基于CDIO的冶金專業軋機系統自動控制課程教改分析

《板帶軋機系統自動控制》課程是軋鋼設備及工藝專業方向專業課程。課程重點教授板帶軋制生產過程中的數學控制模型，結合具體軋機生產線，使學生掌握熱軋板帶和冷軋板帶的軋制過程計算機控制系統結構和功能。課程教學的目的是使學生掌握軋機自動控制的基本概念、基本理論、功能模塊、控制數學模型、數學模型的編程處理方法等。本課程屬專業課程，涉及的知識面較多，是軋機設備、軋制工藝、力學數學、自動控制和通信系統等多領域知識的綜合，在軋機控制系統中得到完美的集中體現。另外，隨著科技的發展，軋機系統自動控制研究領域的研究新成果更新速度也很快，傳統的教學內容和教學方法也需亟待更新。因此，本課程的講授和學習難度較大，需要在教學和學習過程中運用先進的教學理念和教學方法。

1 板帶軋機系統自動控制課程特點和存在的問題

我校機械設計制造及其自動化專業冶金機械方向的人才培養目標是培養具備機械設計、制造及其自動化基礎知識與應用能力，能在工業生產第一線從事冶金機械領域內設計制造、科技開發、應用研究、運行管理和經營銷售等方面工作的，具有綜合素質、創新能力、團隊精神和專業技術能力的高級技術人才。《板帶軋機系統自動控制》在專業人才培養目標中發揮著重要作用，具有理論性強，又和實際聯合緊密的特點。

在傳統的教學過程中，多以教材內容和板書教學為主，內容抽象，學生在學習過程中不能很好的理解和消化;教授內容與生產實際的關系不緊密，造成教學與生產實際脫節，學生不能很好的將學到的知識用到實際生產中;學生對內容的不理解或理解不深刻，周而復始會造成學生的厭學情緒，不利于教學過程的順利進行，學生的積極性得不到激發;教學內容滯后于理論研究太多，導致內容過于陳舊，不利于學生掌握當前最新資訊，頭腦封閉和僵化等。

2 課程教改方案

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(Conceive構思-Design設計-Implement實現-Operate運作)是以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程，培養學生的四大能力(即工程基礎知識、個人能力和人際團隊能力和工程系統能力)。目的是培養有專業技能、有社會意識和有企業家敏銳性的工程師。

燕山大學機械工程學院是教育部CDIO試點高校，在本課程的教學改革實踐中，基于CDIO的教學理念，綜合運用了多種教學方法，實施考核方式改革等多種教改舉措。

(1)基于CDIO的教學理念。

CDIO是燕山大學機械工程學院目前正在實施的一項工程教育模式。在本課程教學過程中即應用了該教學理念。課程知識隨當前科研成果進行更新，同時要求學生設計項目，組成小組，自己收集資料、設計方案、評估效果，并在實驗室中完成初步調試。通過這些訓練，增強了學生自主學習的能力，培養了學生團隊合作的意識，使學生親身實踐了實際工程項目開發的真實過程，學生獲益良多。

(2)本課程在教學過程中使用的多種教學方法。

課堂教學。即任課教師就課程知識體系中的基礎理論部分作課堂講解。這是一種基本的教學方式。其目的是引導學生迅速了解有關的基本知識。相應的上課學生規模一般在2～4個教學班，約50～100人。

示例示范。即任課教師采用多媒體設備、實驗教師采用實驗儀器進行演示、操作示范。這種方法直觀、形象，學生可在較短時間內獲得大量有效信息，利于有關教學內容的展開，為學生后續學習的打下良好基礎。相應的上課學生規模一般在兩個教學班，約50人。

抽查匯報。即針對學生完成的作業和實驗內容，隨機抽取若干學生做演示匯報。這種方法也是課程教學過程中作業和實驗環節的一種輔助考查方法。其目的是引導學生獨立完成作業和實驗內容，而演示匯報能促使學生更深入地思考問題，并鍛煉其總結、提煉和演示自己工作的能力。相應的匯報學生規模一般在3～5人/教學班。

(3)信息技術手段在教學中的應用及效果。

信息技術手段在本課程教學過程中的應用廣泛。任課教師采用多媒體課件授課，實驗教師采用多媒體作實驗演示說明，課程作業、課程項目等均通過機械工程學院網頁下發給學生。這些手段提高了教學效率和教學效果，通暢了教師與學生的交流渠道。

(4)教學方法、作業、考試等方面的教改舉措。

本課程教學方法中最大的特色是基于CDIO的教學理念的課程項目的實施。作業采用的是每生3～5道題目，進行抽查匯報，因此杜絕了抄襲，取得了較好的效果。考試方式進行了改革，課程成績組成如下:結課考試卷面成績占60%，平時出勤占10%，課程作業占10%，課程實驗占10%，課程項目占10%。

3 展望

依據目前本課程建設現狀及存在的問題和不足，認為應將“師資隊伍建設、教學體系和教學內容建設”等方面作為下一步繼續整改和建設的主攻方面，個人認為其整改和建設目標、內容及擬采取的政策措施如下:

(1)加大講課教師的科研能力的培養力度，創造條件為他們提供從事科研活動的機會，爭取在時間上給予保障，在經費給予力所能及的支持，加強與機械制造業的聯系，盡量爭取企業的技術開發課題。

(2)深刻理解CDIO先進工程教育理念，將課程的教學大綱設計成CDIO模式的教學大綱。建立該課程與其他專業課程的聯系，力爭形成CDIO模式的整體教學大綱，使相關的課程形成一個有機統一的整體。突出課程特色建設，擴大課程影響力，進一步挖掘課程項目，提高項目的數量和質量。

(3)提高實驗室設備的技術含量和使用效率，適應計算機技術的不斷發展。力爭創新基地和實驗室面向學生全面開放，增加2～4個綜合性的開放實驗，給學生更多選擇的機會。

(4)將大學生課外科技創新活動做大做強，開設大學生科技創新的知識講座，提高其在學校的知名度。

參考文獻

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