基于CDIO自動化專業(yè)創(chuàng)新能力培養(yǎng)的研究

[摘 要] 通過構建模塊化課程體系，引進主流、高新技術實驗設備，優(yōu)化整合實訓室，加強校企合作，引入企業(yè)工程案例、組織“二課堂”活動、推進各級大賽及實施雙導師制等措施構建創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺；精心規(guī)劃“一課堂”的單元性項目、功能性項目、綜合性項目等三個不同層次項目，全面按照CDIO模式實施，大大提高學生自動化專業(yè)技術能力和包括創(chuàng)新能力在內的軟能力。

[關 鍵 詞] 自動化；創(chuàng)新；項目；高職

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）10-0036-02

一、引言

創(chuàng)新是推動國家、民族向前發(fā)展的重要力量；堅定不移創(chuàng)新，加快創(chuàng)新型國家建設步伐；國家核心競爭是技術創(chuàng)新。近來，國家領導人多次強調：要把創(chuàng)新擺在國家發(fā)展全局的核心位置。Mc.Kinsey Global Institute 在近來做了一份報告宣稱我國大學畢業(yè)生適合在國際化公司工作的不到10%，他認為“中國教育系統(tǒng)偏于理論，中國學生幾乎沒有受到項目和團隊工作的實際訓練，相比之下歐洲和北美學生以團隊方式解決實際問題”。

近年來，浙江乃至整個中國都面臨著產(chǎn)業(yè)轉型升級，強調要發(fā)展低碳、綠色經(jīng)濟，重點發(fā)展高新技術產(chǎn)業(yè)，并以高新技術改造傳統(tǒng)機械、流程企業(yè)（如裝備、化工、制藥、造紙、環(huán)保等）。隨著應用技術水平不斷提高，工廠自動化、智能化、網(wǎng)絡信息化程度越來越高，掌握自動化、網(wǎng)絡相關技術的一線工程師、技術人員需求較大，但是企業(yè)招到真正適用的人才還是相對比較困難的，這種大環(huán)境迫切需要高職院校真正轉變教學方式、加強校企合作，結合新的教育模式——CDIO（C-Conceive，D-Design，I-Implement，O-Operate）工程教育模式，培養(yǎng)掌握自動化技術應用能力的創(chuàng)新型人才，以滿足社會、企業(yè)的需求。我校在自動化技術專業(yè)實施基于CDIO自動化專業(yè)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)方案，取得了很好的成效。主要方法和措施如下。

二、搭建創(chuàng)新能力培養(yǎng)平臺

平臺是創(chuàng)新能力培養(yǎng)的溫床，對創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起到至關重要的作用，主要采取以下幾種措施：

1.根據(jù)企業(yè)崗位職業(yè)能力需要，構建模塊化課程體系，主要有以下幾大塊：基礎技能與知識課程模塊，主要包括工程制圖、計算機制圖實訓、金工綜合實習、電子技術、工廠電氣控制技術；編程與電子設計能力課程模塊，主要包括可編程控制器技術、C語言程序設計、嵌入式控制技術；控制系統(tǒng)的分析與設計課程模塊，包括自動控制原理與系統(tǒng)、過程檢測與控制技術；控制系統(tǒng)與儀表的集成、調試課程模塊，包括自控系統(tǒng)集成與創(chuàng)新、工業(yè)網(wǎng)絡（DCS.FCS）技術、智能儀表調試與創(chuàng)新應用、畢業(yè)綜合實踐等。

2.建立項目引導的專兼結合教師團隊，鼓勵教師學習新技術并為企業(yè)開展技術服務，提高實戰(zhàn)能力。及時引入自動化新技術，包括機器視覺技術、物聯(lián)網(wǎng)技術、Profinet技術、智能網(wǎng)絡化儀表技術、PA自動化技術等新技術。新技術進教學計劃、進課程教材、進實際課堂，讓學生及時學習新技術、應用新技術，提高創(chuàng)新能力。

3.聯(lián)姻國內外知名企業(yè)，包括國際著名的西門子自動化公司、三菱電氣公司，國內領頭的中控科技集團合建最主流、高新技術自動化設備與系統(tǒng)實訓室，按照實際自動化工程項目流程或便于項目實施的方法布置，將職場環(huán)境、企業(yè)先進文化與理念引入教育全過程，努力打造校企合作平臺。主要通過以下途徑：共同制定課程體系，校企師資隊伍建設，校企深度課程建設，校企合作的科技活動、項目引進等真正實現(xiàn)學校和企業(yè)的優(yōu)勢互補、資源共享、互惠互利、共同發(fā)展的目標。

4.構建項目貫徹整個“一課堂”的制度，在整個課程的設計中，通過規(guī)劃不同層次的項目，按照CDIO的標準培養(yǎng)學生項目的構思、設計、實施、綜合等各方面的能力。

5.積極構建“二課堂”及技能大賽訓練分層次體系：以“雙休日工程”為代表的課余時間開展項目設計與集成實施；以“大學生電子設計大賽”、教育部和浙江省組織的各種專業(yè)技能大賽、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)孵化基地等為代表的各種學科和技能大賽；以電子制作協(xié)會、電氣自動化協(xié)會、機器人技術協(xié)會為代表的各種協(xié)會，并結合以“老”帶“新”的制度。

6.實施雙導師制，對學生進行CDIO相關理念的培訓，并設校內指導老師與校外工程導師的“雙導師制”來配合CDIO項目的真正實施，充分引入企業(yè)項目實施的經(jīng)驗。學生按興趣、能力組成團隊，團隊設立負責人，由學生循環(huán)輪換，培養(yǎng)其組織管理、與導師的協(xié)調溝通能力等。

三、項目設計

通過CDIO工程設計導論的引入，結合課程體系，根據(jù)每個學期核心課程的學習安排，精心規(guī)劃CDIO項目。主要由三個層次的項目體系構成，分別是單元性項目、功能性項目、綜合性項目，項目由簡入繁，由淺入深，由單一到綜合，層層遞進。

單元性項目——主要涉及某門課程的部分內容，根據(jù)課程需要設計小規(guī)模項目，便于實施，更能加深課程內容的理解與應用；如過程檢測與控制技術課程中的“恒溫供水溫度控制系統(tǒng)的集成與調試”，這里涉及的內容：控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性能指標，溫度傳感器的簡單工作原理、選擇與使用；加熱器的原理與型號、性能等內容。

功能性項目——單元性項目的綜合與提升，更是綜合性項目的支撐，培養(yǎng)學生對某門核心課程的綜合應用能力，在學生掌握課程知識和技能的基礎上，加強學生的創(chuàng)新思維能力與終身學習能力的培養(yǎng)。如可編程控制器（PLC）技術中的“真空抽氣機組的PLC自控系統(tǒng)的設計與調試”，該項目的實施與完成不僅涉及課程中的絕大部分指令內容，還需要思考如何構架程序框架、調試，涉及一些特殊要求的功能完成還要進行集體討論與分析。

綜合性項目——與專業(yè)充分相結合的工程型項目，包括自動化類專業(yè)的主要核心課程和能力要求的項目，要求能完整、有效地銜接貫穿整個高職三年的整體訓練——構思、設計、實施與運作，主要通過畢業(yè)綜合實踐，綜合實訓項目，企業(yè)實際項目參與等。

在項目規(guī)劃設計時，必須充分考慮到學生的現(xiàn)有基礎、個人興趣、智商高低等差異，對項目進行模塊化的設計——包括基本要求、提高拓展部分等，以適應不同學生的個性化培養(yǎng)。

項目體系結構規(guī)劃設計如下圖。

四、項目實施

項目實施是以實現(xiàn)結果為目標，注重過程，采取“教師引領，學生主導”為主要實施形式。

1.團隊小組構建，結合項目任務要求，充分考慮學生個人興趣、技術能力等，設立項目組長，負責組員協(xié)調分工、主持項目設計與討論等，在能力范圍內，也可以采取項目組長輪流制。

2.項目構思綜合，通過分析項目的各種要求，查閱相關資料，難點重點咨詢，充分發(fā)揮團隊每個人的思維，實行“頭腦風暴法”，老師必須對學生易走岔路的時候及時加以引導，最后組長綜合每個組員的設計思路并進行綜合可行性分析，選擇最佳設計方案。并做成PPT對整體方案進行匯報，接受同學和老師的答辯。答辯結束后，組員再根據(jù)答辯相關意見對設計方案進行整體優(yōu)化。

3.項目方案執(zhí)行，在設計方案的引導下，進行各種硬件設備選型，或者在指定設備的條件下完成系統(tǒng)搭配，實際編程，討論分析，系統(tǒng)接線，調試，并進行二、三次循環(huán)修改設計，最后完成整體系統(tǒng)的集成，最終達到實際項目設計要求。在調試中記錄下各個控制參數(shù)和被控量的變化，便于總結分析。

4.項目報告撰寫，對項目從C（Conceive）開始到O（Operate）結束的整個項目實施過程，尤其要對控制系統(tǒng)各個參數(shù)變化對系統(tǒng)如何影響、設計思路、故障現(xiàn)象分析與排除等進行詳細描述與總結，確保項目實施后，學生不但有經(jīng)歷，更要積累經(jīng)驗，為今后的實際工作打下扎實基礎。

教師在整個項目實施過程中，也是每個學生團隊的一分子，必須很好地與學生協(xié)作，及時提出一些參考性意見引導學生完成項目任務；同時作為項目實施的管理者和監(jiān)督者，還應當全程記錄每組的實施過程情況，按照預定要求和標準組織現(xiàn)場答辯，結合項目實際實施情況、項目實施報告進行分數(shù)綜合評定。

五、總結

CDIO項目制形式的教學模式，以實際結果為驅動，具有很好的問題解決思路、方法與過程處理的引領。在項目設計規(guī)劃中，具有很好的可選性，不同學生根據(jù)自己能力范圍，可以選擇課程部分內容，也可以選擇課程全部內容；既可以選擇單門課程內容，又可以選擇綜合各門課程內容；既可以培養(yǎng)硬能力（專業(yè)技術應用能力），又可以培養(yǎng)軟能力（自主創(chuàng)新、交流溝通、解決問題、團隊合作等），達到兩種能力融合培養(yǎng)；既培養(yǎng)學生能力，又可以提高教師解決實際問題的能力。

參考文獻：

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