基于CDIO模式的“虛擬儀器技術(shù)”課程教學(xué)改革

鐘偉紅 李園

【摘要】針對“虛擬儀器技術(shù)”課程實(shí)踐性強(qiáng)、教學(xué)效果不佳的特點(diǎn)，基于CDIO模式對該課程進(jìn)行教學(xué)改革，對該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式進(jìn)行了有效的改革探索和實(shí)踐。結(jié)果表明，教學(xué)改革效果良好，可為其他課程的教學(xué)改革提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】虛擬儀器 LabVIEW 教學(xué)改革 CDIO

【基金項(xiàng)目】浙江大學(xué)寧波理工學(xué)院校級教學(xué)研究項(xiàng)目（NITJG-201615）。

【中圖分類號】G642.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）08-0221-01

一、引言

CDIO（Conceive-構(gòu)思，Design-設(shè)計(jì)，Implement-實(shí)施，Operate-運(yùn)行）教學(xué)模式是當(dāng)前國際上普遍采用的工程教育改革模式，CDIO倡導(dǎo)“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”，特別適合實(shí)踐性強(qiáng)的課程的實(shí)施開展。我校作為一所應(yīng)用型本科院校，非常注重學(xué)生的工程項(xiàng)目能力培養(yǎng)。“虛擬儀器技術(shù)”把測量技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號處理技術(shù)、軟件技術(shù)等融為一體，是自動化專業(yè)一門實(shí)踐性很強(qiáng)的主干課程。以往我們在組織該課程教學(xué)時(shí)，課堂上以教師講課、學(xué)生聽課為主，而這種傳統(tǒng)的教學(xué)方法在該課程教學(xué)中學(xué)生的工程實(shí)踐能力得不到很好的鍛煉，實(shí)際教學(xué)效果欠佳。為了應(yīng)對產(chǎn)業(yè)發(fā)展對自動化人才的需求，培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需求的應(yīng)用型人才，結(jié)合CDIO模式對該課程進(jìn)行教學(xué)改革勢在必行。

二、課程教學(xué)改革

1.教學(xué)內(nèi)容調(diào)整

（1）結(jié)合CDIO教學(xué)模式設(shè)置了貼近實(shí)際聯(lián)系行業(yè)的工程項(xiàng)目——虛擬溫度測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在學(xué)習(xí)每個(gè)知識點(diǎn)后逐步完善該測試系統(tǒng)，通過該項(xiàng)目的完成，學(xué)生掌握該軟件在虛擬儀器設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，將軟件的學(xué)習(xí)和應(yīng)用緊密結(jié)合，體現(xiàn)了CDIO“做中學(xué)”、“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的學(xué)以致用的理念。

（2）設(shè)置期末課程設(shè)計(jì)的工程項(xiàng)目。根據(jù)課程總的教學(xué)目標(biāo)確定，內(nèi)容包括：選題、軟硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)調(diào)試運(yùn)行、設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫、答辯等環(huán)節(jié)，體現(xiàn)CDIO構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行四個(gè)環(huán)節(jié)。每個(gè)小組具有不同的課題題目，由小組成員分工協(xié)作完成，體現(xiàn)了CDIO團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通協(xié)調(diào)能力培養(yǎng)的要求。

2.教學(xué)方法改革

根據(jù)CDIO理念，對教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，采用任務(wù)驅(qū)動法、項(xiàng)目法、分組討論法等教學(xué)方法。

（1）任務(wù)驅(qū)動法。將LabVIEW軟件教學(xué)過程中的知識點(diǎn)細(xì)分為若干任務(wù)，以學(xué)生為中心，在強(qiáng)烈求知欲的驅(qū)動下，在老師的指導(dǎo)、幫助下，進(jìn)行自主探索和互動協(xié)作學(xué)習(xí)，使學(xué)生在完成特定任務(wù)的過程中獲得知識與技能。

（2）項(xiàng)目法。設(shè)置工程項(xiàng)目之后，如果任務(wù)太大，難以完成，學(xué)生會產(chǎn)生畏懼心理，從而喪失信心。在充分了解學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、學(xué)習(xí)行為特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，估計(jì)學(xué)生可能會遇到的困難與問題，將大項(xiàng)目分解成若干小項(xiàng)目，逐步實(shí)施，最終完成一個(gè)大項(xiàng)目，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的成就感。

（3）分組討論法。在完成虛擬溫度測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和期末課程設(shè)計(jì)的項(xiàng)目中，學(xué)生們分成若干小組共同完成任務(wù)，進(jìn)行分組討論、演示、提問等，分組討論教學(xué)法對培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神起到積極作用。

3.考核方式改革

針對本課程實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容的調(diào)整和教學(xué)方法的改革，對虛擬儀器課程考核方式評定方法進(jìn)行了相應(yīng)的改革。舍棄試卷考試的模式，注重教學(xué)過程與教學(xué)效果的考核，通過小任務(wù)+大項(xiàng)目，進(jìn)行綜合考核，充分體現(xiàn)學(xué)生知識、能力和素質(zhì)的綜合水平。

三、教學(xué)效果與反饋

在本課程教學(xué)期末，采用發(fā)放問卷的形式進(jìn)行無記名的調(diào)查，問卷內(nèi)容涉及與傳統(tǒng)教學(xué)法相比，CDIO模式的教學(xué)能否接受；項(xiàng)目設(shè)置的難易程度；學(xué)生完成項(xiàng)目時(shí)的態(tài)度，個(gè)人在小組中的參與度，小組的團(tuán)隊(duì)合作能力；該課程學(xué)習(xí)的收獲、興趣、成就感等。對課程教學(xué)的滿意度等等多方位的問題，盡量做到客觀反映實(shí)情。

通過對問卷調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可以看出：（1）90%以上的學(xué)生對課程的教學(xué)表示滿意或者非常滿意；（2）CDIO模式的項(xiàng)目教學(xué)法將項(xiàng)目細(xì)分后，學(xué)生能較快上手并完成項(xiàng)目，提高了學(xué)生解決實(shí)際問題的能力；（3）增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情和成就感，培養(yǎng)了同學(xué)間團(tuán)隊(duì)合作精神。

四、結(jié)束語

虛擬儀器技術(shù)課程的CDIO教學(xué)模式改革在我校自動化專業(yè)、電氣工程及其自動化專業(yè)兩個(gè)專業(yè)實(shí)施兩輪，收效顯著。課程教學(xué)調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性、主動性，提高了學(xué)生獲取知識、解決問題、團(tuán)隊(duì)協(xié)作、溝通交流的能力，該教學(xué)模式可為其他實(shí)踐性較強(qiáng)的課程提供借鑒。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉旭明，高峰.基于 CDIO 的電氣控制與 PLC 課程教學(xué)改革探索[J].大學(xué)教育，2016.1：148-149

[2]張廣明.基于CDIO模式的測控專業(yè)建設(shè)構(gòu)建與探索[J].中國電力教育，2013.7：56-58，65