CDIO模式下《區(qū)間信號自動控制》項目化教學(xué)改革

趙健 宋莉 李月 周勇

摘要： 區(qū)間信號自動控制是軌道交通信號與控制專業(yè)的一門專業(yè)核心課程，同時又是一門實踐性很強的課程。為了適應(yīng)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)目標，將 CDIO 教學(xué)理念應(yīng)用到理論教學(xué)過程中，并采用項目驅(qū)動的考核方式實現(xiàn)學(xué)生“做”中“學(xué)”，從而提高學(xué)生的工程實踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞： 區(qū)間信號自動控制;CDIO理念;項目驅(qū)動

一、引言

CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）、運行（Operate）的縮寫，是美國MIT及瑞典的3所大學(xué)提出的一種新型工程教育模式。該模式以工程項目的整個生命周期為載體，讓學(xué)生主動地參與到理論到實踐的轉(zhuǎn)化過程中來，是一種倡導(dǎo)“做中學(xué)”和“基于項目的教育和學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式。實施CDIO需要組織新型的課程教學(xué)模式，根據(jù)培養(yǎng)目標要求，結(jié)合軌道交通信號與控制專業(yè)自身的特色，借鑒CDIO理念來設(shè)計教學(xué)體系，以設(shè)計與課程內(nèi)容密切相關(guān)的項目為核心，以未來職業(yè)需求為導(dǎo)向，形成基于CDIO的內(nèi)容項目化的、可實施的課程體系，讓學(xué)生主動地參與到課程的各個教學(xué)環(huán)節(jié)中[1，2]。

二、《區(qū)間信號自動控制》課程工程教育改革的目標

《區(qū)間信號自動控制》是一門多學(xué)科交叉的專業(yè)課程，也是高等院校軌道交通信號與控制專業(yè)的核心課程之一。該課程的內(nèi)容主要是介紹區(qū)間閉塞的基礎(chǔ)、繼電半自動閉塞、區(qū)間自動閉塞和機車信號與站內(nèi)電碼化。課程內(nèi)容緊跟科技的發(fā)展不斷推陳出新，如何讓同學(xué)們漸進式地掌握閉塞的基本知識、如何將閉塞的理論知識融入到具體項目中、如何設(shè)計能夠調(diào)動學(xué)生興趣和主觀能動性的項目，這些都是教學(xué)改革需要解決的問題。

三、基于CDIO的項目化教學(xué)改革探索

在培養(yǎng)目標明確的前提下，分析如何從教學(xué)觀念、教學(xué)內(nèi)容、質(zhì)量監(jiān)控、考核方式這四個方面更加有效地支撐培養(yǎng)目標的達成，進行改革探索，制定區(qū)間信號自動控制課程的整體教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和工程實踐能力

1.CDIO模式下教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變

在《區(qū)間信號自動控制》課程的授課活動中釆用CDIO模式，教師首先要轉(zhuǎn)變原有授課中的一些習(xí)慣性思想和觀念，要將CDIO精神靈活地貫穿到教學(xué)活動中，樹立以學(xué)生為中心的實踐教學(xué)理念，教師更多的是學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、幫助者，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中教師應(yīng)引入基本的概念和方法，提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考研討，加強課程實驗與實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，將項目教學(xué)法貫穿于整個教學(xué)中，使學(xué)生更好地掌握課程知識之間的聯(lián)系，利用好現(xiàn)有的實驗室和實習(xí)基地，增加學(xué)生主動學(xué)習(xí)和動手實踐，強調(diào)分析問題和解決問題的能力[3]。

2.CDIO模式下課程內(nèi)容項目化

“做中學(xué)”和“基于項目教育和學(xué)習(xí)”是CDIO教育模式的特色。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力，在教學(xué)中采用以項目為導(dǎo)向的教學(xué)方法，首次課以課程概述為主，其余學(xué)時以項目為主線實施教學(xué)。如為了使學(xué)生熟悉請求發(fā)車繼電器工作流程，首先引入“請求發(fā)車時發(fā)車站黃燈不亮故障查找”的項目設(shè)計;為了使學(xué)生更明確ZPW-2000A的基本組成結(jié)構(gòu)、應(yīng)用及維護，引入“ZPW-2000A移頻發(fā)送器、接收器和衰耗盤的應(yīng)用與維護”的項目。在項目練習(xí)過程中，由教師引導(dǎo)，學(xué)生邊學(xué)邊做，邊做邊學(xué)，在做中討論總結(jié)。這樣既大大激發(fā)了學(xué)生的興趣和積極性，又增加了學(xué)生主動學(xué)習(xí)和實踐的機會。通過項目教學(xué)和“做中學(xué)”，提高了學(xué)生獨立分析和解決實際問題的能力。

3.CDIO模式下的質(zhì)量監(jiān)控措施

建立多級指導(dǎo)與監(jiān)控體系，從宏觀和微觀等多角度，全方位保障整個課程質(zhì)量和培養(yǎng)目標。除了在學(xué)校、二級學(xué)院的教學(xué)督導(dǎo)的宏觀監(jiān)控下，針對區(qū)間信號自動控制課程由于基于項目學(xué)習(xí)，大部分從實踐教學(xué)出發(fā)進行講解，指導(dǎo)教師無法做到全盤監(jiān)控的情況，設(shè)立“學(xué)生導(dǎo)師”崗位，以及項目小組負責人制度。在每個班級中擇優(yōu)招聘學(xué)生實驗導(dǎo)師，由教師事先對學(xué)生導(dǎo)師進行培訓(xùn)，然后由學(xué)生實驗導(dǎo)師在項目實施過程中對小組進行指導(dǎo)。學(xué)生導(dǎo)師無法解決的問題，由教 師解決。通過這種“傳幫帶”指導(dǎo)模式，不僅可以加深同學(xué)之間的專業(yè)溝通，同時也可以促使學(xué)生自己積極發(fā)現(xiàn)問題，尋找解決問題的途徑，增強學(xué)習(xí)的主動性。

4.CDIO模式下考核方式的改革

CDIO模式下的教學(xué)考核以項目為單位，每一個項目中都有明確的考核內(nèi)容。考核方式由筆試和實踐考核兩部分組成，分別占40%和60%。其中，筆試內(nèi)容為基本概念和理論，實踐考核貫穿于項目設(shè)計的整個過程中，教師對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、分析解決問題的能力、創(chuàng)新能力、小組間協(xié)作的能力以及項目的完成質(zhì)量等方面進行綜合考核。合理科學(xué)的考核方式，能給學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使《區(qū)間信號自動控制》課程的教學(xué)收到良好的教學(xué)效果。

四、結(jié)束語

最后，采用 CDIO 導(dǎo)向的項目驅(qū)動教學(xué)法，有利于課程教學(xué)的普及性，讓教師作為主體的課堂轉(zhuǎn)化為學(xué)生為主體的課堂，有利于培養(yǎng)學(xué)生個體思考問題、解決問題的能力。

參考文獻：

[1]康全禮，丁飛己.中國CDIO工程教育模式研究的回顧與反思[J].高等工程教育研究，2016（4）：40—46.

[2] 王莉.《移動通信技術(shù)》基于CDIO的項目制教學(xué)改革[J].科技資訊，2016（15）：111—112.

作者簡介：趙健（1984-），男，深圳市賽為智能股份有限公司技術(shù)中心技術(shù)總監(jiān)，兼任馬鞍山學(xué)院軌道交通信號與控制專業(yè)負責人，安徽省教育廳軌道交通自動化重點實驗室副主任，碩士學(xué)歷，工程師職稱，研究方向為城市軌道交通。

課題來源：馬鞍山學(xué)院安徽省教育廳軌道交通自動化重點實驗室2020年度新工科研究與實踐項目《面向區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的民辦本科高校新工科建設(shè)路徑探究》;馬鞍山學(xué)院安徽省教育廳軌道交通自動化重點實驗室2019年度重點科研項目《基于Win CC OA的綜合監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備維護管理（DMS）開發(fā)研究》（項目編號KJ2019A0918）