測控專業面向CDIO的實踐教學體系改革探索

宋建輝++于洋++高宏偉++劉曉陽++趙亞威

[摘 要]按照CDIO的教育理念，對現有的測控專業的實踐教學體系及教學內容進行改革，探索測控專業面向CDIO的實踐教學改革方案，提出以工程實踐能力培養為目標、以項目設計為導向、基于CDIO工程模式的綜合培養方式，建立基于CDIO模式的實踐教學課程體系方案和課程知識能力體系。在學校實踐教學培養的基礎上，從高校教育界和產業界兩方面進一步構建面向CDIO的校企聯合實踐教學分類培養方案，提高學生的工程實踐能力。

[關鍵詞]測控專業；CDIO理念；實踐教學；課程體系；產學研

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2016）02-0005-02

隨著現代測控技術的發展，各種高新技術也越來越多地融合、滲透到測量領域和儀器儀表行業，測控技術與儀器專業（以下簡稱測控專業）已經發展成為集數學、物理、精密機械、電子學、光學、控制理論與控制工程、計算機技術與信息技術等多學科相互融合、相互滲透而形成的一門高新技術密集型新學科專業[1]，為國家培養了大批信息技術領域儀器儀表類的專門人才。科學技術的發展使眾多領域對測控專業人才的培養提出了高綜合素質、強實踐能力與創新能力的新要求。為了適應測控技術與儀器技術的發展，特別是在教育改革不斷深化的形勢下，探索適應21世紀科技發展的測控專業人才培養模式勢在必行。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），面向CDIO來規劃測控專業的課程體系是搞好測控專業建設的重要戰略，具有重要意義。

實踐教學是培養學生創新思維和能力的重要環節之一[2] [3]，依托產業基地校企聯合的培養方式，可以實現測控專業學生實踐能力的培養。[4]本文以沈陽理工大學測控專業學生的培養目標為依據，按照CDIO的教育理念，結合沈陽理工大學測控專業的具體情況，對現有的測控專業的實踐教學課程體系及教學內容進行改革，探索測控專業面向CDIO的實踐教學課程改革方案，在學校實踐教學培養的基礎上，從高校教育界和產業界兩方面進一步構建面向CDIO的校企聯合實踐教學分類培養方案。

一、基于CDIO模式的實踐教學課程體系方案

獨立式教學中的獨立式考核方式，使學生完全獨立學習某門課程的知識，無法清晰地了解課程具體的應用價值，不知道如何將其與其他專業知識相結合，使得學生對自己所學習的專業缺乏總體認識，無法在實際工程中應用。[5] [6]因此，沈陽理工大學測控專業提出了以工程實踐能力培養為目標、以項目設計為導向、基于CDIO工程模式的綜合培養方式。開發兼顧創新性、專業性的綜合實踐項目，該綜合實踐項目具有實際工程背景，涵蓋信號與系統、智能儀器儀表、電子測量技術、自動控制原理、單片機原理等專業課程的理論知識，由3-5名學生組成課題小組合作完成。通過精心規劃的項目，引導學生對核心專業課程產生濃厚的學習興趣，從而達到能力培養、綜合發展的目的。圖1為以項目設計為導向的綜合培養方式的課程體系框架圖，從上到下是時間順序。

從圖1可以看出，該課程體系按照CDIO標準要求，把相互聯系的數門課程整合起來建立課程群模塊，通過導論性的基礎課程，從起始階段就將工程實踐引導入門，讓學生盡早接觸工程實際；在教學計劃和教學實踐中，以工程實際項目為紐帶，將相關課程有機聯系起來；通過貫穿專業學習全過程，讓學生在學習專業知識的同時體驗工程項目的開發、設計過程，在知識的學習和應用之間形成良性互動。以項目設計為導向的綜合培養方式的課程體系，符合CDIO工程教育理念倡導的“做中學”和“基于項目的教育和學習”。該課程體系將各主干課程通過項目設計有機地、系統地結合起來，給學生提供了完整的分析、研究、設計、解決實際工程項目的學習和實踐過程。

二、基于CDIO模式的實踐教學課程知識能力體系

CDIO培養大綱將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。在重點研究國內外測控技術與儀器領域的新技術、新發展、新特征，以及由此帶來的對人才培養的新要求的基礎上，以CDIO能力大綱為指導綱領，明確沈陽理工大學測控專業學生應該具備的，與CDIO能力對應的、細化的、可以培養和評價的實踐能力、創新能力以及綜合素質的整體培養目標與畢業要求。梳理畢業要求與課程體系的對應關系，對每一項畢業要求都分解為若干個知識點，每個知識點有若干門課程對其進行支撐。圖2為基于CDIO模式的課程知識能力體系，該課程知識能力體系通過頂層設計的方法，將能力培養的目標細化并分解到具體的課程中，明確每門課程對能力培養的目標和任務。

三、構建面向CDIO的校企聯合實踐教學分類培養方案

實踐教學培養方案是影響實踐教學效果的重要因素。測控專業人才在知識層面上，需要掌握光、機、電，甚至包括材料、工藝等多方面知識，儀器儀表應用分類多而且復雜，培養高水平“通用型”儀器儀表人才難度很大。因此，從本校測控專業學生的具體情況出發，在學校實踐教學培養的基礎上，進一步構建面向CDIO的校企聯合實踐教學分類培養，將分類培養實踐環節開設到企業中，建立訂單式的培養機制，可以提高學生解決實際問題的能力。

遼寧（丹東）儀器儀表產業基地是省級重點產業基地，位于遼寧沿海經濟帶丹東臨港產業園區內，總規劃面積8平方公里。沈陽理工大學同丹東儀器儀表基地的合作已經全面展開，主要包括本科生的生產實習、科研合作及研究生培養等多個領域。目前，沈陽理工大學已經同基地丹東思凱集團、東發集團、通博集團和華通測控等多家企業簽訂了校企合作協議，建立了實踐教學基地，這為沈陽理工大學測控專業和學科的規模化發展提供了千載難逢的良機，也為測控專業改革實踐教學、增強學生創新能力提供了實驗平臺。圖3為面向CDIO的校企聯合實踐教學分類培養實施方案。

四、結論

CDIO工程教育理念改變了傳統教學過程中的獨立式教學，實現了由傳統理論知識傳授和綜合能力培養的轉變。以沈陽理工大學測控專業學生的培養目標為依據，按照CDIO的教育理念，構建了沈陽理工大學測控專業以項目設計為導向，以能力培養為核心的面向CDIO的實踐教學課程體系，構建面向CDIO的校企聯合實踐教學分類培養方案，實現了對學生基本實踐技能、動手能力與設計能力的培養，為高校測控專業的建設與改革提供了參考借鑒。

[ 注 釋 ]

[1] 楊書儀，毛征宇，趙前程.基于CDIO理念的測控技術與儀器專業人才培養方案探討[J].當代教育理論與實踐，2013（1）：86-87.

[2] 凌振寶，程德福，林君.測控技術與儀器專業實踐教學體系建設[J].實驗室研究與探索，2012（5）：119-121.

[3] 馮梅琳，何學文，羅小燕，等.基于CDIO理念的測控專業實踐教學創新體系[J].實驗室研究與探索，2014（3）：180-184.

[4] 宋建輝，于洋，高宏偉.依托產業基地分類培養測控專業工程科技人才的途徑探討[J].大學教育，2014（4）：89-90.

[5] 劉志剛.CDIO工程教育模式下的測控技術與儀器專業綜合課程實際研究[J].教育教學論壇，2014（23）：96-97.

[6] 田志波，劉美，廖曉文，等.CDIO理念下測控專業多課程融合式教學研究[J].中國電力教育，2012（29）：60-61.

[責任編輯：鐘 嵐]