獨立學院電氣工程及其自動化專業基于CDIO的實踐模式探索

摘要：獨立學院作為培養應用型人才的新生力量，要與地方經濟社會發展相銜接，培養滿足地方經濟社會發展需要的、高素質的應用型人才。如何培養符合廣東省地方經濟發展需求的，能服務于地方經濟發展需要的電氣類應用型人才是相關專業當下最需關注和解決的問題。本文引入CDIO理念，對電氣工程及其自動化專業實踐模式進行改革，建立一種以項目訓練為主線的新型的四級實踐架構體系，經過兩年的實施，效果明顯，對獨立學院培養創新型、應用型人才意義深遠。

關鍵詞： CDIO 獨立學院 電氣工程及其自動化 實踐教學

中圖分類號： G642.47 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（c）-0000-00

電氣工程及其自動化專業作為一個典型的工科專業，相對于傳統的自動化專業而言，電氣工程及其自動化專業更注重學生的動手能力以及理論結合實際的能力；應獨立學院關于“應用性人才”的培養方案，該專業在課程設置以及人才培養方案上，愈加重視學生的實踐創新能力；而企業更加需要具有職業素養高、實際動手能力強、具有一定解決實際問題能力、項目經驗豐富的創新型、復合型的大學生。然而，電氣工程及其自動化專業的現有的教學體制和其他專業一樣重理論、輕實踐，雖然經過大力倡導，進行過多次教學改革，但依然原地徘徊，成效不大，導致學生創新能力及動手能力無法提高。CDIO教學模式以其“學中做，做中學”的理念，引領了全球工程領域教學模式的改革，借鑒CDIO項目驅動實踐教學的思想，結合獨立學院電氣工程及其自動化專業的專業特色，對構建適合創新型、應用型人才培養的電氣工程及其自動化專業實踐教學體系有重要意義。

1現存教學模式現狀分析

現存體系固步自封，無法突破固定模式的陰影。在電氣工程及其自動化專業的人才培養過程中，校內實驗教學是必不可少的一個環節。在實驗教學過程中，實驗方法、實驗儀器、實驗原理基本固定，學生在實驗中通常處在被動實踐的狀態，只能根據實驗指導書完成各種操作。另外，在很多實驗中實驗設備采用的都是模擬實驗箱，學生僅僅完成插孔之間連線而已，接觸不到實際的元件，無法將理論和實踐聯系起來，而且驗證性實驗多，綜合設計性實驗往往只占到了實驗的10%左右，學生自己思考、設計的機會少，學生的創新思維無法培養，主動解決問題的能力更無從談起。作為校外實踐環節的專業實習、畢業實習雖然是在社會企業中完成的，但是在很多實習過程中，大多數學生由于實際能力、經驗的限制，只能在一些技術性低的部門實習，涉及到較高技術性的部門就只能看，不能動手，這樣，對于學生實際動手能力和創新能力的培養來說很難保證有理想的效果。從設備的角度考慮，實踐教學的開展主要依托于校內實驗室設施和校外實習基地設施。

實驗設施的優劣與校內外實踐基地的建立是能否順利開展實踐教學的基礎，由于經費投入不足、高校技術理論教育與社會脫節等問題，造成實驗室建設及實踐基地建設比較薄弱。實驗室一旦建立后就連續使用，無法及時根據技術的發展更新設備。因此學生所做的實驗很多都是經典的“舊實驗”，新技術由于設備的原因在實驗室根本無法實施。而有些實驗室“有課才開，沒課不開”的情況也大大降低了設備的使用率。

在整個課程體系中，校外實習基地也是完成實踐教學的一個重要組成。根據所統計的情況，多數獨立學院的校外實踐基地的建設不夠健全，原因有以下幾點：第一，獨立學院在實踐教育中投人的實習經費非常有限，付給企業的實習費用過低，對企業來說沒有吸引力，這也跟我國企業普遍缺乏社會責任感有關，同時，我國對企業承擔高等教育實踐實習缺乏立法的規范和保護。第二，將學生集中在少數企業進行實習，企業難以“消化”很多學生同時實習。第三，通過個人關系建立實習實訓基地很不穩定，在企業經營狀況的惡化時可能被取消。第四，學生到企業實習，由于理論知識不夠、實踐經驗缺乏，不但不能給企業創造利潤，相反會給企業帶來管理上和生產上的不便，造成一定損失。這些原因都制約了實習基地的建設，在一定程度上也阻礙了實踐教學的順利實施。

2 基于CDIO工程教育模式的專業實踐架構的建立

電氣工程及其自動化專業應培養能夠從事與電氣工程有關的系統運行、自動控制、電力電子技術、信息處理、試驗分析、研制開發以及電子與計算機技術應用等領域工作的高級工程技術人才。為此，學生畢業之后要求專業能力扎實，綜合素質高，實踐動手能力強，具有創新精神和創新能力，這就需要對已有的人才培養模式進行改革，將CDIO理念加入到培養模式之中，除了涵蓋本專業知識外、還要根據學生的情況精心規劃和設計CDIO項目，通過項目來引導學生對專業課程的學習興趣，同時建立起清晰的專業實踐架構（如圖1）。

圖1基于CDIO理念的四級實踐教學體系架構

由圖可見，實踐體系分為四級項目，各級項目分工明確，逐層遞增，項目訓練難度依次加強。

2.1學科基礎平臺實踐項目

該級項目模塊由本學科基礎課程實踐項目構成，分別是電路分析項目、大學物理項目和C語言程序設計項目。根據課程教學實踐要求和學生的學習深入程度，設置相應的任務式實驗，使學生能夠通過完成實驗掌握本專業所需的學科基礎。

2.2專業基礎平臺實踐項目

該級項目由專業基礎課群組成，涉及到模擬電子技術、數字電子技術自動控制原理、單片機應用和嵌入式技術等課程。在這一平臺項目中，在每一門課程實踐項目引入CDIO理念，根據課程要求將相關實踐分為項目任務，由學生分別完成，再根據完成情況組合成整體項目。通過這種方式，初步培養學生完成完整項目的能力。

2.3專業技術平臺實踐項目

該級項目由專業課群組成，包括電氣控制與PLC技術、電機與拖動、電力電子技術、電力系統繼電保護、電力系統自動裝置等課程。這些課程技術性較強，與實踐聯系緊密，因此，在項目開展的過程中，除了設置本課程相關的技術知識點，還要結合前兩個平臺發布的項目任務，綜合設計這一平臺的項目。例如：電路分析項目任務可以組成部分模擬電子技術項目，模擬電子技術項目任務又可以構成電力電子技術相關的項目，這樣，學生既可以完成相關專業課程的學習還可以與其他課程聯系起來，構建出專業相互關系圖系。

2.4專業綜合實踐項目和企業綜合實踐項目

該級項目屬于綜合應用型平臺，涵蓋了課程設計、畢業設計、專業綜合實習和畢業實習四個部分。在課程設計中，對學生分組（2-3人一組），發布相關項目任務，由學生根據項目要求進行構思，進行相應設計定義、可行性分析、需求分析和設計功能分析等工作，理清設計思路，提出初步總體設計；然后根據初步設計結構，在已完成的各平臺項目中找到相關應用進行詳細設計；完成詳細設計后進行整個系統的制作并完成調試，最后整理制作相關技術文檔。這樣，培養學生掌握了系統設計的完整流程，加強了學生對專業技術知識的綜合應用能力。另外，可以在項目實施過程中，要求學生輪流作為團隊的負責人并且積極參與各部分的工作，以更好的培養學生的團隊精神和領導能力。畢業設計項目基本流程與課程設計項目類似，但完成項目的學生人數定為一人一題，項目難度有所增加。在該項目中，項目任務可以結合所在實習單位工作任務設定，也可由指導教師擬題（任務也是從實際項目而來）。專業綜合實習和畢業實習部分，學生融入到實際單位之中，企業發布的相關任務，學生可結合幾級項目涉及的相關知識完成項目任務，進一步培養學生獨立開發設計項目系統能力，鞏固專業知識，促進與企業的融合，為畢業后走入企業奠定了扎實的專業實踐基礎。

3四級實踐項目實施配備基礎

3.1實驗室相關改革

由于各平臺項目實踐中所涉及的課程實驗均由任務模塊構成，所以大多數高校實驗室中的試驗箱設備需要根據實驗項目進行更換，以適應多模塊多任務綜合性實踐項目的實施。在項目完成過程中，根據項目任務的不同，應用不同課程任務的結果，會用到各種課程的實驗設備，因此，需要建立一個綜合實驗室，以完成整體項目的實施。

3.2加大校企合作力度

CDIO工程教育模式的開展離不開校企合作，學生是否在四級實踐體系的學習中是否真正掌握了相關能力，需要在企業中的實際工作才能體現。如果在體系中設計的任務更加貼近生活實際，那就更需要企業的支持和接納。因此，要將CDIO工程教育模式的理念與企業共享，可根據企業的需求，定制完成相關任務。這樣，學生在學習中完成的項目更貼近實際，也為他們將來進入企業開展工作縮短了融入過程。

4結語

通過引入CDIO工程教育模式的理念，根據獨立學院關于“應用性人才”的培養方案，對電氣工程及其自動化專業實踐教學體系進行設計，建立了以學科基礎平臺實踐項目--專業基礎平臺實踐項目--專業技術平臺實踐項目--專業綜合實踐項目和企業綜合實踐項目為主線的四級實踐教學體系，項目設置貼近實際項目，每一個課程的項目任務結果都可以應用到其他任務之中，使學生在幾年的學習當中，由小到大，由簡單到復雜，系統地掌握了項目開發從項目需求分析、總體設計、詳細設計、系統制作與調試、完成技術文檔整個流程，培養學生的分析問題與解決問題能力、實踐動手能力、創新能力和專業綜合能力。在項目的完成過程之中，隨著學生對專業的了解，逐步培養專業興趣，這樣從興趣出發，寓教于樂，更能加深學生對專業的“融入感”和“歸屬感”。以這種模式培養出的學生能夠從容地面對不同企業的項目要求，企業也大大縮短了對新入職的學生的培養周期，形成學校、學生、企業“三贏”的局面。

參考文獻

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