基于CDIO的应用型本科自动化专业导论实践课建设

林娟，王淑红

（兰州工业学院电气工程学院，甘肃 兰州 730050）

《专业导论实践课》是自动化专业的工程基础必修课，是后续专业基础课及专业课的一门引导课程。基于CDIO工程教育理念，以学生为中心，以培养能力为导向，针对自动化专业办学定位，对应用型本科自动化专业导论实践课程教学体系、内容、方法和考核与评价等方面进行改革与实践，并将电子产品制作及主干课程实践贯穿到课程教学全过程，突出对学生工程实践能力、创新能力、解决问题能力培养，为学生在自动化领域从业奠定基础。目前自动化专业导论实践课基本上还处在课程理论层次上，实践环节薄弱，教学方法与手段陈旧，学生参与教学实践活动不足，导致学生综合素质较低，创新精神和创新能力不足。自动化专业导论实践教学加入CDIO工程教育理念有利于培养学生的工程实践能力，培养团队协作意识并提高职业素养。

1 CDIO应用型本科自动化专业导论实践课程建设目标

通过自动化基本概念、自动控制系统应用范畴、电工/电子基础工程训练等知识的讲授，电子产品小制作、电气控制线路接线，使学生初步了解专业和学科内涵，明确今后学习的目标和内容，支撑专业学习成果中相应指标点的达成。

具体目标：（1）基于CDIO工程教育理念，构建“以人为本”，建立知识、能力、素质培养体系，构建“基础知识、个人能力、团队协作能力、工程系统能力”和谐统一的人才培养模式。（2）以学生为中心，以实践项目为导向，构建“注重基础教学、引进前沿技术、重在工程能力培养”的课程内容，通过自主学习、探究学习，项目学习、培养学生解决复杂问题的能力。（3）基于“考核内容能力化、考核方式多元化、考试结果交互化”的课程考核模式，体现“能力本位”的课程考核与评价体系。

表1 自动化专业实践导论课内容安排

2 CDIO实施方案

2.1 自动化专业实践导论课内容安排

（1）布置实践任务。自动化专业导论实践课开课前，指导教师根据应用型本科自动化专业应用需求，制定符合专业培养目标的题目并下达任务书，学生通过查阅相关专业书籍及网上资料，提前预习，做好实践项目准备。

（2）实践项目制作与测试。在方案确定后，每组学生根据项目需要进行硬件接线、系统测试等，在指导老师及高年级同学帮助下进行相关工作。完成项目后，由老师检查电子产品制作焊接水平以及完成程度，是否正确完成电气控制接线等。学生在制作及调试遇到问题时和指导老师及其他同学进行充分交流与合作，完成整个导论实践项目。

（3）答辩。完成实践项目后进行答辩以检验，分小组答辩，内容包括实践项目的整体方案、实施完成情况，在实践过程中遇到的问题以及是否很好的解决了问题，学生答辩后，指导老师对学生进行提问，通过答辩交流，通过实践项目学到了哪些专业课内容，锻炼了哪些能力，内容越详细越好。

（4）报告撰写。完成实践项目后，按照本科生撰写实训报告的要求撰写并提交报告，报告应包括实践项目背景，要求，方案、电子产品制作调试与测试过程、典型电气控制项目实践总结等。每个项目要求画出原理图，涉及专业器件介绍，使用专业工具情况，通过总结分析发现实践过程中存在的不足，不断完善以便进一步提高课程效果。

2.2 课程具体教学内容及实施

（1）理论教学。自动化的概念、发展简史，自动控制系统的类型、组成和应用范畴，自动化行业的特性及自动化相关产业的基本方针、政策和法规。自动化专业培养目标及人才素质要求，自动化专业教学安排、学习原理与学习方法。电工、电子基础工程训练知识：常用电工、电子仪器及仪表，典型电子元器件及电气控制元器件的名称及作用。

（2）精心项目设计课程及教学资源应用。课程实践项目开发与建设力求彰显特色性、创新性、实用性。本课程在教学内容选取上进行了精心思考，采用创新的教学理念，课程建设向学思结合、知行统一转变。打破传统的只注重知识体系的完整性、理论性，引进CDIO理念注入课程体系、注重能力的培养，让课程更贴近工程实际。形成课程的标准为重点，逐步形成课程在内的多种优质教学资源，对实施过程中产生的效果、问题，提出改进意见和建议。

（3）实践教学实施。该项目的实施可以增强学生的实践能力、动手能力、创新能力，提高学生的专业技能，提高学生的工程素质，适应社会的需要。该项目的实施，有利于提高教学质量和人才培养质量，在学院内部将形成对其他专业的辐射示范作用，有一定的应用价值。

实践教学：迎宾器电子产品制作。电子产品制作流程，电子产品制作工具使用规范。了解电子产品制作流程，制作迎宾器电子套件，实现迎宾功能音乐芯片的声音为“欢迎光临”。体会迎宾器的电路原理图如图1所示，指明各元件名称及其作用，熟悉常用工具的使用，学生实际制作迎宾器图如图2所示。

图1 迎宾器电路图

图2 学生制作迎宾器

实践教学：电气控制应用实例。电气控制实践操作流程，工具箱常用工具使用规范。三相异步电动机正反转控制的实践操作。了解电气控制接线要求，实现三相异步电动机正反转接线并调试运行。体会电气控制的原理图如图3所示，指明各电气控制元器件名称及其作用，熟悉常用工具的使用，学生实际三相异步电动机正反转接线图如图4所示。

图3 三相异步电动机正反转电路

图4 学生实际操作

3 考核评价

（1）注重学习成效的评价。通过实践项目锻炼对专业课有一个基本认识，导论课只是专业课的开始，为后续专业课程的学习起引领作用。引导学生向学习过程转变，增强学习主动性，变被动为主动学习，提高学生的学习能力和工程实践能力。

（2）注重培养具有创新能力的人才评价。教师在教学过程中根据实施不断调整讲述内容及方法，根据学生实际完成情况，答辩情况，报告撰写质量综合打分。着重培养同学思考问题，解决问题的能力，培养学生具有创新精神能力。

（3）CDIO工程教育模式评价体系。重在培养学生的实践能力，树立CDIO工程教育理念，与人合作的团队协作能力。实训考核包括平时出勤、听课表现、出勤与纪律情况、实践任务完成情况、实习报告5部分组成。平时成绩是指学生平时的考勤，实训操作中的表现与创新能力等，在日常项目中表现较好者可以加分，评价由成员互评成绩及指导教师共同给出，互评来自同一个项目组成员之间的互相评价。

实践任务考核则是包含硬件接线，综合调试等，这种考核方式有效地弥补了传统考试方式的不足之处，有效地展现了学生的学习效果，提高了学生的专业素质。本次实践项目实习报告是大学第一次学习写报告，因此要特别强调实践报告内容主要包括：实习的目的和意义、实习的主要内容和过程、实习的收获和心得体会、总结、参考文献等。成绩评定按学院有关教学实习的考核标准和成绩评定办法综合评定，成绩考核评定如表2所示。

表2 成绩考核评定表

4 结语

通过理论学习与实践教学相结合的方式完成了应用型本科自动化专业实践导论课程的建设，概要介绍了自动化专业基本概念、应用、电路基础工程训练等。了解电工、电子基础工程训练知识，通过引入CDIO独立完成电子产品小制作及电气控制线路接线，使学生理解并承担个人负责的角色。电路实践部分主要内容为电子元器件介绍，选取了典型的迎宾器电路识图并实际制作实物，工程训练实践主要内容为电气控制的基本知识做介绍，选取了典型的三相异步电动机正反转电路识图并接线调试。通过上述实践课程了解自动化专业的基本知识、基本概念及社会对自动化专业人才的需求，激发学生对本专业学习的兴趣，为后续专业基础课及专业课的学习奠定基础。