基于EIP—CDIO的项目式教学法在智能控制技术课程中的应用探讨

刘丽娜 杜钦君 姜世金 齐晓妹

摘要：结合智能控制技术课程的实际教学情况，提出了基于EIP-CDIO的项目式教学改革方案。依据EIP-CDIO理念模块化编排教学内容，构建了动学结合的层次化项目任务，形成了一种实时的闭环反馈型模块化教学模式。实践表明学生的实践创新能力得到了有效地培养和提高。

关键词：项目式教学；闭环反馈型；EIP-CDIO

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2018）16-0178-02

一、引言

《智能控制技术》课程是自动化专业的一门重要专业教育平台课，主要介绍各种智能控制技术的基本概念、工作原理、技术方法及应用。该课程具有显著的学科交叉特点，同时紧随学科前沿，对学生继续深造和就业具有举足轻重的作用。因此，实践创新能力的培养是课程教学的最终目的[1，2]。鉴于课程在专业人才培养中的重要地位，众多院校进行了理论与实践方面的教学模式改革[3，4]，但大都局限于教学思想、教材的选用、授课内容、教学方法等，存在脱离工程实践的问题，限制了学生实践创新能力的提高。因此，课程组引入国际工程教育CDIO模式[5]，结合EIP卓越工程师人才培养理念[6]，开展基于EIP-CDIO的项目式教学改革。通过项目任务驱动、模块化教学内容，提高教学质量与教学效果，培养学生综合分析、解决问题的能力，提高学生的实践创新能力。

二、基于EIP-CDIO的项目式教学模式

1.基于EIP-CDIO的项目式教学规划。课程组以EIP-CDIO理念为指导，遵循“知识、能力、素质”三位一体化原则，设计出以知识应用为导向，以能力培养为本位，以素质提升为核心的EIP-CDIO教学大纲。在安排教学内容时，围绕EIP-CDIO教学大纲，打破原有的“章节安排+知识点”的传统方式，采取“项目任务+知识链接”的方法模块化教学内容，通过项目式教学增加实践教学比例，引入讨论课，倡导主动学习。通过不断实践和完善，将教学内容分为专家控制、模糊控制、神经网络控制、遗传算法和复合控制5个知识模块。根据知识模块，围绕项目设计开展教学。基于EIP-CDIO项目式教学规划，如图1所示。

由图1可知，教师要遵循EIP-CDIO项目式教学的生命周期规则，将项目任务引入课堂，使学生带着任务去学习。然后，依据项目任务综合讲解各知识点，引导学生进行概要设计、详细设计、细化实施，完成项目设计。最后，师生共同完成项目评估验收，总结成败得失并回馈修正项目式教学过程。这是一个闭环的动态过程，教师需要预先准备好项目任务，围绕项目进行教学设计，学生则为解决项目而主动学习理论知识和专业技能，通过查阅文献、网络资源、动画视频等进行分工合作，交流探索，并主动求助教师指导完成项目设计任务。

2.构建“动学结合式”层次化项目任务。课程组构建了“动学结合式”层次化项目任务，形成授课、研讨、团队设计的新形式，以达到“教、学、做”相结合的目的。课程紧密贴合CDIO能力培养和EIP素质培养目标，将项目任务分为基础和创新两个层次。其中基础项目为基础演示型项目，与实验或实践教学环节相结合；创新项目为综合应用型项目，来源于教师的科研项目，也是后续自动化专业综合课程设计的基础。所有项目针对不同的智能控制技术应用而构建，旨在培养学生的综合应用、实践创新和团队协作能力。

三、教学实施与效果

1.教学实施过程。依据图1所示的教学规划，在模块学习之初，教师将项目任务提前布置给学生，让学生根据项目任务分解的知识链接带着问题去听课。然后，学生自由组队进行设计，一般每组4—5人，人数过多会导致某些同学只看不做，人数过少将会导致学生设计任务较重难以完成。小组各成员间分派任务，相互协作，共同完成设计任务。最后，每位同学提交项目设计报告书，通过项目汇报、答辩、学生自评和教师评价综合评定学生的项目成绩。至此，按照EIP-CDIO的生命周期规则项目设计完成，同时形成了一种实时的闭环反馈型模块化教学模式。

2.教学效果与评价。针对项目式教学，学生的成绩采取“过程性考核+终结性考核”的综合评价方式。过程性考核指的是多种形式（汇报答辩、设计报告书等）、多个阶段（随机测试、文献阅读、期末考核等）、多种类型（项目参与、课堂讨论等）的考核，终结性考核则采取试卷考试的形式。成绩评定加大项目考核与阶段性考核成绩比例（原则上≥40%），减少期末成绩的占分比例。为了解学生对项目式教学改革的认可度，针对2013级自动化专业160名学生做了关于EIP-CDIO项目式教学改革的问卷调查。调查表明，大多数学生对项目式教学改革是认可的，认为项目内容和知识模块设置合理，对课程的实用性和随机测试表示赞同，同时认为进行改革后该课程对就业和继续深造具有较大的帮助。

四、结论

基于EIP-CDIO的项目式教学法在《智能控制技术》课程教学中的实践证明：将EIP-CDIO卓越工程人才培养理念引入课程的教学改革中，有助于培养学生的实践创新能力。模块化编排教学内容打破了原来的章节授课模式，相关的知识链接有助于学生更好地理顺课程的知识结构，有利于学生更好地掌握智能控制的知识体系。通过构建动学结合层次化项目任务，形成了一种实时的闭环反馈型模块化教学模式，有助于提高课程的教学质量与教学效果。

参考文献：

[1]张允，张运波，侯丽华，等.应用型本科“智能控制技术”课程教学改革的研究与实践[J].中国电力教育，2012，（12）：52.

[2]巩敦卫，张勇，孙晓燕.“智能控制技术”课程全方位多层次考评方法[J].电气电子教學学报，2014，36（1）：52-53.

[3]何其文，李德尧.高职院校智能控制技术专业群建设的研究与实践[J].湖南工业职业技术学院学报，2016，16（3）：121-124.

[4]徐凯，王爱娟.电气类专业智能控制理论教学改革的探讨[J].实验室研究与探索，2011，30（3）：130-133.

[5]张海清，黄健，陈高云，等.CDIO模式下面向授课过程的质量评价体系研究[J].教育与教学研究，2017，31（2）：124-129.

[6]李守军，马小平，邱义臻.EIP-CDIO理念下工业自动化教学探索[J].煤炭高等教育，2014，32（3）114-117.