基于CDIO的應用型本科自動化專業導論實踐課建設

林娟，王淑紅

（蘭州工業學院電氣工程學院，甘肅 蘭州 730050）

《專業導論實踐課》是自動化專業的工程基礎必修課，是后續專業基礎課及專業課的一門引導課程。基于CDIO工程教育理念，以學生為中心，以培養能力為導向，針對自動化專業辦學定位，對應用型本科自動化專業導論實踐課程教學體系、內容、方法和考核與評價等方面進行改革與實踐，并將電子產品制作及主干課程實踐貫穿到課程教學全過程，突出對學生工程實踐能力、創新能力、解決問題能力培養，為學生在自動化領域從業奠定基礎。目前自動化專業導論實踐課基本上還處在課程理論層次上，實踐環節薄弱，教學方法與手段陳舊，學生參與教學實踐活動不足，導致學生綜合素質較低，創新精神和創新能力不足。自動化專業導論實踐教學加入CDIO工程教育理念有利于培養學生的工程實踐能力，培養團隊協作意識并提高職業素養。

1 CDIO應用型本科自動化專業導論實踐課程建設目標

通過自動化基本概念、自動控制系統應用范疇、電工/電子基礎工程訓練等知識的講授，電子產品小制作、電氣控制線路接線，使學生初步了解專業和學科內涵，明確今后學習的目標和內容，支撐專業學習成果中相應指標點的達成。

具體目標：（1）基于CDIO工程教育理念，構建“以人為本”，建立知識、能力、素質培養體系，構建“基礎知識、個人能力、團隊協作能力、工程系統能力”和諧統一的人才培養模式。（2）以學生為中心，以實踐項目為導向，構建“注重基礎教學、引進前沿技術、重在工程能力培養”的課程內容，通過自主學習、探究學習，項目學習、培養學生解決復雜問題的能力。（3）基于“考核內容能力化、考核方式多元化、考試結果交互化”的課程考核模式，體現“能力本位”的課程考核與評價體系。

表1 自動化專業實踐導論課內容安排

2 CDIO實施方案

2.1 自動化專業實踐導論課內容安排

（1）布置實踐任務。自動化專業導論實踐課開課前，指導教師根據應用型本科自動化專業應用需求，制定符合專業培養目標的題目并下達任務書，學生通過查閱相關專業書籍及網上資料，提前預習，做好實踐項目準備。

（2）實踐項目制作與測試。在方案確定后，每組學生根據項目需要進行硬件接線、系統測試等，在指導老師及高年級同學幫助下進行相關工作。完成項目后，由老師檢查電子產品制作焊接水平以及完成程度，是否正確完成電氣控制接線等。學生在制作及調試遇到問題時和指導老師及其他同學進行充分交流與合作，完成整個導論實踐項目。

（3）答辯。完成實踐項目后進行答辯以檢驗，分小組答辯，內容包括實踐項目的整體方案、實施完成情況，在實踐過程中遇到的問題以及是否很好的解決了問題，學生答辯后，指導老師對學生進行提問，通過答辯交流，通過實踐項目學到了哪些專業課內容，鍛煉了哪些能力，內容越詳細越好。

（4）報告撰寫。完成實踐項目后，按照本科生撰寫實訓報告的要求撰寫并提交報告，報告應包括實踐項目背景，要求，方案、電子產品制作調試與測試過程、典型電氣控制項目實踐總結等。每個項目要求畫出原理圖，涉及專業器件介紹，使用專業工具情況，通過總結分析發現實踐過程中存在的不足，不斷完善以便進一步提高課程效果。

2.2 課程具體教學內容及實施

（1）理論教學。自動化的概念、發展簡史，自動控制系統的類型、組成和應用范疇，自動化行業的特性及自動化相關產業的基本方針、政策和法規。自動化專業培養目標及人才素質要求，自動化專業教學安排、學習原理與學習方法。電工、電子基礎工程訓練知識：常用電工、電子儀器及儀表，典型電子元器件及電氣控制元器件的名稱及作用。

（2）精心項目設計課程及教學資源應用。課程實踐項目開發與建設力求彰顯特色性、創新性、實用性。本課程在教學內容選取上進行了精心思考，采用創新的教學理念，課程建設向學思結合、知行統一轉變。打破傳統的只注重知識體系的完整性、理論性，引進CDIO理念注入課程體系、注重能力的培養，讓課程更貼近工程實際。形成課程的標準為重點，逐步形成課程在內的多種優質教學資源，對實施過程中產生的效果、問題，提出改進意見和建議。

（3）實踐教學實施。該項目的實施可以增強學生的實踐能力、動手能力、創新能力，提高學生的專業技能，提高學生的工程素質，適應社會的需要。該項目的實施，有利于提高教學質量和人才培養質量，在學院內部將形成對其他專業的輻射示范作用，有一定的應用價值。

實踐教學：迎賓器電子產品制作。電子產品制作流程，電子產品制作工具使用規范。了解電子產品制作流程，制作迎賓器電子套件，實現迎賓功能音樂芯片的聲音為“歡迎光臨”。體會迎賓器的電路原理圖如圖1所示，指明各元件名稱及其作用，熟悉常用工具的使用，學生實際制作迎賓器圖如圖2所示。

圖1 迎賓器電路圖

圖2 學生制作迎賓器

實踐教學：電氣控制應用實例。電氣控制實踐操作流程，工具箱常用工具使用規范。三相異步電動機正反轉控制的實踐操作。了解電氣控制接線要求，實現三相異步電動機正反轉接線并調試運行。體會電氣控制的原理圖如圖3所示，指明各電氣控制元器件名稱及其作用，熟悉常用工具的使用，學生實際三相異步電動機正反轉接線圖如圖4所示。

圖3 三相異步電動機正反轉電路

圖4 學生實際操作

3 考核評價

（1）注重學習成效的評價。通過實踐項目鍛煉對專業課有一個基本認識，導論課只是專業課的開始，為后續專業課程的學習起引領作用。引導學生向學習過程轉變，增強學習主動性，變被動為主動學習，提高學生的學習能力和工程實踐能力。

（2）注重培養具有創新能力的人才評價。教師在教學過程中根據實施不斷調整講述內容及方法，根據學生實際完成情況，答辯情況，報告撰寫質量綜合打分。著重培養同學思考問題，解決問題的能力，培養學生具有創新精神能力。

（3）CDIO工程教育模式評價體系。重在培養學生的實踐能力，樹立CDIO工程教育理念，與人合作的團隊協作能力。實訓考核包括平時出勤、聽課表現、出勤與紀律情況、實踐任務完成情況、實習報告5部分組成。平時成績是指學生平時的考勤，實訓操作中的表現與創新能力等，在日常項目中表現較好者可以加分，評價由成員互評成績及指導教師共同給出，互評來自同一個項目組成員之間的互相評價。

實踐任務考核則是包含硬件接線，綜合調試等，這種考核方式有效地彌補了傳統考試方式的不足之處，有效地展現了學生的學習效果，提高了學生的專業素質。本次實踐項目實習報告是大學第一次學習寫報告，因此要特別強調實踐報告內容主要包括：實習的目的和意義、實習的主要內容和過程、實習的收獲和心得體會、總結、參考文獻等。成績評定按學院有關教學實習的考核標準和成績評定辦法綜合評定，成績考核評定如表2所示。

表2 成績考核評定表

4 結語

通過理論學習與實踐教學相結合的方式完成了應用型本科自動化專業實踐導論課程的建設，概要介紹了自動化專業基本概念、應用、電路基礎工程訓練等。了解電工、電子基礎工程訓練知識，通過引入CDIO獨立完成電子產品小制作及電氣控制線路接線，使學生理解并承擔個人負責的角色。電路實踐部分主要內容為電子元器件介紹，選取了典型的迎賓器電路識圖并實際制作實物，工程訓練實踐主要內容為電氣控制的基本知識做介紹，選取了典型的三相異步電動機正反轉電路識圖并接線調試。通過上述實踐課程了解自動化專業的基本知識、基本概念及社會對自動化專業人才的需求，激發學生對本專業學習的興趣，為后續專業基礎課及專業課的學習奠定基礎。