CDIO综合训练项目（精选10篇）
CDIO综合训练项目 篇1
一、概述
在大工程的背景下，为了提高学生的工程实践能力和综合工程素质，加强“厚基础、宽口径、创新性、复合型”高素质的人才培养，同时，为适应新形势下学生创新、创业精神和综合能力的培养，提高实践教学和综合能力训练力度，必须坚持复合型和创新应用型人才培养的实验教学指导思想，注重多学科融合，强调机电设计、制造、控制与管理相结合以及人文艺术素养兼顾的综合培养模式。在完善理论教学的同时，大力加强实验与实践教学改革，着力推进实践教学内容、方法、手段、管理以及实验教学模式的改革与创新。立足浙江、面向全国的经济发展大环境、迎合企业对人才的要求，改变新形势下学生就业尴尬的局面，把工程素质教育与文化艺术素质教育有机地联系起来，并加以综合运用。培养学生工程技术基础扎实、人文艺术素养优良的综合能力，促进学生知识、能力和素质协调发展。在实践教学内容安排上，我们将综合训练项目贯穿整个大学的培养过程，利用综合创新训练平台，通过各种综合创新及创业设计和各类学科竞赛，培养学生设计制造、成本分析、工业工程管理、创业策划和团队合作等综合能力。“认知—综合”两端式实践教学方案及综合训练项目的实施，对建立多学科融合和交叉的综合实践能力训练，探索新时期高校新型人才培养模式，具有重要的意义。
二、实践教学方案
在教学理念上打破传统的实践教学培养模式，突出“认知—综合”两端式实践教学环节。认知训练，使学生提前介入综合训练项目的学习和研究；综合训练项目培养学生的综合创新能力，进一步强化认知的效果。“认知—综合”两端式实践教学环节，贯穿整个大学的培养过程，从而激发学生学习的积极性和主动性，为又好又快地培养多学科融合和交叉实践能力的高素质人才创造了优越的条件。
在学生入学初期，通过工程训练中心的认知训练，为刚入校的学生展示现代制造全过程，使他们了解现代制造所涉及的机、电、管、控等多学科融合的全貌。在认知训练阶段结束时，要求学生确定综合实践训练项目，使学生提前介入综合训练项目的学习和研究，工程训练中心起到了现代制造的“入学教育”和专业引导作用。此后，学生带着综合实践训练的任务进入各专业知识的强化训练和学习阶段，无形中增加了学习的主动性和针对性，分别由各专业实验室完成实践教学的中间阶段—基础训练与专业训练，同时鼓励学生通过辅修第二专业的形式跨学科强化专业知识学习。最后，学生进入高年级后又回到工程训练中心，利用综合创新训练平台，通过各种综合创新设计以及综合竞赛，对不同学科的知识加以综合运用，并完成综合训练项目。
以现代制造业的“大工程”为主线，结合“机电一体化”系统和“管控一体化”过程进行多学科融合，重点突出“认知—综合”两端式的实践教学，最终培养学生的“三创”（创意、创新和创业）能力和综合实践能力。综合创新训练平台如图2所示。学生在完成基础课实验与专业课实验后，进入综合训练阶段。首先学生根据兴趣和意向选择综合训练项目，以满足学生个性化学习的需要。通过综合训练方案制订、开题报告、具体实施、答辩评分等环节，培养学生系统地、科学地应用现代工程知识的能力、创新能力和工程实践能力。综合训练项目包括定制项目、课外科技活动、竞赛、教师课题、新苗计划、开放实验室项目等，围绕机电一体化工业系统及管控一体化制造过程，要求体现跨学科、跨专业、以及创意设计、创新理念、创业计划等内容。通过综合训练阶段，完成所学知识与社会需求之间的对接，全面提高学生的综合实践和“三创”能力，使学生基本具备走向社会的就业、工作和创业能力。实验室全天开放，创新教学团队提供指导。同时，面向全校学有余力的学生，提供模块式的培养方案，制订个性化综合训练项目，由专门老师跟踪指导，最后在工程训练中心完成训练项目和答辩。针对有发展潜力的项目，直接进入学校大学生科技创业园进行创业孵化。最终达到“自行设计、自主研学、自由创造”的教学目标。
实践教学体系从认知到基础和专业训练，再到综合训练，符合人才培养的科学规律。各阶段的训练内容配置，以“现代制造业”的理念为指导，以提高学生工程能力、创新能力和综合素质为目标，具有渐进、互动、模块、开放等特点。
三、综合训练项目
针对综合性工程训练的教学特点和复合型工程应用人才的培养要求，综合训练特色项目设置坚持“机电、经管、控制”多学科融合的原则，通过特色项目的实践教学，培养学生在机电产品设计制造、工艺和成本分析以及工程管理等方面的综合能力和“创意、创新、创业”能力。综合训练特色项目设置如表1所示，设置了7个规定的项目、学生自拟题目、各类学科竞赛以及工程训练中心项目。其中7个规定的项目来自教师的科研项目，结合学院的学科方向，符合“机电、经管、控制”多学科融合的原则，曾作为“挑战杯”的作品参加过比赛。学生自拟题目可以结合教师的科研项目、学生的各类科技创新项目而确定，通过学院教学工作委员会审定。各类学科竞赛的题目，应满足学科竞赛的要求，要有设计制造、成本分析、工业工程管理、创业策划等内容。工程训练中心项目是指根据学院实验室发展的需求而提出的实验设备自制计划，除设计制造外，补充成本分析、工业工程管理、创业策划等内容。综合训练按以下步骤实施。
1. 第一步完成选题与组队。根据学生的兴趣与意向，以4～5个同学为小组，选择综合训练项目。
在充分调研和分析的基础上，进行概念和创意设计。
2. 第二步完成方案设计。
综合运用所学的知识，在概念和创意设计基础上，对训练项目进行方案设计。在方案设计中，增加对项目市场营销、成本分析、工程管理、财务预测等方面的考虑，做出全面、系统、合理的方案，以培养学生的“三创”能力以及团队协作精神。
3. 第三步加工与装配。
根据设计的技术要求，制订合理加工工艺，以使在给定批量条件下加工成本最低。在学院实验示范中心中，进行零件加工、装配。在这一阶段，主要培养学生基本工程素质和操作能力。同时，结合项目进行制造成本分析，通过对制造过程的组织和管理，提高学生成本分析及控制和工业工程管理的能力。
4. 第四步质量检验与误差分析。
对制作完成的作品进行质量检验与性能测试，检验产品是否符合设计任务书规定的要求，分析误差、不足及产生的原因，提出改进的措施。通过质量分析、管理与控制环节，培养学生分析问题与解决问题能力，提高工程管理素质。
5. 第五步制订创业计划。
对制作完成的作品，根据生产批量，制订创业计划。结合所学的企业管理、市场营销、财务管理等方面的知识，对创业计划进行可行性分析，从而培养学生的创业精神和创业能力。
6. 第六步答辩与考核。
按照各阶段的方案报告、生产报告、市场报告和创业计划书打分，结合现场答辩和辩论情况评分，最后得出综合分。
四、结束语
坚持复合型和创新应用型人才培养的实验教学指导思想，注重多学科融合，强调机电设计、制造、控制与管理相结合以及人文艺术素养兼顾的综合培养模式。在完善理论教学的同时，大力加强实验与实践教学改革，着力推进实践教学内容、方法、手段、管理以及实验教学模式的改革与创新。以人为本，加强和发挥学生的自主性和能动性。以能力培养为核心，注重培养学生的实践能力和“创意、创新、创业”三创能力。促进学生知识、能力和素质协调发展。夯实基础、拓宽知识、学科交叉、突出综合、体现特色、培养“三创”和提升素质。本文提出的“认知—综合”两端式实践教学方案以及综合训练项目，经过三年多的实践证明，学生的兴趣、积极性、自主性得到了极大的发挥，促进了“三创”能力和综合素质的提高。从我校机械工程学院学生来看，近年来各类学科竞赛成绩优异。学科竞赛既能提高学生的工程与“三创”能力，又能培养团队合作精神。学生能力和素质的提高，使毕业生就业率一直在全省高校中名列前茅，赢得了用人单位的好评。同时，学生自主创业的数量逐年上升，为建立创新型国家奠定了未来的基础。
CDIO综合训练项目 篇2
关键词：CDIO模式;电子信息;工程训练平台
中图分类号：G434文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2015）01-0088-02
一、引言
我国电子信息类专业教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的电子工程师，然而目前我国高校培养的电子信息类人才普遍缺少工程实践能力和创新能力。CDIO工程教育模式作为国际上一种最新的研究成果于2008年引入我国，为解决许多国家包括中国都面临的工程教学与实际产业需求脱节的问题提供了非常有价值的工具模板，为工程教学改革提供了最佳实践的框架。[1]
二、工程训练的现状与问题
工程训练主要是为了培养学生的工程实践能力、创新能力和综合素质。学生通过训练载体，以操作训练为手段进行实践，是高校大学生参加工程实践、大学生课外科技活动和创新设计的主要方式。欧美等主要发达国家的工程训练方式多样，主要通过以下几种方式实现学校教育与社会需求的有机结合：①加强与行业、企业的密切联系和合作;②增加课程设计和实践教学环节的比例;③尊重学生个性，培养团队协作能力;④加强本科生科研训练。
目前，我国理工科院校主要的工程训练载体包括工程训练中心、教学工厂和研习工厂等。工程训练获得一定效果的同时也存在一些问题。第一，教学功能单一。工程训练教学体系偏重机械类或近机械类专业的课程传承需求，训练内容偏重技能实训，与工程实际相脱节。[2]学生在实践过程中，不能产生真正的工程实践体验，因而很难培养工程实际所需的分析问题、解决问题能力，人才培养严重脱离产业需求。第二，教育资源相对匮乏，导致高校工程训练尚处于低水平。第三，管理体制及运行机制较为落后，教学管理较为松散。这些都导致我国工程技术人才培养的质量不尽如人意。电子信息类专业工程训练同样也存在着这些问题。
针对以上问题，本文将国际上先进的“构思（conceive）、设计（design）、实施（implement）、运行（operate）工程教育理念引入到电子信息类专业实践类课程的教学改革中，并在此基础上开发出一个基于CDIO架构的工程训练平台。
三、电子信息类工程训练平台建设内容
以CDIO大纲和12项标准为指导，从电子信息类工程人才培养目标、工程训练层次、工程训练内容、工程训练中心的资源配置、平台运行效果的评价机制和平台运行的保障环境和优化等方面构建。
1.一体化工程训练课程体系
一体化课程是CDIO的四大主题之一，也是学生学习构思与设计复杂系统相关知识、技能的重要保证。[3]针对电子信息行业与专业发展需求，结合CDIO 能力大纲与相关标准，整合通识课程与专业课程的内容，优化通识教育课程内部结构，融合学科课程与综合课程，开发按电子信息系统设计要求的多学科或交叉学科课程，打破学科之间的壁垒，最终建立以项目设计为导向、以能力培养为目标的 “五层次四能力三结合”的渐进式CDIO工程训练课程体系，模型如图1所示。
其中“五层次”指通识基础与工程认知项目实践、工程基础项目训练、综合项目训练、拓展与创新项目训练和企业实习——毕业设计;“四能力”指培养电子工程师所必须具备的基础、专业技能、工程应用、创新设计等能力;“三结合”指学研产结合、课内外结合和校内外结合。将原来独立的课程实践、训练编制成大学本科阶段从低年级到高年级不同层次的训练，通过项目设计使整个课程体系系统地、有机地结合起来，并把个人、人际交往以及产品、过程和系统的建造能力的培养有机地融合到一起。
通识基础与工程认知项目实践是整个体系的起始阶段，教学目的就是培养学生的通识技能和体验工业生产现场、了解工程状态、认识技术手段、强化理论与实践相结合的工程意识，[4]在学生入校第一学期进行;工程基础项目训练在大一第二学期和大二进行，主要是工程意识和工程能力的进阶阶段，通过基础项目来整合学生学过的多学科或交叉学科课程内容;综合项目训练在大二下学期和大三进行，通过综合性的项目，使学生掌握电子系统的设计与制作，综合培养学生解决实际问题的能力;拓展与创新项目训练在大三的下学期和大四进行，通过开设第二课堂、职业技能培训和各种竞赛来不断培养学生的创新设计能力。创新项目主要来源于教师科研项目的子项目和大学生创新训练等。开设的各种赛事主要有电子设计大赛、机器人设计大赛、创新设计大赛;毕业实习和毕业设计是整个训练的最高阶段。学生在学完所有的专业课程和相关项目训练后，进入企业进行实习，接受工程项目的培训和任务。毕业设计内容可以通过学生实习所承担或接触项目的子系统项目来进行，利用所学的知识，就一个产品项目完成构思、设计、实施、运行等全过程的训练。
2.工程训练平台运行的生态环境保障研究
工程训练中心是平台项目“构思、设计、实施、运行”的主要依托载体，保障工程训练平台的良性运行，须从硬件上和软件上对工程训练中心进行建设。
硬件上：一是将相近学科的实验室“联合共建”，重视实验设备的更新和维护。二是开放实验室及训练项目，培养学生的兴趣，增加学生实践机会，让学生建立主动的学习经验，使学生从“听中学”转向“做中学”。三是建立仿真实验平台，为区域工程专业人才的训练提供场所，整合、利用和拓展平台功能;四是要加强对外交流合作，与国内外优秀企业积极开展产学研合作，将平台中心建设成为企业工程实践教育中心。
软件上：一是研究保障学校、企业、平台之间良性运行的分工机制、协作机制、激励机制和资源互补机制。二是扩大社会影响，吸引政府财政投入、企业投入和其它社会力量投入，并制定激励措施不断提高教师的工程实践能力和教学水平。三是开发最新技术项目，项目来源上可以从行业最新科技竞赛项目和对口企业最新开发项目上着手。
3.工程训练评价体系研究
借鉴CDIO的教学模式，学业评价方面可以包含理论知识的笔试、学生作品的评价（重点考核）、报告撰写的质量、设计过程的投入度、与小组成员合作的良好情况、成果的自我评价与宣传、面向教师、学生的答辩水平等，以及各项因素的权重研究;教师评价方面，对教师的考核以评价工程项目的设计、产学研合作和技术服务为主，职称认定时要有一定的工程实践经历。
参考文献：
[1]王旃，韦巍，姚缨英.CDIO渐进应用模式的关键管理变量研究[J].高等工程教育研究，2013（5）.
[2]吴波，隋金玲，刘华，李合增，张剑锋，陈琪，黄艳芳.“校企联合、资源共享”的“工程训练”课程建设与实践[J].中国大学教学，2013（5）.
[3]J.Bankel，K.F.Berggren，K.Blom，et al.The CDIO Syllabus- A Comparative Study of Expected Student Proficiency[J].European Journal of Engineering Education，2003，28（3）：1-26.
[4]马鹏举，王亮，胡殿明.构建多学科交叉的现代工程训练平台[J].高等工程教育研究，2009（5）.
CDIO综合训练项目 篇3
关键词：中职,药剂专业,综合技能训练,项目教学
为适应人才市场需求并体现全面素质教育, 突出对学生创新能力、创业能力和实践能力的培养, 在教育部《关于进一步深化中等职业教育教学改革的若干意见》指导下, 中等职业教育掀起新一轮的教学改革热潮。中等职业教育的岗位目标是培养技能型人才, 即重点培养学生的动手能力及岗位工作能力。要达到这一培养目标, 笔者认为除了适当增加实训课时外, 重点在于改革教学内容、教学方法、教学环境及评价模式。特别是专业课教学, 更应淡化理论知识的系统性和学科性, 突出知识的必需性和实用性, 注重实践教学满足相应岗位职业能力需求。
1 改革课程的确定
专业实践是强化学生职业技能、提高综合素质和职业能力的重要环节, 是“工学结合”人才培养模式的必然要求。中职药剂专业的药学实验教学对于培养学生的创新能力和实践能力有着非常重要的作用, 但目前传统的教学方法存在不少缺陷:传统的验证性实验较难提高学生思考问题、解决问题的能力及培养学生的创新能力;各专业实验教学分开进行, 很难提高学生的专业知识综合运用能力及岗位工作能力;现行药剂专业核心课程的部分实践教学内容、有关项目操作流程未能对接工作岗位需求, 实验实训的传统组织形式容易导致理论学习与实际操作脱节, 这些都不利于引导学生将已有的专业技能转化为职业能力。
现行2011年广东省中等职业教育药剂专业教学指导方案 (试行) 中的课程设置虽然按药剂不同专业方向设置医院药剂综合技能训练、药品分析综合技能训练及药品营销综合技能训练等课程, 但没有相应的配套教材, 这给实际教学工作带来一定困难。因此, 我校药剂专业的课程改革就从综合技能训练课程开始。
2 课程改革的实践
当前课程改革的主要流派有工作任务说、工作过程 (适应/设计) 说及项目课程。在我校药剂专业建设指导委员会的组织下, 药剂专业主干课程教师与医院、企业的工作骨干合作, 共同研究药剂专业教学计划、教学大纲及相应岗位工作内容, 最终确定采用“项目课程”来编写校本《医院药剂综合技能训练》、《药品分析综合技能训练》及《药品营销综合技能训练》等理实一体化工作页。
2.1 改革思路
本工作页实践项目是根据岗位工作内容, 通过校企 (院) 合作共同制订的, 各实践项目均包括实验前准备、学习目标、实训任务、原始记录与实验报告及实验评价5部分。遵循理论知识“够用、实用”, 技能“必需、规范”原则, 充分突出“做中学、做中教”的职教特色, 体现“项目为载体、能力为本位、学生为主体”的课程改革思路, 以提高学生学习主动性及针对性, 提高学生团结协作、动手、思考及解决问题等能力。
2.2 改革教学方法, 体现项目教学
项目教学法是将一个相对独立的项目, 交由学生自己处理的教学方法。从信息收集、方案设计、项目实施到最终评价, 都由学生自己负责。学生通过该项目的进行, 了解并把握整个过程及每一环节中的基本要求[1]。现以两项实训模块为例来介绍本课程的项目教学过程。
模块一:复方磺胺甲恶唑片的制备与质量分析。该项目模块可分为4项工作任务:学会制备复方磺胺甲恶唑片;从4种待检片粉中鉴别出复方磺胺甲恶唑片;检查复方磺胺甲恶唑片的崩解时限及溶出度;采用双波长法测定复方磺胺甲恶唑片中磺胺甲恶唑的含量。模块二:口服补液盐散 (Ⅱ) 的制备与质量分析。该项目模块分成3项工作任务:对纯化水进行质量分析;制备口服补液盐散 (Ⅱ) , 并进行装量差异检查;对口服补液盐散 (Ⅱ) 进行质量分析。
每一项工作任务又可进一步设计成若干子任务, 如“模块一的第二项任务”可设计成4个子任务:通过抽签, 各组按抽签结果自选仪器, 配制相应化学试剂, 供6组学生使用;每组发放4种检品, 包括甲氧苄啶片粉、磺胺嘧啶片粉、磺胺甲恶唑片粉及复方磺胺甲恶唑片粉, 从中鉴别出哪一份检品是复方磺胺甲恶唑片粉;各组展开竞赛, 看哪个组能最快鉴别出对方组给出的检品;对本次实验进行总结, 并完成评价表。
本课程还采用了灵活多样的教学方法, 如分组工作法、模拟教学法、案例教学法、头脑风暴法等, 目的在于提高学生的学习兴趣及动手能力, 进而提高教学质量。
2.3 改革教学内容, 体现综合性
(1) 综合药剂专业主干课程。综合药物化学、药理学、药剂学和药物分析等主干课程的重点知识与主要操作技能, 包括药物的结构与性质、药物制剂的生产、药品的临床应用、药品的质量分析等知识。
(2) 综合各剂型的生产方法。在本课程的各项实训模块中融入药品不同剂型的生产及质量分析内容, 包括口服液、散剂、片剂、胶囊剂、软膏剂、注射液、粉针剂等剂型。
(3) 综合各种分析方法。除了常见的化学分析方法, 如滴定分析法外, 还在各项目模块中融入旋光法、折光法、电位法、紫外-可见分光光度法、红外分光光度法、薄层色谱法、高效液相色谱法等现代仪器分析法。
(4) 综合各种分析对象。除了常见的原料药及药物制剂的分析外, 本课程还加入实验用水 (如纯化水、注射用水) , 常用溶剂 (如乙醇、乙醚) 及常用辅料 (如淀粉、硬脂酸镁) 等的质量分析。
(5) 综合各种生产设备及分析仪器的使用。以上两项实训模块为例, 包括电子天平、恒温鼓风干燥器、旋转式压片机、片剂崩解仪、智能溶出试验仪、紫外分光光度计、旋光仪、酸度计等仪器的使用。
2.4 改善教学环境, 体现校企合作
项目教学的实施必须以理实一体化教室作为硬件支撑。我校作为市卫生职教集团的龙头单位, 与职教集团其他成员单位 (医院、医药企业) 紧密合作, 共同建设药剂专业校内 (外) 实训基地, 在校内已建成模拟药房、模拟药检室、模拟药物制剂室及一批理实一体化实训教室, 为本专业开展项目教学提供便利条件。
除了校企合作共建实训基地外, 我们还与相关医院、企业协商, 以他们在实际工作中使用的操作规程、生产过程记录表、检验原始记录表及药品检验报告书等为蓝本, 修改完成相应实训项目的实验报告, 使实践教学内容、有关项目操作流程更好地与工作岗位需求对接, 以利于学生将专业技能转化为职业能力。
2.5 改革教学形式, 突显个人自主性
实训分小班教学, 将每班学生再分成6个小组, 每次的组员均不同, 由不同的学生担任组长。用扑克牌随机抽牌的方式分组。以每组5人为例, 洗牌后在课堂结束前抽牌, 抽取两副不同扑克牌中的数字1~6各5张, 抽到同样数字扑克牌的学生为一组, 再由教师确定组长, 例如指定由抽到红桃的学生做组长, 而当5人中有两张红桃时, 再确定由哪一副扑克牌的红桃做组长, 而组长应在下次课上课前按实验要求组织本组学生分工完成准备工作, 还要在每次实验课结束前对该次实验进行总结, 向其他组介绍实验成功的方法与技巧, 或者分析实验失败的原因。
每一次实训都尽量让更多的学生真正参与操作过程, 思考问题并解决问题。如实训过程中可以确定每组的某位学生 (如抽到黑桃的学生) 为观察员, 观察邻组学生的操作, 最后由该学生对其操作进行点评;课堂上的问题回答也可由教师随机确定, 如由每一组抽到方块的学生回答。
2.6 改革评价模式, 体现评价多样化
本课程的考核评价包括教师课间评价、组内成员互评、实验报告及操作技能考核4项内容。其中操作技能考核的评分标准是由行业专家与专业教师共同制定, 考核时邀请行业专家共同参与评价, 以便及时发现问题, 进而完善评分标准。笔者认为, 考核评价不止是为了了解学生的理论知识水平及综合实践能力, 重点还在于通过考核评价促进学生主动学习并提高动手能力。
以模块一的任务“从4种待检片粉中鉴别出复方磺胺甲恶唑片”为例来介绍评价模式的实施。第一项实训任务要求各组按抽签结果列举出完成该项任务 (如配制稀硫酸300 ml, 分装, 供6组使用) 所需的实验用品 (试剂及仪器) , 然后凭清单向教师领取相应物品, 若在实验过程中才发现少了部分实验用品, 可以申请补领, 但是补领得越多扣分越多, 同时完成任务用时最短的小组该项分数最高。这种评价方式以比赛的形式既提高了学生的学习兴趣及动手能力, 又锻炼了学生的思维能力及团结协作能力 (列举实验用品需要全面思考, 细致到胶头滴管、药勺、称量纸、标签及玻璃棒等) 。第二项鉴别任务如何完成, 各组可以自由发挥, 对鉴别方法的选择及操作顺序、实验现象的判断由各组讨论决定, 同样最快鉴别出待检样品的小组该项分数最高。经过一系列鉴别操作, 各组得出结论后开始第三项任务, 由第一组挑选本组一份检品给第二组, 以此类推, 每组得到一份检品后, 就开始比赛哪个组最快鉴别出该检品是何种片粉, 同样根据鉴别速度依次给出分数。然后由最快的小组派代表总结实验的注意事项及操作技巧, 教师只进行适当点评。这样, 既反馈了学生对本次课知识的掌握情况, 又充分体现了“学生为主体”的教学改革理念及“做中学、做中教“的职教特色。最后由教师填写小组课间评价表, 学生填写组内成员相互评价表。
3 课程改革对学生的培养
综合实训课程注重对学生综合能力的培养, 通过将各专业主干课程的重点知识及主要技能以工作引领、项目教学的形式融会贯通, 既让学生进一步理解了不同学科间的相互关系, 又能体现专业知识的综合运用, 切实培养了岗位工作能力。在综合实训课程中, 学生参与实训的主动性、积极性得到充分调动, 思考问题、解决问题的能力以及沟通表达能力、动手能力得到明显提高, 同时也培养了学生的团队合作精神, 使学生更贴近用人单位的要求。
参考文献
CDIO综合训练项目 篇4
[摘 要]作为教学效果最具时效性和导向性的检测手段，考核方法是课程教学及其改革的重要组成部分。根据CDIO教学模式改革需要，机械原理综合考核方法涉及课堂参与度、课外项目验收和课程基本知识等多个方面，贯穿课堂教学全过程，需处理好教学理念和教师、学生、教学资源等投入问题。实践证明，机械原理综合考核方法可激发学生学习兴趣，提高课堂教学效果。
[关键词]机械原理 CDIO 综合考核方法 课堂参与度 课外项目验收
[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）08-0138-03
机械原理是机械类和近机类专业的主干技术基础课，是理论课程向实践课程过渡的重要环节，在培养机械类高级工程技术人才的基本知识和技能、创新能力、基本素养等方面具有关键作用。[1]随着经济和科技的发展，新型机械产品及其工作原理层出不穷，对传统的机械原理课程教学和考核方法提出了综合改革要求。[2] [3]课程考核既是教学的重要组成部分，也是检验与保证教学效果的关键环节和手段，是课程综合改革的重要组成和关键环节。笔者探索一种符合机械原理项目式教学模式的综合考核方法，经多年教学实践证明，效果显著。
一、综合考核方法改革必要性
国内众多高校长期进行机械原理课程教学模式改革的探索，尤其是课程体系和内容[4] [5]、教学手段和方法[6] [7]等方面的改革与实践，但是考核方法仍以考试模式为主，进行小范围内修补性改善工作的实践[8]，仍以“知识量化记忆考查”为主，期末考试决定课程成绩，使学生产生“考前突击”和“只注重理论知识”的应试心理，形成“重知识轻能力”的不良导向，导致学生平时上课积极性不高、动手实践活动兴趣不足和创新思考意识不强等问题，这势必影响课程教学效果和人才培养质量。
结合江苏科技大学机械制造专业试点的国家级“卓越工程师教育培养计划”项目，深化基于CDIO的机械原理教学模式改革，即在传统课堂教学和实验教学基础上，引入计算机技术和Matlab软件，进行包括运动分析、力分析、连杆机构设计、凸轮廓线设计、齿轮廓线设计和速度波动调节在内的课外解析法项目研究，要求学生分成3-4人一组，共同完成其中三类项目的分析建模、编程求解、报告撰写、演示答辩等任务，并提交研究报告、Matlab源文件和关键草稿纸等过程材料，进行汇报答辩，研究报告应内容完整、工整清晰、统一规范，Matlab源文件应运行流畅且具有良好的可读性。为保证基于CDIO的机械原理课程教学模式改革质量，进行贯穿课程教学全过程的、配套的多元化综合考核方法改革与实践，是十分必要的。
二、综合考核方法改革与实践
为消除以“知识量化记忆考查”为主的、期末闭卷考试单一形式的课程考核方法的不利影响，基于项目式教学的机械原理课程，采用贯穿课程教学全过程“课堂参与度、课内实验、课外项目和期末考试相结合”的全方位，多元化综合考核方法（见表1），基于CDIO的机械原理综合考核方法的主要改革措施与实践方法如下。
表1 基于CDIO的机械原理综合考核方法实施方案
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（一）面向学习态度和基础能力的课堂参与度考核
随着高校扩招后学生基本素质的普遍下降，课堂出勤率和参与积极性，普遍也下降。端正学生学习态度并激发学习兴趣，提高课堂教学质量，尤其是具有理论性、系统性和工程实践性的机械原理的教学质量，是建立机械工程意识和基础能力的有效保证。将学生分成3人组（最后一组可能为4人）进行编号，按编号分块安排教室座次，以便于快速统计缺席人员、分组讨论、课堂提问和课外项目布置等工作。平时成绩按缺勤率扣分和课堂参与度加分计算，总分不超过20分。以56学时机械原理课程为例，缺勤扣0.5分 / 次，缺勤1 / 3以上者，取消课程考评资格；回答问题或上讲台演示加1-3分 / 次。
根据面向学习态度和基础能力的课堂参与度考核计算学生平时成绩，方法客观、公平、公正、可实施，学生各自的努力和付出决定平时成绩，避免了教师的人为因素影响、点名等考勤的时间浪费，并弱化师生矛盾，重点考核学生对待学习的态度、从课堂上获取知识的能力，包括理解能力、计算能力、收集归纳资料的能力、表达能力等。
（二）面向综合能力和科研素养考核的项目验收
根据机械原理课堂教学进程，课外项目逐一从教学资料[6]中选择或自由申请，需教师审核并确认各小组项目差异性和难度，小组成员间须有明确的分工与协作，禁止以逸待劳。项目完成后，小组提供课外项目研究报告、Matlab源程序和关键草稿纸等材料，并申请答辩。
学期末，由任课教师组织3-5名教师组成答辩组，对小组及其成员进行课外项目验收评分。各小组进行课外项目演示汇报，其中项目汇报的程序为：演示5分钟、总结汇报3分钟、回答问题7分钟，总计15分钟。根据考核内容与评分依据（见表2），答辩教师分别评定小组总体成绩，再参照小组成员分工、答辩汇报和回答问题等情况，分别确定各成员成绩，最后计算答辩组教师评分平均值，即为课外项目成绩。
表2 机械原理课外项目验收考核评分表
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机械原理课外项目研究和验收过程中，以学生为主体，教师承担指导答疑与考核验收等辅助工作，重点考核学生应用所学知识对工程实际问题的分析及解决能力，包括理论联系实际的能力，创新开发能力，自主学习、交流沟通、团队协作、活动组织等综合能力。
此外，开展科技论文写作规范训练和科研素养教育。在机械原理学科发展方向调研和文献查阅基础上，学生自选题目，如机械发展史、医疗机器人、生物机械、仿生机构、微小机械等，严格按照国家科技论文写作要求和规范撰写报告，独立完成综述性论文1篇，包含题目、中英文摘要、中英文关键词、引言、正文、结论和参考文献等部分。依据论文内容完整性、格式和符号规范性、语言精练性（避免抄袭现象）评判打分，可替换上述三项课外项目的最低分。
（三）课程基本知识考核
期末考试重点考核学生对课程基本理论、基本知识和基本技能的掌握情况，包括结构分析、运动分析、力分析和连杆机构、凸轮机构、齿轮及轮系等常用机构。采用闭卷笔试模式，包括选择填空题、判断题、简答题和计算分析题等题型。
三、考核方法改革实践效果与注意事项
通过机械原理课程项目式教学模式及考核方法改革与实践，在掌握课程基本理论、基本知识和基本技能基础上，学生的机构设计、综合、创新等专业能力和系统性工程意识、基本的科研素养得到显著提高，在后续的专业课程，第二课堂（如课外科技制作、机械创新设计大赛等），毕业设计等学习环节中充分发挥，尤其是在第二课堂，机械类专业学生兴趣浓厚，积极主动，上手快，创意多，动手实践能力强。近年来，江苏科技大学机制专业学生的课外科技作品与论文、专利等数量快速增多，在全国大学生机械创新设计大赛、挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛、江苏省大学生机械创新设计大赛等科技竞赛中不断取得突破，与课程教学模式和考核方法改革密切相关。
机械原理综合考核方法改革与教学模式改革是一体的，相互支持的，尤其是课堂教学组织与安排、课外项目实施与考核、期末考试内容与试题等方面，存在面广、点多、工作量大等问题。为保证课程教学与考核方法综合改革实践的效果，应注意以下几个事项。
（一）教学理念的转变
传统教学思想以知识讲解为主，要求老师在课堂上把课程知识点讲全讲透，留给学生课后思考的疑问和空间越少越好，不利于学生学习兴趣激发和能力培养。此外，随着课程学时的压缩和新知识的增加，课堂教学强度越来越大，容易打击学生学习信心。因此，课堂教学应以学习兴趣激发和能力培养为主，要求学生课后投入一定比例的课外学习时间，包括课外项目研究、课外科技创新与制作等内容，可参考国外部分国家的课外学习时间，约为课堂教学时间的2倍。
（二）教师的投入
机械原理项目式教学模式与综合考核方法增加了课外项目的编程指导与答疑、材料核查、验收答辩、论文审阅和成绩评定等工作，其工作量与班级学生人数相关。以小班学生30人10组为例，教师工作量投入约为传统教学模式的2.5倍。因此，基于CDIO的机械原理教学模式与考核方法，适合于小班化（30人左右）教学，否则教师精力难以胜任。
（三）学生的投入
机械原理项目式教学模式与综合考核方法，增加了网络自学、Matlab语言及其编程、课外项目研究与总结汇报、文献查阅与论文撰写等任务，其课后投入时间约为传统模式的5倍，是课堂教学时间的2-3倍。该模式只适合于与专业项目结合紧密的技术主干课和专业课，一方面课外项目工程实践性强，另一方面学习任务可行。以每周16学时（4-5门主干课）为例，课外投入时间约40学时，平均每人每天学习时间共11.2学时（约9小时），是可以推广的。
（四）教学资源优化
增加学生课外学习资源的投入和学生管理的自由度，硬件资源包括自习教室、开放实验室、机房等场地，软件资源包括课程课外项目和本科生创新计划、机械设计创新大赛等活动，学生管理自由度包括教室和实验室的开放时间、教师答疑时间、宿舍管理方式等方面。
四、结束语
经过长期实践与改进，基于CDIO的机械原理教学模式改革采用贯穿课程教学全过程的全方位、多元化综合考核方法，涉及课堂教学参与度、课外项目验收和期末考试等方面，更加注重教学过程、综合能力、学习态度的考核，消除传统考核方式的形式单一化、内容统一化和成绩功利化的不良影响，着力调动学生积极性和主动性，提高课堂教学质量，及时考查学生对新知识的学习能力、应用能力和创新能力，为后继课程学习、课程设计、毕业设计奠定良好的基础，实现科研基本思路和规范的训练，可有效提高学生知识水平、专业能力、工程意识和科研素养。
[ 注 释 ]
[1] 孙桓，陈作模，葛文杰.机械原理（第八版）[M].北京：高等教育出版社，2013（5）.
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CDIO综合训练项目 篇5
关键词：有氧氧化供能,ATP-CP系统,乳酸能供能,投掷项目,科学性
1 前言
学校业余训练, 主要是解决训练及恢复的问题, 尤其是素质及技、战术训练, 在时间及负荷方面的合理安排。下面, 根据本人带训练的体会, 结合有氧氧化、ATP-CP系统、乳酸能供能, 等三大供能系统供能规律, 对一堂投掷项目综合训练课, 进行探索。
2 运动负荷和恢复的机制
运动负荷, 是以身体练习为基本手段, 对运动员有机体, 施加的训练刺激。它包括负荷量, 和负荷强度两方面。影响负荷量的主要因素, 是练习的次数、时间、距离、负重总量;影响负荷强度的主要因素, 是练习的密度、完成每个练习所用的速度、负重量以及练习的质量和动作难度。
恢复是人体机能和能源物质, 由负荷后的暂时下降和减少的状态, 回到并超过负荷前水平的过程。机体在负荷后的恢复期间, 能源物质和机体能力, 超过原来水平, 称之为超量恢复。而恢复的能量, 来源于有氧氧化、ATP-CP系统、乳酸能供能, 等三大供能系统 (恢复机制) , 并且不同项目, 不同负荷供能机制不同。例投掷项目, 重在发展其技术基础上的爆发力, 其主要供能首选ATP-CP系统。由于能源的消耗达到恢复 (或不完全恢复) , 需要一定时间, 例ATP-CP系统, 需1至5分钟, 同时, 恢复时间过长或过短, 不利于恢复 (或超量恢复) , 故进行爆发力训练, 组间间隙1至5分钟为宜。
2.1 有氧氧化供能
在有氧情况下, 糖、脂和蛋白质, 在体内被完全氧化成二氧化碳和水, 并释放大量能量, 供机体利用, 称为有氧氧化供能。一般40%以下强度运动, 主要为有氧氧化供能, 且其持续时间较长, 故耐力性项目, 例长跑, 主要是有氧氧化供能。
2.2 乳酸能系统供能
乳酸能系统供能, 又称糖无氧氧化供能, 它是指糖经无氧分解 (酵解) , 生成乳酸的同时, 释放能量供机体利用。一般60%~90%强度运动, 主要由乳酸能系统供能, 且其持续时间, 为30秒至90秒。由于肌肉中堆积的乳酸, 对肌肉的运动能力, 有极大的负面影响, 而肌乳酸进入血液, 成为血乳酸 (肌乳酸的消除) , 3分至5分钟时, 血乳酸浓度最大, 故血乳酸能供能为主的项目, 例短跑, 其组内间歇, 应控制在3至5分钟;而肌乳酸半时反应 (消除一半) , 为11分钟, 故组间间歇为10至20分钟。
2.3 ATP-CP系统 (磷酸原供能系统)
ATP (三磷酸腺苷) , 是人体细胞, 能直接利用的能源物质, CP (磷酸肌酸) , 是肌酸的磷酸化形成的。ATP-CP系统供能, 是指CP分解时, 储存在CP中的高能磷酸键, 裂解释放的能量, 可以直接用于ADP磷酸化, 生成ATP供能。一般90%以上强度, 10秒以内的供能, 主要由该系统先供能, 且CP产生新的ATP, 需2至5分钟。故爆发力项目, 例投掷、拳击等训练, 应充分遵循该系统供能规律, 训练爆发力时, 一组持续时间, 应控制在10秒以内, 且组间间歇1至5分钟。
3 适宜的负荷和适时的恢复是提高成绩的必要条件
负荷强度与负荷量比较, 它对有机体起着更为重要的影响作用。一般情况下, 负荷强度中等, 负荷量较大的运动负荷, 主要可发展耐力素质;负荷强度大, 负荷量较小的运动负荷, 主要可发展力量和速度素质。故要根据需要, 合理安排训练的量及强度。
同时, 在运动训练过程中, 有机体承担的运动负荷, 使人体能源物质大量消耗, 根据超量恢复的原理, 负荷后的恢复时间过长或过短, 都不能产生良好的训练效果。故应合理安排好训练每一周期, 乃至每堂课的合理间歇时间, 以期能量的再生、恢复, 乃至超量恢复出成绩。
因此, 在运动训练过程中, 应把负荷与恢复, 看成一个统一的整体, 根据恢复过程的规律, 安排好适宜的负荷, 和适时的恢复过程, 以取得良好的训练效果。
4 一堂投掷项目综合训练课的操作程序
众所周知, 爆发力是投掷运动员的灵魂, 投掷要想出成绩, 只有经过不断的耐酸性等训练, 才可能产生好的效果。故在投掷训练中, 在处理负荷与恢复的关系上, 应遵循ATP-CP、乳酸系统的供能规律, 合理安排训练强度、持续时间、及间歇时间。同时, 技术是使运动员达到高水平重要因素之一, 结合神经兴奋应适宜、体力有一定的承受力等因素, 一堂投掷综合训练课 (2小时) 为 (见下图) :
以铅球训练为例, 课的操作为:20'热身准备活动→背向滑步推铅球 (20') →能体现快速力量的杠铃片挺举, 8至10次一组, 共5组, 组间间歇3'~4' (共15') →模拟推铅球动作橡皮筋快速练习, 每组持续1', 共4组, 组间间歇3'-4' (共15') →针对腿部力量不足, 蹲跳起练习, 每组持续1.5', 共5组, 组间间歇3'~4' (共20') →慢节奏原地 (或背向滑步) 推铅球练习 (20', 不间歇) →放松 (10') 。
5 结语
一堂好训练课的安排, 应科学、合理。科学指的是遵循训练及自然的规律, 合理是从实际情况出发, 采用的训练手段和方法切实可行。但我们训练时往往喜欢追求大运动量、大强度, 容易忽视供能系统供能规律 (特别是运动持续时间及合理间隙) , 导致运动性疲劳。这一点, 应引起我们足够的重视。
参考文献
[1]冯炜权.运动生物化学[M].北京:人民体育出版社, 1990.
[2]过家兴.运动训练学[M].北京:人民体育出版社, 1990.
CDIO综合训练项目 篇6
关键词：双项目式教学,综合训练,暖通空调
近些年来,高校工科专业的多课程综合实践教学已成为高等教育研究与讨论的热点问题。各高校招生人数增加,但实践教学资源不断紧缩,导致工科毕业生理论知识系统性掌握不强,而且存在学校的实践教学与社会要求脱轨的现象[1],用人单位普遍反映工科大学毕业生动手能力不强、实践能力较差,工作中缺乏创新能力,这也说明了工科专业的学生在课程综合训练与实践等方面确实存在着较大的问题。现阶段工科类人才的培养需要强化实践性教学环节,注重学生工程实践能力的培养,强化学生的动手能力和工程训练[2]。
目前,各高校在学生实践能力培养上,探索多元化的教学及实践方法,主要围绕以下几个方面展开:(1)单科的课程设计;(2)教学实习或毕业实习等实践教学;(3)暑期专业实习。这些教学环节在理论联系实际等方面取得了许多成果,尤其各专业针对自己的特点制定了自己的实践教学内容和方法,但不同专业,培养的人才目标不一样,培养方案不一样,其中重要的就体现在学生对多课程综合应用能力方面,工科本科生更应该注重于多课程的综合应用能力的培养。
随着教学改革的深入,工科类课程教改总的趋势是考虑社会上对各专业毕业生的要求,结合专业课程设置,采用以项目教学为核心的多课程有机组合方式,从而构建适合本专业发展的多课程综合训练,保证学生知识的连贯性、系统性[3,4],实训内容也以工程实际项目方式呈现,从而实现多课程综合训练。
一、基于双项目式教学的多课程综合训练的内涵
双项目式教学的多课程综合训练是学生在教师团队的指导下,将传统的学科体系中的知识内容转化为若干个“教学项目”,围绕工程实际项目展开,以工程实际项目为实训内容,将各专业课间的知识体系进行融会贯通,从而将课程间的训练有机联系起来。多课程综合训练按照教学时间要求,先后以课程设计和实习方式完成。这种多课程综合训练教学方法循序渐进,使学生通过自主学习直接参与教学全过程,主动地进行体验、感悟与探究,以提高学生的综合应用专业知识的能力[5]。
二、基于双项目式教学的多课程综合训练的特点及实施
双项目式教学不是简单地将项目贯穿于单个课程,更不是在单科课程中引进工程项目内容,而是将课程间的内容有机结合,以项目教学划分,并且以完成工程实际项目所需的知识为目的,通过课程设计和实习,将课程间综合训练联系起来。下面以暖通空调专业为例,阐述项目教学的多课程综合训练的特点。
(一)注重课程间实践教学知识点的融合
暖通空调专业课程设计服从整体与部分的关系规律,只有将其组成课程有机联系起来,贯通一气,才能真正理解和把握它,对于单门课程的部分知识,只有将其放到整个体系之中,在同其他部分的相互关联中才能正确地理解。暖通空调专业的专业课程很多,主要有“制冷原理与设备”“空气调节”“供热工程”“工业通风”“工业供热与管道工程学”“建筑安装预算”“锅炉与锅炉房设备”等,这些课程一般都配以课程设计作为实践训练。采用双项目式教学,先将这些课程内容梳理好,做好知识衔接,根据工程项目实际所用知识来安排教学的综合训练内容,并制定每门课程的课程设计大纲,做到各有侧重、不重复、不遗漏、不单调、不孤立。
在安排教学内容时,注意前后课程综合训练的时间和训练内容的衔接。我们将专业课分为两大模块来选择工程实际题目。第一模块为供热模块,包括“锅炉与锅炉房设备”“工业供热与管道工程学”“供热工程”“建筑安装预算”,选择住宅或企业厂房小区类作为实训内容,从供热的热源、供热的管网到末端设备,实训内容都有涉及。第二模块为供冷模块,包括“制冷原理与设备”“空气调节”“工业通风”“建筑安装预算”,此模块侧重供冷,内容包含冷冻站到冷量的传递、室内通风及室内末端设备。每个模块对应相应的课程设计训练,实习时也按模块内容组织实习,经过这两个模块的实训,学生对暖通空调的系统掌握得很牢固。
(二)加强教师指导团队建设
课程间综合训练教学采用团队授课法。所谓团队授课法,就是由多位教师组成一个教学团队,每一位教师根据自己的专业背景和特点,选择自己擅长的章节或专题,通过指导不同的课程设计、课程试验来进行综合课程间的强化教学。团队授课法解决了部分传统专业课程教学存在的问题,不同教师从不同的方面、不同的角度解读专业知识,辅以教师在自己研究领域的实践,使得专业课程的知识能够全方位、多层次地展现在学生的面前,学生知识的广度和深度有较大程度的改善[6]。团队授课法集合了众多的教学资源,而优秀教师团队的存在是这个教学模式的关键。教师是双项目式教学课程训练的主导者,教师通过精心选题,细心指导,认真批改,科学考核才能显示课程训练的效果。多课程训练团队授课是教师间的合作,建立教师指导团队是前提,必须打破固定教师固定课程的局面[7],教师团队结构必须合理,人数根据教师情况和课程门数而定,定期开展集中备课,相互交流。
(三)基于双项目式教学的多课程综合训练的关键
1. 项目的选择。
双项目式教学多课程综合训练的重点是选好设计题目,每门课编制详细的计划指导书。多课程综合训练的主要内容是课程设计间的联系,课程设计采用工程实际项目,每个项目分成不同的课程设计子项,从而形成不同的教学模块。课程设计题目要充分体现专业课的知识重点,难度适中。工程实际项目根据学生人数平行设计几组,学生分组完成,每组人数8—10人,这样可以培养学生的合作能力,激发学生的兴趣,同时避免相互抄袭的现象。课程设计案例项目选择宜以建筑面积为5000m2左右,室外管网设计应根据情况调整,尽量选择常见的系统进行练习。实习项目选择根据课程设计内容,选择对应模块安排内容。
2. 专业软件的应用。
暖通空调工程,专业软件很多,有负荷计算、绘图、安装工程预算、能耗模拟及冷热源方案比较选择等,覆盖全,功能强大。综合实训一方面要锻炼学生理论知识的实际应用,另一方面是要学生学会应用专业软件。专业软件基本提供学习试用版,这给学生软件应用提供了很大方便,所以要鼓励学生多掌握专业软件的使用。教师在平时讲授和练习时,要有意识去引导学生既掌握专业软件编制的原理,又掌握专业软件的应用。例如“空气调节”中冷负荷计算,要求学生利用教材附带表格,完整手算一道题。再将作业题用常见冷负荷计算软件算一遍,并比较下结果。经过训练,学生在课程综合实训时,基本能应用软件进行相关设计计算。教师在授课期间提前布置课程设计任务书,把握好时间节点,这样使学生平时的学习系统性强,效果显著。
3. 专业规范的学习与应用。
暖通空调专业课程教材更新较慢,而新材料新技术的应用发展迅速,暖通空调工程注册执业资格考试要求掌握应用本专业的相应的规范,规范覆盖面广,专业性强,所以多课程综合训练的知识要包含相应的规范内容,严格按照规范的要求去完成各项训练,有利于学生实践能力的增强,同时跟社会需求接轨。
近年来注册公用设备工程师的施行,要求本科人才培养与注册工程师制度有机衔接[8]。在实际培养过程中,强调知识拓展和动手实践能力的培养,所以必要的暖通专业规范必须引进到教学内容中,教学时将专业规范内容拓展融合到教学中,课程实训按照专业规范要求进行设计,培养学生的工程师素养。
4. 成绩评价。
科学的成绩考核是调动学生学习的动力之一,督促学生全面掌握专业知识。我们经过几年的实践,双项目式多课程综合训练评价,最有效的是采取汇报和答辩方式。课程设计汇报,可以让学生对专业知识有个融会贯通的过程,答辩让他们理解专业的应用,更深更广地拓展专业知识。如果实训时间不允许采取汇报和答辩方式,教师也应该当面批改实训内容,及时指出实训中的不妥之处。成绩评价内容主要看学生应用知识的能力,不拘泥于课本,不局限于常规做法,但不能违反规范,鼓励合理的创新。
5. 多元化学习模式。
双项目式多课程间综合实训涉及的专业知识面很广,软件应用复杂,指导教师的工作量非常大。随着网络学习的兴起以及微课的推广,学生课后可进行自主网络学习。学习内容主要包括三部分:一是专业软件的应用教学视频,初步掌握专业软件的基本应用。二是一些专业知识的微课,微课强调某个知识点的视频教学,短小精悍,学习目的明确。学生应充分利用这些网络资源自主学习,配合教师的指导,达到综合训练的目的。三是专业资料的查阅,例如各种规范、施工方法和一些专业期刊文献。网络学习可以线下线上学习,拓展学生的专业视野。
多课程综合实训实践在学校里集中体现在课程设计上,学生进行生产实习、毕业实习、社会实践时将根据综合实训内容,进行多课程综合应用能力的强化训练。指导教师应根据学生选择的实习单位,拟订实习计划和目的,让学生带着问题用心体会,强化理论与实践的应用,让学生成为实训项目的主体。实习教学是课内项目教学的延伸,学生是完成的主导者,利用实习的优势,优化实践项目实训内容,从而取得良好的教学效果。
三、基于双项目式教学的多课程综合训练效果
通过两届学生试点教学,学生对涉及的几门专业课专业知识掌握牢靠,对专业规范做到熟知并应用,对专业基本软件如负荷计算、专业绘图、预算软件做到基本掌握,专业知识学习连贯,激发了学生浓厚的专业兴趣,他们能很快适应工作岗位的要求。
2015年对已毕业的学生(从事暖通行业)进行了一次问卷调查,调查总人数为22人,其中安装单位的12人,设备营销及技术支持的6人,设计单位及节能的4人。反馈回来的信息如下:通过双项目式多课程综合实训,100%的调查者认为专业知识掌握系统化,增强了对暖通空调系统的设计能力;70%的调查者认为对很快适应岗位有很大帮助;65%的调查者认为对专业软件和专业规范的使用帮助很大。从调查情况来看,采用双项目式教学多课程间综合实训教学效果良好。
在平时的教学过程中,双项目式教学多课程间综合训练教学效果显著,主要体现在以下几点。
(1)有助于激发学生的学习兴趣。教学中引入项目的概念,学生学习目的明确,条理清晰,对专业课学习兴趣浓厚,学习主动性强。
(2)有利于培养学生的创新思维。学生知识掌握系统化有利于创新,尤其在热回收利用方面往往会激发学生的创新。最近几年本科生在大学生创新中表现出浓厚的兴趣,申请并完成本科生创新若干项。
双项目式教学以课程设计、实习等教学途径,构建专业多课程间综合实训,立足于专业的实际,提高了学生的实践能力和创新能力;解决了教师独立教学导致的诸多不足;帮助学生很快适应用人单位的岗位要求,同时与我国注册工程师制度接轨,提高了学生适应社会的能力;教学效果十分显著,可以推广至工科类专业。
该教学方法最大的优点是专业知识掌握系统,尤其对暖通空调的系统掌握较透彻,但对空调设备的掌握停留在选型和应用上,忽略了空调设备的构造及制造,毕业生对新设备的研发能力较弱,这是需要引起足够重视的地方。
参考文献
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CDIO综合训练项目 篇7
中共中央国务院面对新的国际和国内形势, 提出“双创” (创新和创业) 战略, 从而开启了我国“大众创业, 万众创新”的时代新篇章。为深入响应国家提出的号召, 国家教育部专业针对创业创新问题, 提出了“大学生创新创业训练计划” (以下简称“大创计划”) , 主要面向高等院校的本科生, 是我国“高等学校本科教学质量与教学改革工程”重点建设项目之一。大创计划的目的是在高等院校中搭建一个创业训练体系, 涵盖了创新训练、创业训练和创业实践三个重要部分, 从而提高学生创新创业意识。但长期以来, 我国工程类学校在本科阶段的教育存在重视理论学习, 轻视实践训练, 从而使得我国本科阶段毕业生缺乏专业实践技能, 导致在市场竞争中处于劣势的地位, 更别谈本科阶段学生的创业能力培养。因此, 加强本科阶段, 特别是工程类专业的实践能力培养, 是当前高校教育教学改革的重点。
1 CDIO工程教育模式内涵
构思-设计-实现-运作 (Conceiving-DesigningImplementing-Operation, 简称CDIO) 工程教育模式, 作为一种先进的思想理念, 在培养高级工程专业人才方面取得良好效果。如汕头大学作为首位提出将基于CDIO模式的职业教育引入到人才的培养中, 提出了著名的EIP-CDIO;大连某软件学院基于教育价值, 提出了TOPCARES-CDIO的人才培养模式。通过CDIO模式的应用实践, 受到了国内教育领域的肯定, 符合当前我国教育教学改革的要求。
CDIO工程教育模式的核心是根据现代工业产品开发的思路, 按照构思、研发、制造、运行、废弃的思路而提出的一种用于工程教育的模式、方法和标准。在CDIO模式中, 包含一个愿景、一个教学大纲, 同时还包括12条准则, 这是CDIO模式的核心内容。其中, CDIO的愿景是为广大的学生提供一种可强调工程基础和真实工程环境的人才培养模式, 并以现代工程开发作为背景, 最终促进学生知识、技能和素质的全面提升;CDIO的教学大纲主要从四个方面对学生进行培养进行规范, 扎实的专业基础知识、优秀的个人和职业能力、团队合作与沟通能力以及在社会环境下可进行构思-设计-实现-运作的系统能力。而为了更好地实现人才培养, 将这些能力分解为12个不同的标准, 从而进行不同的培养, 如专业评估、能力考核、CDIO运用等。
2 当前工程类本科院校在创业训练实践现状
当前, 随着我国创新创业教育的提出, 各个本科院校都非常重视对学生的创新创业教育。以东北石油大学这类典型的工程类学校为例, 为进一步落实国家提出的双创计划, 东北石油大学专门制定了国家双创计划教育教学纲领, 并在2015年取得优异的成绩。在2015年的双创项目申请中, 有73项国家级、省级和校级项目通过结题验收, 并且在这些结题的项目中, 以学生为第一作者发表论文62篇, 其中被EI收录3篇, 被核心期刊收录2篇, 申请专利7项。通过参加“大学生创新创业训练计划”项目, 激发了学生的创新意识, 培养了独立思考、解决问题的能力, 发扬了团队合作精神, 提高了学生的科研水平与创新能力, 使学生的综合素质得到全面提升。但是, 放眼到国内的工程类本科院校来讲, 在创业训练实践中, 仍然存在创业实践教育活动不明确, 重形式, 同时轻视实际效果, 创业模式单一, 学校对学生的指导和支持力度不够等问题。对于创业实践来讲, 没有实际的平台作为支撑, 仅仅是通过一些创业计划书、创业竞赛等来实现。通过这种方式, 对创业来讲更多是纸上谈兵, 并导致学生对创业过程中的挫折准备不足, 风险意识差等问题, 不利于更好地提升学生创业技能。因此, 深化学生对创业的深层次理解, 构建更具实践性的创业平台是关键。
3 基于CDIO工程教育模式的创业训练实践平台构想
3.1 构建主体思想
结合当前国家提出的双创背景, 国家越发重视创新和创业人才的培养。因此, 对工程类学校来讲, 在对创业训练实践平台进行构建中, 更多的应该以培养创新创业型人才作为主导。对于这类创新创业型人才来讲, 必须具备优秀的研究能力、良好的工程素质和扎实的理论知识作为基础和原则。
3.2 创业训练实践平台构建
在该原则的指引下, 将该创业训练实践平台构架为如图1所示的模式。
4 创业训练实践平台具体构建
要保障上述平台的顺利实施, 还必须结合工程类学科对实践性要求高的特点, 从专业课教学体系、实验平台和产学研创业实践三个方面入手, 从而提升学生的创业能力。
4.1 专业教学体系构建
对工程类创业训练平台来讲, 扎实的专业基础知识是实现创新创业的基础。对此, 在专业课程教学方面, 将其分为三个部分, 具体见图2所示。
对创业人才的培养来讲, 教学体系是实现人才培养的重要环节, 也是关键。通过图2可以看出, 从综合素质的角度认为, 创业人才的培养不仅需要扎实的专业知识, 同时还需要注重对综合素质的培养。因此, 在专业教学体系中, 开设工程类专业教学课程, 并通过通识教育和特色课程, 促进学生创新创业能力的提升。
同时, 在专业课程体系中, 突出工程类专业的实践性。通过基于CDIO的教育模式, 重构专业教学体系课程中的实践教学内容, 增加教学中的实践教学环节。具体做法是:调整实践教学课时比重;对实践教学内容进行优化;部分教学实践可以以项目教学方式开设, 如机械制造设计及自动化专业可以增加实验设计, 减少模拟实验。
另外, 在本科教学阶段, 坚持课前、课外和课内并重教育方式, 在专业知识教学基础上, 增加通识教育课程和特色课程, 通过引入名师讲堂、素质拓展等, 从而拓展学生素质。同时在学校内部, 建立“创新创业与实践教研组”、开展“高校大学生创新实验项目计划”、“优秀人才培养计划 (双体系教育) ”、“实验班教学计划”等形式, 创建多元化实践教学环境, 搭建应用型人才培养的实践课程核心模块, 提升学生创新创业意识和实践能力。
4.2 构建创新创业开放实验室平台
根据工程类专业对创新能力的要求, 构建更加开放的实验室平台。对开放实验室平台的构建, 不应该局限某个专业, 或者是某个学院, 而是应该面对本科阶段的全体学生。在构建过程中, 依托现有的实验室、实习基地、技术中心、研发中心等高校资源, 构建多层次、多方式的实验平台, 同时鼓励学生以团队或者是专业或者项目作为载体, 对一些创新创业类项目进行实施, 通过这种开放式实验性平台的构建, 不仅可以保证基本的实验需求, 还可以培养学生的创新创业实践能力, 从而更好地为今后的创业奠定基础。
4.3 加强产学研实践平台的搭建
在国外, 国外企业非常重视大学的创新创业教育, 并通过组建创业中心、创立基金、担任导师等方式来推动高校创新创业教育。从而通过这种良好氛围的构建, 提升学生对社会创业的认识。而对于我国的工程类本科院校来讲, 要培养创新创业类人次, 必须借助产学研这个实践平台, 构建大学-科技产业园区 (企业) 的联动机制, 让学生能够在自己专业知识的基础上, 将知识应用到创业项目中, 同时接触大量的真实创业案例。对此, 可通过构建双导师制的实践模式 (见图3) , 让学生在巩固专业知识的基础上, 强化社会创业能力。
5 结束语
总之, 要培养更多创新创业型人才, 就必须多管齐下, 从教学体系、实验体系和实践体系三个角度出发, 让学生在基于CDIO的模式下, “做中学”、“学中做”, 以此激发自我的创新创业意识, 提升自我的创新能力。
摘要：大学生创新创业能力的培养不仅仅是高等教育改革的迫切需求, 也是为了更好地适应我国经济发展形势。但在工程类本科教育阶段, 重理论轻实践、创业实践单一等成为突出的问题。对此, 结合CDIO工程教育模式内涵, 分别从教学体系、实验体系、实践体系三个角度, 构建了一种基于CDIO模式的创业训练实践平台, 从而为我国实践性人才的培养提供参考。
关键词：CDIO,创业训练,实践体系,平台构建
参考文献
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CDIO综合训练项目 篇8
目前，随着大学生数量的急剧增加以及大学毕业生整体水平的下降，使得大学生就业难、就业起点低，主要原因在于当前市场竞争越发激烈，使得企业根本没有时间去培养新人，再加上现在的年轻人大多数不愿意吃苦，在单位受到一点委屈就辞职，人才频繁流动，最终导致企业都不愿意招收应届毕业生，越来越倾向于招聘有工作经验的。在这种情况下，很多高校就面临着严重的就业压力，当前，高校只有不断地去适应社会，不仅要提高学生的专业素养，更重要的是培养他们分析问题及解决问题的能力、团队协作能力、动手能力、抗压能力及社会责任心等综合素质，才能慢慢的适应社会的发展需要。CDIO是国际工程教育与人才培养的创新模式，它的提出得到了国内外工科教育界的普遍认可和积极响应[1]。现以CDIO理念为指导，对作者所讲授的“工程项目管理”课程进行教学改革探索。
1 CDIO教学理念介绍
CDIO代表构思（conceive）、设计（design）、实施（implement）、运作（operate），是由MIT,Royal Institute of Technology,Chalmers University of Technology,Link o咬ping University等世界著名高校研发的，为了解决当前工科教育与社会用人当脱节，它为工程教育制订出了一套合理的、较完整的、通用的、可操作的教学目标，将社会对工程人才的具体要求与工程系统的设计与建造和基本原理相结合，使之适合工程教育的所有领域[2]。它是以培养学生专业素质、分析问题及解决问题的能力、团队协作能力及动手能力等综合能力为目标的教学理念。
2 传统“工程项目管理”教学存在的问题
传统“工程项目管理”教学主要分为课堂理论教学、实验实训教学和课程设计三方面，教学模式存在的问题分析如下。
2.1 课堂理论教学
目前有很多课程都是将“教”与“学”关系处理不好，强调教师的“教”而忽视了学生的“学”，尤其是一些理论性较强的课程，工程项目管理课程也不例外。这种教学方式对学生掌握专业知识很不利，主要是因为这是一种被动式学习，难以激发起学生的学习兴趣，因此，很难取得较好的效果。
2.2 实验实训环节
目前，有一部分院校虽已将“项目管理沙盘实训”引入到工程项目管理课程当中，但是，在使用过程中存在以下几点问题：(1)实训课时不足。沙盘实训课程与以往的课堂教学有所不同，从时间上来说需要整段的时间，一般一个案例做下来刚开始最少需要四个课时，经常还需要一整天时间来练习。因此，很多学校因为时间因素，都只是在项目管理课程结课后，才集中安排一两天时间来学习，学生还未能体会到它的用处的时候就已经结束了。因此，沙盘实训室并未得到充分利用。(2)没有形成正式的考核标准。因为项目管理沙盘实训是一个比较新的课程，很多学校都还处在尝试阶段，还未形成一个系统的课程标准。所以学生实训完后，都是由讲师对每组学生的表现及成绩做一个简单的口头点评，没有一个系统的考核标准。
2.3 课程设计
学校目前其实也重视实践类的教学，比如有一些课程设计、课程实习等，效果很好，但不全面。例如工程项目管理的课程设计主要侧重于施工组织设计，但是，一般学生印象比较深刻的往往都是测量课，并且毕业实习往往时间比较短，所以只见树木，难见森林。
2.4 教学体系
分析现阶段我们的教学体系，实际上它是一种结构化的知识体系，将整个学科分解为若干课程，每个课程独立授课。在这种环境下，学生一般是在一个假设的环境中思考问题，例如做施工组织设计，老师或者教材一般会给出一个完整的假设条件，条件一般给的都比较充分，考虑的因素比较少，因此解决起来相对比较容易。但实践中，工程管理各业务、岗位的工作是相互有联系的，变量比较多，问题是开放式的，有时甚至目标都是不明确的，因此决策相对比较困难。所以很多学生毕业真走上工作岗位，一般都发现自己好像什么都不会，因此结构化的的教学体系产生的问题就是，学生学到的知识是孤立的，学生难以将知识进行横向的联系，从而形成整个工程项目管理知识体系的系统认识，另外学生缺少对职业岗位的理解，难以对实践中岗位的需要产生理解。
本次沙盘课程就是对各位学校课程体系的一个补充，让大家体验岗位角色，面对模拟的工程环境，在整个工程项目管理过程中，体验如何运用自己所学到的知识去进行决策，从而得到更多管理层面的实践体验，最终为提高学生综合职业技能而努力。
3 引入CDIO理念的“工程项目管理”教学
鉴于传统“工程项目管理”教学模式存在以上弊端，因此，对本课程的改革迫在眉睫，现结合项目管理沙盘，将CDIO理念引入工程项目管理课程当中，对该课程作如下教学探索。
3.1 项目管理沙盘教学
3.1.1 项目式教学
在教学过程中，借助于项目管理沙盘，将项目式教学贯穿于课程之中。将学生分成小组形式，5-6人为一组，每一个小组相当于一个项目部，分别担任项目经理、生产经理、采购经理、财务经理和经营经理，训练过程中角色可以互换。主要训练学生工程项目管理方面的必备知识，即施工组织设计包括的施工部署、施工方案、施工进度计划、各种资源使用计划、项目目标控制措施等。课程最后安排沙盘模拟训练，每一组学生按照之前所作的施工组织设计实施项目，这也就相当于工程项目的实施阶段。
通过这种项目式教学可以强化学生项目管理课程的理论知识；可直观感受工程项目的工作流、物资流、资金流和信息流；每个人可切身感受项目团队不同岗位的角色和作业流程；训练学生的全盘统筹能力、人际交往能力、团队协作能力等。
3.1.2 参与式教学法
在教学方法上，更新教学观念，采用换位体验方式。在这个过程中教师担当指导者的角色，让学生担当主角。倡导学生预习，讲清楚学生预习过程中可能会遇到的问题，这样学生在预习过程中有些问题会自己解决，有些可能就解决不了，因此，他们会带着问题听课，变被动学习为主动学习。同时也可以让学生参与作业的批改，这样他们会发现自己普遍存在的问题。
3.2 实践教学改革
3.2.1 充分利用项目管理沙盘实验室
(1)增加实训环节。将沙盘实验室的利用分配到日常的项目管理教学之中，比如，讲解项目组织形式的时候，就可以利用实验室，让学生分组学习，充分体会各种组织形式的优缺点。(2)完善沙盘实训课程。制定完善的设计任务书以及考核标准，要求学生交出正式的实训报告。将实训成绩细化，不单纯依靠实验报告评定。具体见表1。(3)开设项目管理软件。比如Project软件或者PKPM软件、资料管理软件等。
3.2.2 师资队伍建设
一是鼓励教师通过顶岗实习，来提高对专业技术、行业现状的准确把握能力。二是鼓励教师多带领学生参加沙盘大赛，通过带队比赛，亲自指导操作，加强教师的实践能力，进而提高实践教学效果。
3.2.3 创造实验实习条件
组织学生去施工现场参观实习，通过接触现场施工，使学生了解施工工艺顺序，帮助他们理论联系实际，促使他们主动发现问题，培养学生独立思考能力、以及发现问题和解决问题的能力。
4 结束语
国内外很多高校都在尝试将CDIO理念引入到教学当中，而且已经具有成功的案例，经很多学者的研究表明CDIO理念是先进可行的。本文作者借助项目管理沙盘，将CDIO理念引入到“工程项目管理”教学改革当中，目前正在进行逐步探索，已经取得一定效果，还需要做进一步研究，使用成熟后必将引入到其他课程当中，以提高学生的综合素质，满足当前企业的用人需求。
参考文献
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[2]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(3).
CDIO综合训练项目 篇9
关键词：CDIO；教学项目；高职软件
目前，高职软件开发类专业的人才培养目标大多设定为满足程序员等类似岗位的职业需求上。要求学生能够掌握相关开发工具以及开发语言的使用，能够参与到相关项目的开发工作当中。但随着软件系统的业务需求越来越多样、系统规模越来越庞大、应用环境越来越复杂，软件系统的开发无论是在技术上、结构上以及工具上对开发人员都有了更高的要求。从而导致了教学效果差，教学目标难以实现等问题。另一方面从学校走出来的学生又不能满足企业需求。
为了能够更好地满足社会需求，大多数高职院校的软件类专业都开展了课程建设和改革，在技术及实践类课程中采用了项目化教学等方式方法。在培养学生专业技能的基础上，更注重培养他们分析问题及解决问题的能力、团队协作能力、沟通能力等职业素质。在项目化课程中教学项目承载着知识技能以及职业素养的培养，因此，能否合理地设计教学项目在很大程度上会影响项目化教学的效果。目前，高职院校软件类专业相关课程的教学项目都具备一定的实用性背景，能覆盖课程相关的主要知识技能，能较好地培养学生的实践能力。但是在学生工程能力的培养、开发内容以及工具使用上还与实际开发和企业的工程项目需求有较大的差异。学生在完成相关课程的学习后还难以马上投入到实际工作中。
CDIO工程教育模式作为近年来国际工程教育改革的最新成果已被越来越多的本科及高职院校的工科类专业借鉴和采用。CDIO将学生的培养目标分成基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，在培养学生基础理论和专业知识的同时，更是通过贴近现实的工程场景来培养学生的综合能力。工程能力作为CDIO中的一个重要内容，对学生的培养起着关键作用。对刚刚踏入社会的高校毕业生而言，他能够融入实际工程中的能力显然比他所具备的专业技能的深度更为实际。因此，如何融入CDIO的理念以及如何培养学生的工程能力，是软件开发类课程教学项目设计的关键问题。
一、注重增强学生的工程体验
软件开发是一项对语言技术和逻辑思维有一定要求的工作，也是一项需要通过长时间的实践积累才能逐步提高的工作。但是很多高职院校的软件技术类专业中的一种开发技术的课程最多也只能安排到两门课，一般为120个左右的课时。这样的时间对于学生掌握一种开发技术而言显然是不够的。目前，很多院校课程的教学还是侧重于技术的培养，总是力求在有限的时间内将更多的技术传授给学生，将教学项目设计的过于实用，功能复杂规模庞大。但是这种做法对我们高职的学生而言，收效甚微。
因此，在课程教学项目的设计上不要过分追求项目的功能丰富层度和覆盖的知识技能面。应将关键点设定为整个项目的开发流程和实现过程上。重点是让学生通过该教学项目的实施，能够了解到软件项目的实际开发流程，以及在开发过程中每一步要做的工作，并能够在实践学习的过程中掌握一定的知识技能。在教学项目中尽可能设置一些沟通交流的环节，让同学们在模拟真实环境的同时能够培养沟通交流的能力。从而通过工程体验的增强来提高学生的工程能力。
二、突出培养学生的核心能力
高职软件开发类专业学生的培养目标不是技术精英，而是能干技术活的开发人员。要想在有限的时间里面既培养学生的工程能力又培养学生的知识技能，就需要对知识技能进行优化，梳理出其中核心的部分，并作为教学和训练的重点。在实际设计时可以通过如下的几个步骤来进行：（1）对区域内主要软件应用进行汇总分类，了解学生毕业在区域就业后可能从事开发或运营的软件项目类型；（2）对这些项目进行归纳分析，总结出它们中类同的、通用的功能模块以及所对应的知识技能；（3）梳理这些功能模块，并将它们转化成需要进行教学的核心内容。
在进行教学项目设计时，首先从增强学生工程体验出发，根据实际的工作流程来将教学项目划分为多个子项目，每一个或多个子项目能覆盖实际工程的某一个典型环节。然后，将前面所归纳出的核心内容以工作过程的形式分布在各个子项目中。这样，在实际教学中就可以通过各核心知识技能的掌握来完成各子项目，然后通过各子项目的开发来实践整个软件系统的工程。当然，在设计核心内容时，一定要把握重精不重量的原则，让学生能够把各个关键任务的每一个环节都做清楚、做到位。这样，学生就较为扎实地掌握软件开发中的一些实用性和关键性部分，就为日后的工作打下良好的基础。
总的说来，对现在的高职类软件开发类课程而言，注重学生在工程能力方面的培养比学生在知识技能深度广度上的培养更为重要。用人单位对我们高职学生的要求并不是体现在其专业能力的深入层度上，而是要求高职学生能顺利的融入工作环境上。因此，在课程的教学项目上一方面要注重增强学生的工程体验，让学生对软件开发的各个环节能有较好的了解和认识，帮助他们能够较快较好地融入实际工作中；另一方面要培养学生的核心能力，让学生能在相对短的教学时间内掌握实用的、核心的知识技能，从而面对更为多样的项目类型和职场环境。
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CDIO综合训练项目 篇10
随着全球民航业的飞速发展, 各航空单位对机务维修人员的综合能力提出了更高的要求, 这就需要民航教学领域与时俱进, 探索高效的教学模式来提高学生的实践工程能力等专业素质[1]。而CDIO教育模式[2]注重实践能力的提高, 突出学生综合素质的训练, 以培养高水平的工程师为目标, 这些都符合当前民航领域人才培养目标的要求。
在此发展趋势的基础上, 根据我校教学大纲的要求, 将“倒立摆”初级项目作为“CDIO实验班”中的一个重要项目, 其教学目的是“加强对CDIO项目流程的理解和应用, 综合提高学生的知识运用能力、分析问题能力、动手能力、团队合作能力等, 是对学生的实践教学与对学生的飞机系统理论教学的综合实施。本文针对“倒立摆”初级项目, 结合CDIO教学模式的优势及教学过程中的教学研讨, 探讨了CDIO模式在提高实践教学质量方面的应用。
2 CDIO模式概述
传统的工程教育模式脱胎于前苏联, 在教育学术化、重理论轻实践、专业设置口径窄、缺乏系统规划等方面的不足, 已不适应现代工业实践对高级工程人才的要求。CDIO代表构思、设计、实现和运作, 它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。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面, 大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
3 实施方案
在CDIO模式的指导下, 将“倒立摆”初级项目分为试做阶段、准备阶段和实施阶段。
试做阶段由教师来完成, 包括教学思想的统一、教学流程的明确、教学文件的制定等;准备阶段由教师和学生共同完成, 分为出题环节和参考资料、工具、元器件等准备环节;实施阶段主要由学生来 (转下页) 完成, 教师起指导作用, 按CDIO模式细化为学生构思 (构思阶段) 、设计方案制定 (设计阶段) 、实物功能实现 (实现阶段) 、完成设计报告及总结交流 (运作阶段) 。如图1所示。
3.1 试做阶段。试做阶段主要是让教师对该教学过程有总体把握, 是“倒立摆”初级项目的首要环节, 主要内容包括:
3.1.1 教学思想的统一:
以CDIO的工程理念来贯穿整个的实习过程, 强调给学生一次项目经历, 在训练知识综合运用能力的同时达到工程能力的提高。3.1.2教学流程的明确:按CDIO过程来实施, 充分发挥学生自身的能动性。3.1.3教学文件的制定:主要是为科学有效的实施的各种表格的制定。
3.2 准备阶段。准备阶段主要是提出设计指标, 出题内容直接影响到后面环节的实施和整个初级项目的效果, 主要分为以下2个方面:
3.2.1 提出标准环节:
指标的提出要有一定的原则, 首先要考虑学生的能力及科学性, 并必须经过教师严格的可行性验证;其次题目要结合CDIO工作坊现有条件, 尽量使学生的设计能够与真实的飞机相联系;最后要提出综合性的标准, 要包括理论分析、设计制作可实现性、测试等各个方面。另外, 要鼓励学生自主制定标准, 发挥学生的主观能动性, 提高学习的兴趣。3.2.2参考资料、工具、元器件等准备环节:尽量提供学生所需要的耗材等, 使学生的设计想法能够得到实现。
总之, 试做阶段和准备阶段要紧扣CDIO项目流程的要求, 以“倒立摆”初级项目为主要载体, 结合工程教育的要求及学校现有的条件, 并在实际教学过程中遵循CDIO模式, 不断的对教学目标、教学方法、教学内容等进行总结和更新, 能够最大限度的提高学生的工程能力。
3.3 实施阶段。
实施阶段主要是CDIO模式在“倒立摆”初级项目设计[5]中的实现, 是整个实习的最重要的部分, 直接影响到教学目标的实现和实践教学质量的高低, 主要实施步骤包括:
3.3.1 学生构思 (构思阶段) 。学生根据个人特点自主组成3人小组, 并从兴趣点出发自主构思或在标准范围内自由发挥, 其中标准会在任务书上提前公布供学生准备。在拿到标准后, 学生要继续完成资料查找、现状分析、研究目标、项目分工、进度规划、可行性验证、风险分析、可交付成果等构思阶段的任务。3. 3.2设计方案制定 (设计阶段) 。根据选题阶段所完成的工作, 设计方案的制定首先是对分工、进度、可行性等方面的细化和改进, 然后根据查找的资料进行详细的项目分析, 进一步明确要实现的基本功能, 并在此基础上进行方案的对比和选择, 看是否满足结构简单、易于实现、贴近实际、可拓展性强等标准。接下来针对最佳方案进行系统框图及设计流程图的制定, 进一步明确项目的实施过程。最后是电路设计方案的确定, 包括元器件的选型, 参数的选择等, 同时还要进行成本分析。3. 3.3实物功能实现 (实现阶段) 。根据制定的设计方案, 学生要通过实物制作来完成所要实现的基本功能。此阶段不仅是对所学标准线路施工、电路制作等技能的应用, 而且也是对设计方案的检验, 并且要根据实际情况不断对设计方案进行修正, 同时在实现过程中还要不断的应对元器件不齐、团队配合不协调、实际调试与仿真出现误差、进度不合理、紧急情况的处理等各种问题。3. 3.4完成设计报告及答辩 (运作阶段) 。最终实现阶段的评判标准包括功能是否实现, 重点在整个过程中工程思维的养成和工程能力的提高, 这就从答辩中来体现。设计报告内容要包括项目要实现的基本功能、设计方案、拟解决的关键问题、测试报告、项目总结等,
4 实例分析
现在以实施阶段的具体设计案例来说明整个CDIO模式项目训练的过程。设计项目名称:“倒立摆”初级项目, 要实现的基本功能为:功能目标是使处于不稳定状态的倒立摆杆尽快地达到一个平衡位置 (摆杆倒立位置) , 并且使之没有大的振荡和过大的角度和速度。当摆杆到达期望的位置后, 系统能克服一定的随机扰动而保持在稳定的倒立位置。
4.1 学生构思。
本项目所研制的系统包括:支架、传动装置、倒立摆本体、电机、编码器和控制箱。研究开发的具体内容包括支架和传动装置的材料、形式、构成;倒立摆本体的材料和安装形式;系统的结构和控制策略, 电路的结构和元器件的选择等。
其中重点研究的内容有:a.系统结构的初步设计, 利用理论计算和仿真两种形式判定系统实现的可能性;b.系统结构的研制, 对所研究的系统进行物理设计, 确定并完成支架、倒立摆本体、电机、传感器等组件的装配;c.系统电路设计和实现, 包括电机的控制、编码器信息的采集、控制算法的实现等。
设计框图如图2所示。
系统包括PC机/单片机、伺服机构、倒立摆本体和传感器几大部分, 组成了一个闭环系统。传感器1将小车的位移、速度信号反馈给驱动器和PC机/单片机, 摆杆的位置、速度信号由传感器2反馈回PC机/单片机。PC机/单片机确定控制决策 (小车向哪个方向移动、移动速度、加速度等) , 并实现该控制决策, 产生相应的控制量, 使电机转动, 带动小车运动, 保持摆杆平衡。
4.2 设计方案制定。
设计方案在对构思阶段的内容进行完善的基础上, 主要是机械结构、电路结构、系统结构的制定, 并最终确定项目实施流程:
a.1~8周的时间设计平台、小车等机械连接、电气驱动部分和传感器选型;b.4~10周在机械部分设计成型后, 进行倒立摆的理论部分研究, 部分控制算法进行适当的仿真;c.8~12周数据采集和控制电路板设计, 编写控制程序;d.13~16周机械、电气、电子控制联调, 满足设计要求;e.17~18周准备材料, 成果交付。
4.3 实物功能实现。通过实物制作来实现“倒立摆”初级项目的功能, 主要包括机械结构、电气结构、电子结构等几个部分。
4.4 完成设计报告及答辩。
设计报告是对设计方案和实物功能的总结。如在实施过程中发现进度规划不合理, 进行适当的调整;操作过程中出现的实际问题, 如何解决等。在设计报告的基础上, 各项目小组集中答辩, 在检验成果的同时, 了解其他各组的设计理念, 学生自主初步比较异同, 深化学习效果。
5 结论
通过在“倒立摆”初级项目中应用CDIO模式, 充分发挥了学生的主体作用, 让学生自己体验项目流程, 自己分析和解决问题, 而教师是舵手, 主要起指导作用。此次实习能使学生的实践工程素质和工程能力不断提高, 为走向工作岗位奠定良好基础, 同时也对其他科目的实践教学有一定的指导意义。
摘要：为了培养适应民航业飞速发展的高素质机务维修人员, 加强实践教学的质量, 本文针对民航机务维修的专业特点, 通过分析“倒立摆”初级项目的教学目标, 结合一线教师的教学经验及实际问题的教学研讨, 利用CDIO模式在提高学生实践工程能力方面的优势, 研究了将此初级项目分为试做阶段、准备阶段和实施阶段的教学过程设计, 探索了“倒立摆”初级项目中CDIO模式的应用, 提高了教学效率和学生的综合能力, 为其他民航相关专业如何提高实践教学质量提供了一定的参考。
关键词：CDIO模式,工程能力,“倒立摆”初级项目
参考文献
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