基于CDIO理念的测控专业卓越人才培养教学体系改革

马天兵 杜菲 杨洪涛

摘 要： 针对现有测控专业课程体系存在课程设置不够完善、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点，借鉴国内外相关高校测控专业工程教育教学和卓越工程师培育经验，结合我校测控专业的特点，根据CDIO工程教育要求，优化并完善适合我校测控专业的课程教学体系，有效推动本专业的工程教育发展。

关键词： CDIO 测控专业 工程实践 教学体系

国际上广泛应用的CDIO工程教育模式是在2004年由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学联合研究提出的[1]。它主要由构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四部分组成，目的是通过产品研发到产品运行整个过程的锻炼来培养学生理论联系实际的能力[2]。按照CDIO的培养模式，工程毕业生的能力将被分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层次，并通过12条标准衡量学生的培养质量。基于CDIO理念的教学模式具备操作性、持续性强和标准化高的特点，高度吻合当前的卓越工程师培养要求[3-4]。

目前我校测控技术与仪器专业是安徽省特色专业，经过10多年的专业建设和近2年的特色专业建设，已经制定了较合理的测控技术与仪器专业培养目标和培养方案，培养了结构合理的师资队伍，形成了较完善的理论和实践教学模式。但是与CDIO工程教育标准的要求相比，在培养方案、教学体系、教师队伍建设及教学效果评价机制等方面，仍然存在一定的差距。现有测控专业课程体系存在课程设置不够完善、不同课程之间存在重复或相互冲突的地方等缺点，要建立符合CDIO工程教育标准测控专业卓越人才的实践教学体系。

以卓越工程师的培养为目标，依据CDIO工程教育理念，借助校企合作平台，全面地进行测控专业人才培养模式的探讨，构建产学研一体化的工程教学体系，对于高校测控专业的卓越工程师计划实施具有较高的推广应用价值。

1.国内高校的CDIO工程教育现状

2008年教育部分别在汕头大学和北京交通大学召开了两次关于中国CDIO工程教育模式研讨会，确定了未来三年的CDIO工程教育改革实施方案。安徽省外的清华大学、浙江大学、上海交通大学、中南大学等众多知名高校，省内的合肥工业大学、安徽建筑大学、安徽工程大学等高校先后探讨应用CDIO工程教育模式进行了相关专业的教学改革与实践，并且取得了良好的效果。

2.基于CDIO理念的测控专业卓越人才培养课程体系

根据CDIO工程教育标准的要求和我校办学特色，为适应煤炭行业和地方经济对测控专业高级技术人才的需求，结合卓越工程师计划中重实践、重创新的培养目标设计新的课程体系。广泛吸取企业专家建议，深入探讨和修订测控专业课程体系，强化实践环节，构建国际化的课程体系和教学模式，从而保证面向工程的课程体系能够培养学生的实践能力与创新思维。依据CDIO工程教育理念，选择典型的工程实践项目，采取“做中学”的方式，通过在项目中反复训练锻炼学生的自主学习能力，这样不仅可以促进学生对基础知识的掌握，而且可以提高学生解决工程实践问题的能力，这与卓越工程师的培养目标是高度统一的。从而使学生的综合素质和能力达到CDIO标准和卓越工程师的要求，增强人才培养对企业的适应性。近年来，主要通过以下措施进行课程体系的改革：

（1）依托产学研合作背景，基于CDIO的工程教育理念，构建了“一核、两翼、四阶”的工程教学体系。

“一核”是以矿业领域的集成测控系统为主，覆盖了多学科交叉领域，主要涉及单片机、PLC、控制工程、串口总线、微机接口、测控电路、工程光学、机械设计、机械传动等多种技术；“两翼”是指机械本体和测控系统软硬件；“四階”是指根据CDIO理念的构思、设计、实现、运行四阶段指导，学生要经历认知实习、基础课程实验、专业课程设计与综合实验和毕业设计、创新大赛等综合实训，才能更好地掌握本专业的工程应用技术。从第三学期开始，每学期均安排工程实践环节，按照核心知识点和要求设定每个工程实践项目，在课程设计与毕业设计过程中企业参与。

图1 CDIO理念下的测控专业课程教学体系

（2）通过专业综合实训和在企业定岗实习等环节提高学生工程实践能力。

我校机械工程学院已经建立了电子创新设计实验室、慧鱼模型创新设计实验室、虚拟仪器综合实验室、工程光学创新设计实验室等，给学生提供校内实践实习基地。通过单片机和PLC综合实验、课程设计、毕业设计、实训检验学生电工电路、单片机、PLC综合开发的能力，往往借助典型测控案例，让学生经历“构思—设计—实现—运行”四阶段的完整实训。与此同时，让学生积极深入到校企合作的实习基地中，在相关测控系统中顶岗锻炼，进一步提高学生理论联系实践的能力，缩短学生个人能力与企业要求的差距。

（3）通过课外科技竞赛和大学生科研项目培养学生创新能力。

为进一步发展学生科技创新能力，借助科技创新、学科竞赛活动、大学生科研项目的平台，在日常的教学管理中，融入紧密联系工程实际的大学生课外科技创新能力培养模式，鼓励学生积极参加“全国大学生电子设计竞赛”、“节能减排大赛”、“飞思卡尔智能汽车竞赛”、“机器人大赛”、“机械创新大赛”、“挑战杯”等各种赛事。近五年来，测控专业学生承担的各类创新项目达到30余项，获奖人次达到100余次。

3.结语

高校卓越工程师计划与CDIO工程教育模式是高度统一的，只有坚持以CDIO工程教育模式为指导，依据校企合作背景，不断创新改革测控专业的课程教学模式，才能进一步提高学生的工程实践应用能力，为国家和企业培养出更多的专业复合人才。

参考文献：

[1]EdwardF.Crawley，查建中，等.工程教育的环境[J].高等工程教育研究，2008（4）：13-21.

[2]李书伟，刘绍娜.“卓越工程师培养计划”下实践教育的思考[J].中国现代装备，2011（11）：138-140.

[3]王海，裴九芳，许德章.产学研一体化CDIO工程教育模式在测控专业的改革与实践[J].中国电力教育，2013（22）：77-78.

[4]章皓，徐志玲.在测控专业课程体系建设中实施CDIO的探索[J].中国电力教育，2011（31）：105-106.

资助信息：安徽理工大学重大教研项目（2014zdxm054），安徽省重大教学改革研究项目（2013zdjy083）