基于CDIO和行業特色的測控專業人才培養模式的探討

曹小燕 馮進玫 潘洪亮 馮新宇 寇曉靜 唐巍

摘? ?要：在“大工程”、“CDIO”等教育理念的指導下，結合該校的煤礦行業優勢，對測控技術與儀器專業的人才培養模式進行研究，從理論教學和實踐環節兩個方面闡述教學改革思路與具體措施，使我校的測控專業具有礦業特色，培養滿足現代企業需求的工程應用型人才。

關鍵詞：CDIO? 行業特色? 測控專業

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，CDIO的含義是構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），其源于實際工程項目的實施過程，促使學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式進行學習。

由于我校原隸屬于國家煤炭工業部，自學校成立至現在，從學科建設、專業配置和實踐基地，到合作企業、學生從業等方面積累了豐富的煤礦行業資源，許多教學環節無不體現了鮮明的礦業特色。

測控技術與儀器專業融光、機、電、算為一體，集現代高新技術于一身。該專業不僅涵蓋了當今較為先進的科學技術，而且具有良好的應用前景。但是，由于我校測控專業成立時間較短，隨著我國工業化和信息化技術的飛速發展，使得目前的教育模式和現代企業對人才的要求逐漸脫軌，學生理論知識不扎實，動手能力較弱，在工作中缺乏自主學習意識和創新能力。因此，如何發揮學校礦業優勢，結合CDIO先進教育模式，發揮測控專業為社會服務的職能，培養合乎現代企業要求的工程應用型人才，是我們面臨的一項緊迫任務[1]。

1? 理論教學改革

1.1 具有行業特色的課程改革

按照CDIO的理念進行課程體系的設置，明確專業課程和能力培養的對應關系。在課程體系中增加“礦山機械與設備”、“選礦廠測試與控制”等相關課程。專業必修課作為核心課程，授課內容要求“精”，避免各門課程在教學內容方面的重復;專業選修課程要根據市場發展趨勢，依托學校煤礦行業優勢，知識面要“廣”;綜合設計環節力求設計內容“實”，明確項目設計的目的，主次分明，保證實效。

授課時突出學生的主體性，充分調動學生的積極性和主動性。例如《傳感器與檢測技術》課程采用討論式教學模式，《智能儀器設計》課程采用PBL教學模式，《單片機原理及應用》課程采用翻轉課堂教學模式，都取得了較好的教學效果。對側重于應用的《虛擬儀器》和《可編程控制器原理及應用》等課程，可以從生產實際中收集典型案例，適當調整，變理論講解為實際應用，最大程度地激發學生的學習興趣。例如設立“基于虛擬儀器的菱鎂礦石上料裝置控制系統”和“基于PLC的礦井提升機的閘間隙檢測裝置設計”等實例，在課堂上分析研究工作原理，在實驗室完成具體設計，按照CDIO的模式進行教學和實踐。

1.2 多課程融合式教學

基于CDIO理念的多課程融合式教學方法就是：以同一綜合性設計項目為依托，在獨立教學過程中重點講解與本課程相關內容，適當略去非相關部分的知識，最后在實踐中得到知識的匯總和升華，即運用總-分-總的方式進行教學[2]。例如，《精密儀器及機械》課程涉及的知識點有誤差理論、光學系統、儀器設計、電學和精密機械等，由于學生前期已學過誤差、光、電等相關課程，在授課時，這些內容可簡單回顧，重點學習儀器設計和精密機械，而這五個知識點的切入和融合可以通過綜合設計《表面粗糙度測量儀設計》來實現。多課程融合式教學的實質是多課程之間、理論與實踐教學之間的充分融合，課程間要做到“你中有我，我中有你”，從局部到整體地將專業知識整合起來，使之作為一種宏觀專業技術得到更好的運用。

2? 實踐教學改革

圍繞我校應用型人才培養的定位，將CDIO的“做中學”原則和“基于項目的教育和學習”理念貫穿于實踐環節，提高學生的動手和創新能力[3]。將實踐教學體系、實踐教學形式及實踐教學內容進行優化和整合，充分發揮電氣學院省級實驗示范中心和虛擬仿真教學示范中心的優勢和特色，服務于教學。

2.1 工程實訓改革

目前，我院擁有專業實驗室13個，實踐基地10個，學生創新基地2個。從大三上學期開始，連續3個學期，每學期每個班都要進行5次工程訓練。基礎實訓時間為每個基地一周，進行基本技能培訓。專業實訓時間為每個基地10d，進行專業及綜合技能培訓。通過實訓可以提高學生獨立解決問題能力和理論知識應用能力，并且對學生進行實際操作技能訓練。減少專業實驗室傳統的驗證性項目，增加實際設計項目，把企業的工程項目或產品引入到實訓教學中，提高實用性。除此之外在生產實習環節增加煤礦設備方面的相關內容，讓學生去企業親臨現場參與，了解設備工作過程，分析工作原理和設計思路。

2.2 開放實驗室

CDIO理念中的設計和實現環節，可以借助專業實驗室和創新基地來完成。我校測控專業現有虛擬儀器、傳感器和過程控制3個專業實驗室和1個創新基地可供學生使用，除完成基本教學任務外，每學期有一半實間處于閑置狀態。如果還沿用傳統實驗教學的“封閉式”教學方式，實驗室利用率低，而創新基地由于空間有限，不能給學生提供太多資源，學生的積極性不能得到充分發揮。所以開放實驗室勢在必行，是高效完成綜合設計的基礎條件。實驗室的開放可以采用多樣化的形式，如預約時間、學生打卡管理、獎勵制度等。實驗室提供計算機、基礎元器件和設計仿真軟件等，這樣學生能較好地支配自己的實驗時間，尤其是為那些學有余力的學生創造一個方便的實驗環境。學生在實驗室或獨立思考，或團隊協作，設計過程不受教學束縛，有助于學生開展自主研究和創新思維[4]。

2.3 加強校企合作

CDIO理念中的運作環節，需要和企業合作共同完成。鼓勵煤礦企業和科研單位高級技術人員到學校進行專題講座，校企合作共同開發科研項目，讓學生參與實際項目的調研、設計、生產、鑒定等環節工作。鼓勵與用人單位已經簽訂就業合同的學生在企業完成畢業設計，對學生本人和企業都有利。一方面，在企業做畢業設計可以節省時間，充分激發學生的積極性，使學生把課堂所學的理論知識與具體工程項目相結合。尤其是在向工程技術人員學習的過程中，學生可以接觸到先進的生產工藝、生產設備和前沿技術。另一方面，企業可以更早地對學生進行培訓，充分了解學生的能力與素質，培養其團隊合作精神，從而更好地適應今后的工作[5]。

3? 結語

通過以上分析可以看出，在我校測控專業實施CDIO教育模式是完全可行的，在教學過程中，以具有礦業特色的工程實踐為導向，將多門課程內容相融合進行課堂及實踐教學，開放實驗室和加強校企合作，使學生的實踐能力和創新能力都能得到大幅度的提高。

參考文獻

[1] 李洪海.基于CDIO的測控專業教學改革與實踐[J].中國電力教育，2013（25）：129-130.

[2] 田志波，劉美，廖曉文，等.CDIO理念下測控專業多課程融合式教學研究[J].中國電力教育，2012（29）：60-65.

[3] 王桂梅，王慶東，劉杰輝.基于行業特色背景的測控技術與儀器專業CDIO教學模式研究[J].河北工程大學學報：社會科學版，2010，27（2）：55-56.

[4] 曹小燕，杜海艷.測控專業綜合設計訓練教學模式初探[J].黑龍江教育，2011（7）：91-92.

[5] 趙巖，張春晶，曹小燕，等.新工科背景下電氣工程專業創新人才培養模式的探討[J].科技創新導報，2018（10）：234-235.