基于CDIO教育理念的自动化专业人才培养模式重构的研究

熊宇 崔晓 曾贵娥

【摘要】在对时下流行的CDIO教学理念进行了深入理解和分析的基础上，本文以《自动化专业导论》为例，通过分析自动化专业课程体系，总结了自动化专业课程体系的鱼骨图，对项目课程的实施进行了深入的分析与研究，同时，在资金设备保障、考核方式等方面也进行了相关探索。

【关键词】CDIO 自动化 人才培养方案 项目化课程

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）04-0016-02

1.引言

自动化专业是涉及理、工、文、管等多学科的“宽口径”的专业，其“控管结合，强弱并重，软硬兼施”的特点，使得在对本专业的人才培养过程中注重理论与实践结合、跨学科培养显得尤为重要。CDIO教育理念是近年来国际上在工程教育中取得的重要成果，它强调在高等教育过程中采用“构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）”理念[1]，以产品研发到产品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。这正好符合自动化专业的教育特点。因此广东白云学院在2010年就启动了基于CDIO教育理念的教学改革，经过两年的改革探索，各专业从人才培养方案的制定、教学大纲的编撰到课程设置及实施都取得了一定的成果。我们在对企业用人需求进行深入调研的基础上，考察了相关兄弟院校的教学改革，总结相关经验，重新制定了人才培养方案，并在近两年的教学中总结出一套行之有效的项目化课程教学方法。

2.自动化专业课程体系的重构

我们根据专业大纲的4个一级指标和17个二级指标推导出本专业的课程，使其形成符合培养目标要求的课程体系。在整个课程体系中，我们强调在整个专业教育阶段的工程能力的培养。

自动化专业的人才培养模式重构是为了培养具有扎实的理论基础和较强动手能力的工程师，使其能适应未来工业发展对于自动化专业人才的需求。因此在整个人才培养过程中按照CDIO教育理念设置相关的工程培养环境，通过多个项目生命周期的完整训练，能够帮助学生进行知识学习和技能培养，而且使其现代国际工程师素养得以锻炼。以工程能力培养为核心的自动化专业课程体系设置应该充分体现CDIO 环境教学，如图1 所示是自动化专业课程体系鱼骨图，即以三级项目体系为育人环境。

从图1可以看出，在新的人才培养模式下，对自动化专业的专业基础课和专业课进行了分类总结，针对相近课程设立了二级项目课程，通过各学期由浅入深的、建立在工程环境下的项目课程的教学实践，使学生掌握整个专业课程体系的相关知识，并获得一定的工程经验。与传统的课程体系相比，在总学分不变的情况下，每门课程的授课学时减少了15%～25%，用于学生在项目环境中自学与合作研讨，增加了团队设计项目，以提升学生的自主学习能力、团队协作能力及工程项目的驾驭能力。

3.项目课程的实施

在对自动化专业人才培养模式的重构过程中，我们将重点放在一级、二级项目课程的实施上，希望探索一条适合广东白云学院的课程改革的新路。从两年来的项目课程实施的过程来看，取得了一定的成果，也为以后的课程改革积累了一些经验。下面以《自动化专业导论》一级项目课程为例，对CDIO项目的教学进行剖析。

《自动化专业导论》是针对大一新入校的学生开设的一门课程，主要包括理论和实践两部分。其中理论课程以2~3次讲座的形式完成，实践则以项目课程的形式完成。这门课程的主要目的是为让学生对于本专业有一个初步认识，并且通过小项目的制作激发学生的学习兴趣，同时使学生获得进行科学研究的基本方法。

3.1实行导师制，近距离培养学生的整体素质。

在学生新入学起，按照4:1的比例给四名学生配备一名专业导师，形成导师指导下的多名学生自主学习的团队。这个团队在导师的近距离指导下，完成整个四年的项目课程的教学任务。导师不但在课程上、专业上对学生言传身教，而且对团队的组织活动、学生合作精神的培养都非常有帮助。这样做贴近了教师与学生的关系，使学生获得了许多在课堂上无法获得的知识和技能。

3.2 以工作任务形式布置学生在整学期的课程要求。

在《自动化专业导论》课程中，专业指导教师在学期初以任务书的形式将本学期的项目任务、学生需要完成的工作、应达到的知识和能力的要求发布给学生。学生在整个学期内在专业导师的指导下完成项目任务工作，在学期末按照任务书的要求进行验收考核。

3.3 项目课程的学时在课余实践完成，不占用课堂时间。

针对学生课堂学时较多的情况，结合项目课程的特点，《自动化专业导论》的学习以课余时间为主。学生们在课后按照任务书的要求，通过专业导师指导及网络学习，自主地进行项目研究。这样做使学生具有更大的自由度，培养了他们的自学能力和自制能力，不仅使学生的学习兴趣和专业素质得到提高，而且培养了他们的综合素质。

3.4采用学校与个人相结合的形式保证资金与设备。

由于《自动化专业导论》课程采用的是项目化形式，通过学生的课余时间完成，因此对于元件的采购和实验设备的使用就不能像普通课程实验一样管理。我们在此期间采用的是学校与个人相结合的形式。对于在项目中需要用到的主要元器件和实验设备主要通过学校统一采购、统一调配，而对于在项目中用到的个性化、小金额的元件则让学生自主采购，这样不仅可以节省时间，而且可以让学生参与采购过程，使其了解一个完整的项目设计的各个环节。

3.5采用灵活多样的考核方式。

在整个项目课程的教学过程中，考核方式是最重要的，这是检验学生知识、素质的关键环节，也是课程顺利进行的重要保证。《自动化专业导论》课程考核采用的是专业导师考核与项目验收相结合的方式。专业导师对学生整个学习过程进行考核。在学期末由专门的课程验收小组组织学生进行项目答辩，课程验收小组针对学生的答辩情况，结合学生的实际成果进行考核。学生的最终成绩则是由两部分成绩的加权平均成绩。这样可以全面的考核学生在整个学习过程中各项能力的提高。

4.初步的教学成果

遵循CDIO教育理念，经过两年的教学实践，我们获得了一定的教学成果，不仅是对过去工作的检验，也是将来教学工作的借鉴。

（1）CDIO教育理念强调以产品的研发、运行周期为载体，使学生获得整个产品周期的所有知识和素质。我们对这种教育理念在自动化专业课程教学过程中的运用进行了研究。

（2）全面重构了自动化专业的人才培养模式。分析了自动化专业应具备的专业能力与各课程之间的关系，合理的设置专业理论课，改变了过去教师糊涂开课、学生糊涂学习的局面。同时我们也针对本专业的特点，将各门理论课分类，设置相应的项目课程环节进行实践能力的锻炼，使学生在理论学习的基础上重点培养工程师的综合能力。

（3）通过两年的项目课程的教学工作获得了一套行之有效的教学方法。在项目教学过程中秉承CDIO教育理念，将“构思、设计、实现和运作”贯穿至整个教学过程，制定了相关的教学档案，探索了课程实施的资金设备保障，改革了课程的考核方式，使整个教学更有利于培养学生的学习兴趣和综合素质。

5.结论

自动化专业的特点决定在教学过程中贯彻CDIO教育理念可以更好的培养学生卓越工程师的各项能力。通过两年的教学改革的实情来看，学生从入学初至现在不仅获得了自动化专业的专业基础知识，而且在英文使用能力、论文撰写能力、团队精神等方面都有了很大的进步。同时，通过项目课程的学习激发了学生的学习兴趣，为以后的学习打下了坚实的基础。

参考文献：

[1]査建中、何永汕 《中国工程教育改革三大战略》，北京理工大学出版社，2009.

[2]顾佩华、陆小华 《CDIO工作坊手册》，汕头大学出版社，2008.

作者简介：

熊宇，男，1972年生，江西南昌人，硕士，讲师，主要研究方向：电力电子与开关电源

崔晓，女，1979年生，河北晋州人，硕士，讲师，主要研究方向：自动控制技术

曾贵娥，女，1980年生，湖南耒阳人，硕士，讲师，主要研究方向：工业过程计算机控制