基于CDIO的计算机控制及组态技术课程教学改革与实践

卢蔚瑶，蒋元星



基于CDIO的计算机控制及组态技术课程教学改革与实践

卢蔚瑶[1]，蒋元星

（浙江同济科技职业学院 机电系，浙江 杭州 311231）

为了改善课程教学状况，从项目的选择、组织和开展及综合评价方案等方面，阐述了基于CDIO理念的课程项目化教学改革．通过遵循工程项目生命周期的课程项目化教学改革，学生的理论知识更扎实，动手能力、人际交往能力、团队合作能力及工程系统能力得到有效提高．

CDIO；工程教育；计算机控制及组态技术

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的新成果，此模式符合工程人员培养的规律，代表先进的教育方法[1]．CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），CDIO工程教育理念倡导以项目任务为载体，以团队协作“学中做、做中学”的方式，培养学生的综合能力，注重知识传授、素质提高和能力培养的协调发展[2-5]．

计算机控制及组态技术是电气自动化技术专业综合能力平台核心课程，主要培养学生应用组态软件、PLC、智能仪器、数据模块、变频器和传感变送器等进行计算机控制系统集成的能力，使学生掌握计算机控制系统安装与调试的知识、技能、方法和技巧．分析目前的教学模式和教学效果，教学状况中存在比较突出的问题有：

（1）高职高专学生普遍理论基础薄弱，缺少良好的学习习惯，学习的主动性和积极性不强，但大部分学生对专业学习兴趣较高，希望能学好职业技能，未来能找到一个好的职业岗位．

（2）课程缺乏先进的教学理念指导，课程教学内容设计系统性不强，理论和实践教学融合度不高，学生缺乏对工程项目的系统认识和分析，不利于快速地融入企业实际工程项目[6]．

（3）由于长期的应试教育，学生习惯了被动接受和按部就搬，缺乏创新意识和创新的思维．

（4）学生普遍个人意识比较强，缺乏有效的沟通能力和团队精神．

针对这些问题，课程改革汲取了CDIO工程教育理念以工程项目（包括产品、生产流程和系统）从基本构想、设计、研制实现直到实际运行的完整开发过程为载体，建立一体化的相互支撑和有机联系的项目体系，让学生以主动的、实践的方式学习工程[7]，提高学生的专业能力和社会能力，从而提高其就业能力，实现其对职业岗位的需求．

1 基于CDIO理念的课程教学改革

以项目为主线组织教学，注重项目训练的完整性，突出团队意识的培养，强调应用所学知识解决工程实际问题能力的训练，鼓励和培养学生的创新意识．通过课程综合评价方案和详尽的项目考核内容考核学生知识掌握程度，系统的构建能力、团队交流和合作能力及创新能力．

1.1 课程项目的选择

课程内容分为两大模块（见表1），即课内主导模块（课程导入+5个项目）和课外学生拓展模块（4个项目）．由表1可以看出，课内主导模块项目根据课程核心知识点由浅入深进行优化排列，项目由简单到复杂，控制量由少到多；系统的类型从直接控制系统、小型集散控制系统到现场总线系统；数据采集的方式有基于板卡的、智能仪器串口通信、PLC、智能模块和混合现场总线等．课外拓展模块各项目是课内能力训练的强化与拓展．另外，综合评价方案中会具体阐述考核项目的选取．

根据专业人才培养目标，教学项目主要取材于企业自动化系统的典型案例及校企合作项目，充分利用校内各综合实训室资源，具有较强的操作性．

1.2 项目的组织和开展

课内主导模块项目中，教师为项目的主持人和知识的传授者，在项目开展过程中提供讲解、分析和指导，学生通过学习、讨论和技能训练实现项目任务和目标．而课外学生拓展模块项目中，学生为项目主持人，由学生自主选择项目，组织团队并开展实施，教师为项目导师，只提供指导性意见，并参与评价和考核．课外拓展项目更能培养和体现学生的工程实践能力、团队交流和合作能力及创造性．因此，这一模块项目在课程考核中所占的比重也相对较大．

每个项目按照“项目了解、需求分析→方案设计→硬件集成→流程图绘制→人机界面组态→输入、输出控制编程→安装调试→评价验收→技术资料编写”这一企业开发系统或者产品的实际流程开展．总结项目开展过程见表2，每个项目按照一个系统从基本构想、设计、研制实现直到实际运行的完整开发过程进行．通过这些项目训练将整个课程系统地、有机地结合起来，让学生通过实践案例的“整体、连续”运行过程，提高其专业能力、方法能力和社会能力[8-9]，实现知识、素质和能力的统一[10]．

2 综合评价方案

课程教学各项目既有联系又相对独立，每个项目结束均填写项目考核评价表（见表3），项目考核评价中，考核要点主要包括构思、设计、实施和运行４个阶段的知识、能力要求及通过项目训练所要培养的素质要求．

课程总共9个项目中（见表1），取课内5项中单项分数最高的项目4项（每项占总分的10%，共占总分40%）加课外拓展可选3项（每项根据难易程度占总分分值比例各有不同，共占总分60%），共7个项目成绩按比例构成最终的课程总评分．考评时由每组队长组成一个考评小组，每个项目成绩由考评小组评价（30%）和教师评价（70%）结合进行评分．

评价方案中，考评项目的可选性和考核小组的加入，增加了作为项目主体的学生的选择权和决定权，自实施以来，学生的主动性和积极性明显提高．通过7个项目按不同比重分配比例构成课程最终成绩的方式，对学生学习效果的判定具有更高的可行度和可靠性．同时也对学生学习起到鞭策和监督的作用，有利于教学效果的提高和教学目标的落实．

表3 项目评价表

3 结语

基于CDIO 理念的计算机控制及组态技术课程教学改革在自动化专业经过１年的实践，许多学生的理论知识掌握扎实，动手能力、人际交往能力、团队合作能力及工程系统能力得到有效提高．当然，项目设置和考核评价上，尚需结合课程培养目标和项目实施情况，适当调整或者补充，不断完善改革的内容，激发学生学习的热情并真正成为德才兼备，企业用得上的专业人才．

[1] 顾佩华，陆小华，沈民奋．CDIO大纲与标准[M]．汕头：汕头大学出版社，2008：1-2

[2] 顾佩华．CDIO在中国（上）[J]．高等工程教育研究，2012（3）：24-40

[3] 陈解放．“产学研结合”与“工学结合”解读[J]．中国高教研究，2006（12）：34-36

[4] 李小霞，花勇，刘奎武．基于CDIO的自动线安装与调试课程的教学改革与实践[J]．中国现代教育装备，2014（23）：106，108

[5] 顾学雍．联结理论与实践的CDIO——清华大学创新性工程教育的探索[J]．高等工程教育研究，2009（1）：11-23

[6] 杨雪，王玫．CDIO 在数字电子技术教学模式改革中的应用[J]．南京工程学院学报：社会科学版，2010（3）：65-68

[7] 张文硕，张有志．高职教育引入CDIO 的探讨[J]．扬州工业职业技术学院学报，2011，8（2）：33-35

[8] 丁惠忠．基于CDIO 理念的电气自动化技术专业人才培养模式改革[J]．沙洲职业工学院学报，2013，16（2）： 44-47

[9] 姚庆文，丁辉．高职实施“CDIO”模式的研究[J]．常州轻工职业技术学院学报，2011（3）：21-22

[10] 夏长凤．基于CDIO 电气自动化专业人才培养模式的研究[J]．广东交通职业技术学院学报，2012，11（3）：92-96

Reform and practice of computer control and configuration technology based on CDIO

LU Wei-yao，JIANG Yuan-xing

（Department of Mechanical and Electrical Engineering，Zhejiang Tongji Vocational College of Science and Technology，311231，China）

In order to improve the teaching situation，expounds the reform of the curriculum project based on CDIO， including the selection，organization and development of the project，and the comprehensive evaluation program．By following the project life cycle of the course project teaching reform，the students' theoretical knowledge is more solid，practical ability，interpersonal skills，team cooperation ability and engineering system ability has been effectively improved.

CDIO；engineering education；computer control and configuration technology

TP271∶G642.0

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2016.04.019

2016-03-20

浙江省教育厅科研项目（Y201432354）

卢蔚瑶（1977－），女，浙江东阳人，讲师，硕士，主要从事电气自动化技术研究．E-mail：llyw2006@126.com

1007-9831（2016）04-0070-04