CDIO工程教育理念在電氣專業教學改革中的應用

王峰?張旭隆?邵曉根

摘要：以應用型本科院校電氣工程專業教學改革為研究對象，基于CDIO工程教育理念，以提高專業學生的實踐能力為目標，推動專業教學改革。在教學實踐中以企業需求與學生實踐能力的差距為突破口，闡述了如何培養學生的實踐能力，以適應企業的需求，探索了應用型本科院校電氣工程專業學生的培養方法。

關鍵詞：CDIO；工程教育；應用型；電氣專業；教學改革

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）11-0061-01

近年來，隨著高校的大規模擴招，大學教育在我國已經從“精英教育”進入了“大眾化教育”階段。企業對員工的要求也越來越高，作為應用型本科院校，如何在教學中進行改革與探索，創立新的教學理念，改變傳統的教學模式，提高學生的綜合素質和實踐能力，以適應企業需求，就顯得至關重要。在電氣工程專業教學實踐過程中，引入CDIO工程教育理念，提高學生的實踐能力與綜合素質，具有重要的意義。

一、CDIO教育理念在電氣工程專業人才培養中的價值

CDIO教育模式是最早由瑞典皇家工學院、麻省理工學院等4所院校于2001年提出的一種新型的工程人才培養模式。2005年瑞典國家高教署將其歸結為12條標準用于工程學位的評估，以適應高等工程教育的發展，提高教育質量。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它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、課程間的有機聯系為主要方式學習工程，培養學生工程基礎知識、實際動手能力、實踐能力、團隊精神、工程系統能力等綜合能力的一種新型培養模式。

應用型本科院校的電氣工程專業具有工程背景，是進行CDIO工程教育理念實踐的理想專業。徐州工程學院作為一所剛升級的應用型本科院校，應著重培養學生的實踐能力和動手能力，解決企業工作中的實際問題并能做到迅速適應工作崗位的需要，提高服務社會的能力。為此，在電氣工程專業學生的培養過程中引入了CDIO工程教育理念，以提高畢業生的工程素質，適應社會的需要。

二、CDIO教育模式下電氣工程專業改革方法

1.以企業工程需求為導向的教學改革

（1）以企業需求和學生就業求職為導向的教學內容與方法改革。改革教學方法的目的是適應企業的需求，滿足應用型本科院校學生的就業求職目的。因此，在教學方法上，要想使學生適應企業的需求，就需要在教學中緊跟技術的變化，修改教學大綱，以適應技術進步的步伐。作為應用型本科院校，在進行培養方案（教學內容）的修改時要征求用人單位的意見，以電氣領域相關技術的變化作為修訂培養方案的主要依據，同時根據社會各屆人士的意見進行改革，以使培養方案具有科學性與可行性。在進行教學方法的改革時，要改變傳統的以班級授課為基礎的講授法，而采用與工程項目相結合，配套的理論講授、實習、實驗、電子設計大賽、課程設計以及畢業設計的方式，解決工程項目問題，使學生在實踐的過程中完成理論知識的學習，從而使學生達到學以致用、理論與實際相結合，能夠適應企業的需求的目標。

（2）在教學手段上采取工程項目制的方法。大專業、寬口徑的培養模式是現代西方高校教育的培養目標，我國高等教育經過多次調整，目前也在逐步采用大專業的通才教育模式。因此，對于應用型本科院校的電氣工程專業來講，為了開闊學生的視野，提高學生的就業率和實踐能力，就需要將教學內容與工程項目、社會發展情況、價值觀念、人的審美等內容相結合，在CDIO工程教育理念下培養能夠滿足組織管理和工程需要的在社會主義市場經濟條件下從事電氣自動化設計的人才。

以徐州工程學院學生的對口實習單位——徐州中礦大傳動與自動化有限公司為例，該公司是從事礦井提升機電控類工程項目的一家電氣傳動與自動化公司，其從事的提升機電控類工程項目，從大工程的視角來看，可以分為提升機供電與主回路設計、控制系統設計、監控與自動化系統設計三個模塊。這三個模塊之間相互聯系，供電系統要服務于控制和監控系統，為之提供可靠的電源；監控系統監控供電與控制系統，以保證提升機系統穩定運行；而控制系統在控制供電系統的同時，又為監控系統提供實時數據，以保證整個提升機系統的安全可靠運行。因此，在寬口徑、大工程的CDIO工程教育理念下，可以通過讓學生對這三部分的設計，形成完整的解決方案，以培養學生的全局觀念，并使學生根據項目的情況完成工程細節的設計。

2.以滿足企業實際需求的課程一體化與模塊化設計

（1）課程體系的一體化建設。在電氣工程專業課程一體化建設過程中，首先應考慮開設課程與企業實際需求之間的聯系，充分考慮各門課程之間的有機聯系，遵循理論聯系實際、課程設計與理論教學相結合的原則進行一體化的課程設計。

以“電氣控制與PLC”課程為例，該課程是考取電工證的核心課程，還是目前各類電氣類企業應用最廣泛的一門課程。為了這門課程的學習，在進行一體化課程體系建設時，需要面向學生開設“電器學”、“工程供電”、“計算機程序設計語言（C語言）”、“繼電保護”等課程，來共同支撐該核心課程的教授，使學生在學習過程中掌握該課程的內容。同時，在CDIO工程教育理念下，通過課程設計與綜合設計可以提高學生綜合運用PLC進行程序設計的能力，以滿足企業的實際需要。

（2）課程體系的模塊化建設。電氣工程作為一級學科，其包含電力電子與電力傳動、電機與電器等五個二級學科，專業內容十分豐富。作為一所應用型本科院校，為使學生能夠順利就業，并滿足企業的實際需求，在進行課程體系建設時，可以采用模塊化的方法進行課程體系建設。

1）電器設備供電與運行模塊：該模塊主要解決電力系統的穩定運行和電力設備的可靠運行，我國人口眾多，對能源的需求位列世界第一，因此，需要大量的電場、風電、太陽能發電等設備進行能源供應，這就需要大批的現場工程師與設備調試工程師來保證電器設備的運行。為此，徐州工程學院開設了“工廠供電”、“電器學”、“電力系統分析”、“電氣絕緣”、“電力系統繼電保護”等多門課程來滿足企業的需求。

2）電氣電子線路設計模塊：為了保證電器設備的可靠運行，在各類電氣設備中，均需要安裝不同種類的電子線路板，以實現對電氣設備的控制。為此，徐州工程學院在CDIO工程教育理念下，根據企業對電子線路軟、硬件工程師的需求，開設了“模擬電路”、“數字電路”、“微機原理”、“電力電子學”等課程，以適應企業在該方面的需求。

3）電氣設備控制模塊：要保證電氣設備的安全可靠運行，實現預期的控制目標，就必然需要大量的電氣工程師，去設計、調試各種電氣設備，這類企業是應用型本科院校學生就業的重點。為此，開設了“電機拖動”、“變頻器原理與應用”、“電氣控制與PLC”、“電機學”等多門課程，以保證學生實踐能力與理論能力的提高。

同時，在CDIO工程教育理念下，為保證學生具有工程理念，在大一時就開設“電氣工程導論”課程，使學生一開始就樹立大工程的理念。另外，利用學校的電氣自動化實驗室和實習企業的實驗條件，在大四通過綜合設計與畢業設計的訓練，培養學生解決工程實踐問題的能力，以滿足企業的需求。

三、結束語

通過在徐州工程學院電氣工程專業中引入CDIO工程教育理念，可以有效地提高學生的實踐能力，更好地滿足企業的實際需求，對于其他應用型本科院校進行電氣工程專業的教學改革具有一定的參考價值。

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（責任編輯：孫晴）