案及步骤。如对电子称的硬件设计，学生在小组内通过团队合作进行电路硬件设计，然后根据设计方案，小组成员共同搭建硬件电路，进而通过实验进行验证。在这一阶段，教师应鼓励学生的创作性思维，培养学生的团队协作精神，也培养学生善于发现问题、动手动脑、解决问题的能力。

2.3 “电阻应变式传感器”项目实施阶段

项目设计完成后，在教师的引导下，各小组提出并仔细讨论项目实施方案，如测定方案的确定、实验电路原理的分析、实验电路的搭接等，准备好需用的实验设备和相关材料。本项目的实施方案如下:

①金属箔式应变片的两条金属引线粘贴在刮胡刀片正反中心位置，敏感栅的纵轴与刀片纵向一致。

②用铁架台上的烧瓶夹固定住刮胡刀片传感头根部及上面的引线，另一端悬空，吊挂好棉纱线的“吊斗”。

③连接好电路，接通电源稳定一段时间后，先将灵敏度调节电位器的阻值调至最小，此时电桥检测灵敏度最高。再仔细检查调节零点电位器，使检测面板表的读数恰好为零，电桥平衡。

④在“吊斗”中放入20 g砝码，调节灵敏度电位器，使面板表读数为一个整数值，例如1.0 mv，灵敏度标定为0.5 mv/g。

⑤最后，检测电子秤称量的线性，在“吊斗”内继续放入多个20 g砝码，检测面板表分别显示2.0 mv、3.0 mv、4.0 mv，说明传感器测力线性好。

在进行项目实施阶段的过程中，教师应要求学生进行项目的讨论、研发，从而激发其创新灵感、学习兴趣、树立成功信念。若实施过程中受挫，则启发学生寻找、分析失败原因，总结操作过程中存在的不足之处，培养学生整体思考能力和发现问题的能力。重新制定新的方法和步骤，并进一步实施，以强化学生对相关知识的理解和运用。项目是团队成员分工、协作共同完成的，每个人都有自己负责的任务，都必须了解项目的目标，这也能培养学生的团队意识和协作精神。

2.4 “电阻应变式传感器”项目运行阶段

在项目实施的同时，也要做好项目的展示准备工作。项目团队推选主讲人，团队共同参与项目演示，对项目的设计思路、关键技术、工作原理、工作过程等内容进行公开汇报，并把存在的问题、不能实现的功能、没有达到的预期目标等详细记录下来。在项目成果汇报阶段，团队成员以说激思、以说验思、以说定思，从“听明白”到“想明白”再到“讲明白”。不仅可以巩固学生对相关知识的理解和运用，而且培养了学生综合运用能力、创新能力、举一反三的能力和解决关键技术问题的能力［5］。

2.5 “电阻应变式传感器”项目评价与考核

项目运行结束后，教师组织学生撰写项目报告，对构思、设计、实施、运行各阶段的工作进行总结，结合自己的侧重点写成项目报告，并总结自己的学习心得。教师对小组中每位学生的表现进行点评，对项目中的亮点进行表扬和推广，并给出成绩。项目的考核应具有灵活性，不仅要考核结果，更重要的是通过考核方案的实施，引导学生在CDIO项目教学的每一个阶段都注重知识学习，积极参与技能练习，全面考察学生的综合职业能力。考核方案可包括以下几个方面:

①职业素质的考核，这一部分重在考核学生平时的到课率和上课表现，循序渐进地对学生进行职业素质的培养;

②学习过程的考核，项目的每个阶段都进行考核并给一定的分数，其目的在于调动他们平时学习的积极性、主动性，是反映和检验学生在学习过程中努力程度的标志;

③综合应用能力考核，项目的实施是培养学生学会应用知识、训练综合技能的有效途径，是学生学习传感器技术的重中之重。为保证项目的实施效果，鼓励学生互相学习、互相讨论、互相帮助，在项目实施中，应做到逐人考核，有效地杜绝了抄袭别人项目成果的行为。由于项目的结果可检验和演示，有相对客观的评价标准，极大地调动了学生参与的积极性、主动性和考核的公正性;

④职业所需的理论素养考核，对理论知识的考核以笔试的方式进行，不要求学生死记硬背公式，不出偏题、怪题，注重知识应用，考核内容均为职业岗位所需的基本理论与基本知识。

3 结束语

基于CDIO模式的项目教学在自动检测技术课程中的应用，有效地解决了理论教学与实践教学脱节的问题。项目实施中，每个学生都有自己的任务，都要接受检查、考核，成绩评定注重过程考核，有效激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率，培养了学生的自主学习能力、信息的分析综合能力、创新意识、动手能力、沟通能力、表达能力和团队合作精神。而且在项目实现过程中可以进一步提高教师的任教水平和实际应用能力，使教师具备完成一个项目所涉及的专业理论和专业技能，具有一定的开发教学项目的能力。因此，CDIO项目教学法具有很好的推广价值，也为工科其他的基础课或专业课的发展提供借鉴意义。

［1］顾佩华，等.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探讨［J］.高等工程教育研究，2008，12(1):12-19.

［2］余久久，张林，张健.项目教学法在高职院校开展的几点探讨［J］.皖西学院学报，2010，26(1):42-44.

［3］曾娟子.高职项目教学法的探索与研究［J］.科技信息，2010(12):174-175.

［4］陈春林，朱张青.基于CDIO教育理念的工程学科教育改革与实践［J］.教育与现代化，2010(1):30-34.

［5］陈文杰，任立军，张林，等.新加坡理工学院基于CDIO模式的项目教学改革［J］.职业技术教育，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

苏州市职业大学教改资助项目(SZDG4－10031C)

张愉(1979-)，女，讲师，硕士，从事研究方向:电气自动化技术