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基于CDIO和行业特色的测控专业人才培养模式的探讨

来源:用户上传      作者:曹小燕 冯进玫 潘洪亮 冯新宇 寇晓静 唐巍

  摘   要:在“大工程”、“CDIO”等教育理念的指导下,结合该校的煤矿行业优势,对测控技术与仪器专业的人才培养模式进行研究,从理论教学和实践环节两个方面阐述教学改革思路与具体措施,使我校的测控专业具有矿业特色,培养满足现代企业需求的工程应用型人才。
  关键词:CDIO  行业特色  测控专业
  CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果,CDIO的含义是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),其源于实际工程项目的实施过程,促使学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式进行学习。
  由于我校原隶属于国家煤炭工业部,自学校成立至现在,从学科建设、专业配置和实践基地,到合作企业、学生从业等方面积累了丰富的煤矿行业资源,许多教学环节无不体现了鲜明的矿业特色。
  测控技术与仪器专业融光、机、电、算为一体,集现代高新技术于一身。该专业不仅涵盖了当今较为先进的科学技术,而且具有良好的应用前景。但是,由于我校测控专业成立时间较短,随着我国工业化和信息化技术的飞速发展,使得目前的教育模式和现代企业对人才的要求逐渐脱轨,学生理论知识不扎实,动手能力较弱,在工作中缺乏自主学习意识和创新能力。因此,如何发挥学校矿业优势,结合CDIO先进教育模式,发挥测控专业为社会服务的职能,培养合乎现代企业要求的工程应用型人才,是我们面临的一项紧迫任务[1]。
  1  理论教学改革
  1.1 具有行业特色的课程改革
  按照CDIO的理念进行课程体系的设置,明确专业课程和能力培养的对应关系。在课程体系中增加“矿山机械与设备”、“选矿厂测试与控制”等相关课程。专业必修课作为核心课程,授课内容要求“精”,避免各门课程在教学内容方面的重复;专业选修课程要根据市场发展趋势,依托学校煤矿行业优势,知识面要“广”;综合设计环节力求设计内容“实”,明确项目设计的目的,主次分明,保证实效。
  授课时突出学生的主体性,充分调动学生的积极性和主动性。例如《传感器与检测技术》课程采用讨论式教学模式,《智能仪器设计》课程采用PBL教学模式,《单片机原理及应用》课程采用翻转课堂教学模式,都取得了较好的教学效果。对侧重于应用的《虚拟仪器》和《可编程控制器原理及应用》等课程,可以从生产实际中收集典型案例,适当调整,变理论讲解为实际应用,最大程度地激发学生的学习兴趣。例如设立“基于虚拟仪器的菱镁矿石上料装置控制系统”和“基于PLC的矿井提升机的闸间隙检测装置设计”等实例,在课堂上分析研究工作原理,在实验室完成具体设计,按照CDIO的模式进行教学和实践。
  1.2 多课程融合式教学
  基于CDIO理念的多课程融合式教学方法就是:以同一综合性设计项目为依托,在独立教学过程中重点讲解与本课程相关内容,适当略去非相关部分的知识,最后在实践中得到知识的汇总和升华,即运用总-分-总的方式进行教学[2]。例如,《精密仪器及机械》课程涉及的知识点有误差理论、光学系统、仪器设计、电学和精密机械等,由于学生前期已学过误差、光、电等相关课程,在授课时,这些内容可简单回顾,重点学习仪器设计和精密机械,而这五个知识点的切入和融合可以通过综合设计《表面粗糙度测量仪设计》来实现。多课程融合式教学的实质是多课程之间、理论与实践教学之间的充分融合,课程间要做到“你中有我,我中有你”,从局部到整体地将专业知识整合起来,使之作为一种宏观专业技术得到更好的运用。
  2  实践教学改革
  圍绕我校应用型人才培养的定位,将CDIO的“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”理念贯穿于实践环节,提高学生的动手和创新能力[3]。将实践教学体系、实践教学形式及实践教学内容进行优化和整合,充分发挥电气学院省级实验示范中心和虚拟仿真教学示范中心的优势和特色,服务于教学。
  2.1 工程实训改革
  目前,我院拥有专业实验室13个,实践基地10个,学生创新基地2个。从大三上学期开始,连续3个学期,每学期每个班都要进行5次工程训练。基础实训时间为每个基地一周,进行基本技能培训。专业实训时间为每个基地10d,进行专业及综合技能培训。通过实训可以提高学生独立解决问题能力和理论知识应用能力,并且对学生进行实际操作技能训练。减少专业实验室传统的验证性项目,增加实际设计项目,把企业的工程项目或产品引入到实训教学中,提高实用性。除此之外在生产实习环节增加煤矿设备方面的相关内容,让学生去企业亲临现场参与,了解设备工作过程,分析工作原理和设计思路。
  2.2 开放实验室
  CDIO理念中的设计和实现环节,可以借助专业实验室和创新基地来完成。我校测控专业现有虚拟仪器、传感器和过程控制3个专业实验室和1个创新基地可供学生使用,除完成基本教学任务外,每学期有一半实间处于闲置状态。如果还沿用传统实验教学的“封闭式”教学方式,实验室利用率低,而创新基地由于空间有限,不能给学生提供太多资源,学生的积极性不能得到充分发挥。所以开放实验室势在必行,是高效完成综合设计的基础条件。实验室的开放可以采用多样化的形式,如预约时间、学生打卡管理、奖励制度等。实验室提供计算机、基础元器件和设计仿真软件等,这样学生能较好地支配自己的实验时间,尤其是为那些学有余力的学生创造一个方便的实验环境。学生在实验室或独立思考,或团队协作,设计过程不受教学束缚,有助于学生开展自主研究和创新思维[4]。
  2.3 加强校企合作
  CDIO理念中的运作环节,需要和企业合作共同完成。鼓励煤矿企业和科研单位高级技术人员到学校进行专题讲座,校企合作共同开发科研项目,让学生参与实际项目的调研、设计、生产、鉴定等环节工作。鼓励与用人单位已经签订就业合同的学生在企业完成毕业设计,对学生本人和企业都有利。一方面,在企业做毕业设计可以节省时间,充分激发学生的积极性,使学生把课堂所学的理论知识与具体工程项目相结合。尤其是在向工程技术人员学习的过程中,学生可以接触到先进的生产工艺、生产设备和前沿技术。另一方面,企业可以更早地对学生进行培训,充分了解学生的能力与素质,培养其团队合作精神,从而更好地适应今后的工作[5]。
  3  结语
  通过以上分析可以看出,在我校测控专业实施CDIO教育模式是完全可行的,在教学过程中,以具有矿业特色的工程实践为导向,将多门课程内容相融合进行课堂及实践教学,开放实验室和加强校企合作,使学生的实践能力和创新能力都能得到大幅度的提高。
  参考文献
  [1] 李洪海.基于CDIO的测控专业教学改革与实践[J].中国电力教育,2013(25):129-130.
  [2] 田志波,刘美,廖晓文,等.CDIO理念下测控专业多课程融合式教学研究[J].中国电力教育,2012(29):60-65.
  [3] 王桂梅,王庆东,刘杰辉.基于行业特色背景的测控技术与仪器专业CDIO教学模式研究[J].河北工程大学学报:社会科学版,2010,27(2):55-56.
  [4] 曹小燕,杜海艳.测控专业综合设计训练教学模式初探[J].黑龙江教育,2011(7):91-92.
  [5] 赵岩,张春晶,曹小燕,等.新工科背景下电气工程专业创新人才培养模式的探讨[J].科技创新导报,2018(10):234-235.
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