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cdio工程教育论文集锦9篇

时间:2023-04-06 18:33:14

cdio工程教育论文

cdio工程教育论文范文1

关键词:CDIO;教育模式;安全工程;理念;实践

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2013)26-0308-02

工程教育改革项目CDIO自2000年由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等工程院校发起[1]以来,在全世界得到传播和推广,对国际高等工程教育界产生了重要的冲击和影响,为工程教育从以往注重专业理论教育,轻视实践能力和应用性教育,转向较高专业理论水平和符合产业需求的综合性应用能力并重的高等工程教育,起到了积极的推动作用。近年来,CDIO工程教育模式在国外受到产业界的好评,在国内也逐渐受到了充分重视[2][3],有不少工程类院校和高校中的工程学科都开始关注、学习和实践CDIO工程教育模式,借鉴CDIO的先进理念和教学方法。但在安全工程专业领域中CDIO教育模式的探讨尚未充分展开。

一、CDIO的内涵

CDIO的名字来源于对产品、工程和系统生命周期的强调,是Conceive-Design-Implement-Operate的简称。CDIO计划强调学生在构思(Conceive)-设计(Design)-实现(Implement)-运行(Operate)现实世界的系统和产品过程中,来学习工程的理论和实践[4][5]。具体包含四个阶段:第一是“构思”,包括定义需求与技术,考虑战略与规章制度,开发概念、构架与商业案例;第二是“设计”,主要关注于创建设计,即描述将被实现的计划、草案和运算法则;第三是“实现”,指的是把设计阶段的计划等转化成真正的产品,包括制造、编译、测试和验证;最后一个阶段是“运行”,即使用实现的产品来达到想要的价值,包括维护、演进和报废系统[6]。

二、CDIO对安全工程教育的启示

CDIO工程教育模式虽然在不同的工科学科中,有不同的适应性,并不能说是“放之四海而皆准”的教育模式,但是对于安全工程专业的教育也能起到一定的启示作用,某种程度上可以成为安全工程专业未来教学深化改革的借鉴之一。当前我国的安全工程学科逐渐受到重视,已经获得了长足发展,取得了令人瞩目的成绩,培养了一批优秀高等安全工程人才。但是如果用CDIO理念来衡量,我们当前安全工程人才培养还存在着过分偏重专业理论知识学习,缺乏在系统性视角下对学生实际工作能力的培养等不足之处。

从安全工程专业本身特征来看,扎实精深的专业知识是安全事业的可靠保证,安全工作本身对专业知识的较高要求,是以往课程设置和教学重视理论知识的原因之一,这是无可厚非的,安全工程相关的基础理论研究往往也能很大程度上推动学科本身以及安全事业的发展与完善。但是安全工程本身所具有的实践性指向,要求我们的理论知识必须服务于各个领域中的安全工作实际,知识教育和能力培养必须有机地结合起来,要让学生在实践中增强发现问题和解决问题的能力,这样才能使基础知识的学习真正地、更好地落到实处,才能更好促进我国安全事业的发展。

和纯粹理论研究的教学相比,安全工程的实践主要包括安全工程设计、安全评价、安全问题改良和解决等环节,这些环节中无疑对专业基础理论的要求是较高的,但是CDIO理念中所提出的包括人际交往、团队合作、与社会背景环境、企业与商业环境的配合等领域在实践中仍然是不可忽视的。如何根据安全工作实际运行的要求,拓展安全工作的观照视野,切实做好理论与实践的结合,在一定意义上讲是安全工程学科教学科研发展的重要思路之一。

针对CDIO理念对工程学科教学改革的要求,笔者认为安全工程学科的改革和发展,在当前条件下,可以从以下几个方面进行推进。

1.结合安全工程实际工作中的要求,加强CDIO理念所提出的个人能力和态度、人际交往能力、与社会、商业环境的配合等方面能力的培养。要结合这种要求,改良教材和教法,在理论教学中补充和丰富模拟性场景和现实的案例。如果将来条件成熟,应该将课程设置进行丰富和完善,增加符合安全工程实际工作要求的人际交往、团队合作、商业运作等领域的相关课程,使整个安全工程教育体系在CDIO理念指导下逐渐趋于合理和完善。增加实践性课程与环节的学分比例,以提高师生对这一领域的关注度。目前来讲,如果不能在较短时间内在本学院开设相关课程,较为实际的做法是可以让学生在已经开设相关课程的其他学院或者其他学校选修相关课程,但是需要在培养计划和学分分配上予以倾斜和照顾。

2.积极扩充实践性教学平台,推进产学结合。争取校内外资金建立安全工程实践基地,并与有合作意向和要求的企事业单位进行产学研战略合作,把课程教学与具体安全工作实际紧密结合起来,实现产学双赢。积极争取安全工程横向课题和资金支持,促进安全工程专业的良性循环和纵深发展。比如南京工业大学安全工程学科现有的产学结合平台有南京消防集团有限公司、南京化学工业公司化工机械厂、南京化学工业公司氮肥运行部、中石化扬子石化公司烯烃厂、储运码头及罐区等,这虽然已经在一定程度上满足了CDIO理念实践教学的需要,但是从CDIO理念的要求来看,实践性教学平台还可以在通盘考虑的前提下,系统地进行规划,从而实现全面发展。

3.在安全工程领域深化对CDIO理念的系统性的研究和认识,避免由于对CDIO理念认识的片面、肤浅和偏颇,所导致的实践中的跑题和脱轨,从而使整个安全工程教育改革受到影响和拖累。当前我国的CDIO理念在应用过程中,出现了一些片面化、简俗化、功利化的倾向,其具体表现是:其一,把CDIO工程教育简化为问题教学;其二,把CDIO工程教育等同于项目教学;其三,把CDIO工程教育曲解为典型产品组织教学;其四,把工程教育视为“做中学”等[1]。这些倾向对CDIO理念的推广和应用都不同程度上产生了消极影响,这是我们在实践中需要警惕的。要避免这一点,需要强化在CDIO领域的师资培训和继续教育,积极开展各种类型的学术交流和调查研究,加深教师对CDIO理念的重视和理解。目前来看,在本校和本学院开展相关专题的研讨是较为务实的做法,比如可以开展专题座谈会、论文评比等活动,以加深本校师生对CDIO理念的认知。

4.CDIO理念在安全工程专业中的推广和应用,不能简单化和标签化,应该在深入对CDIO和安全工程本质和特殊性的认识基础上,找到两者结合的着力点和合理的模式,这样才能使在安全工程专业中实现CDIO理念真正落到实处。另外,CDIO理念在安全工程专业中的推广还必须考虑到CDIO理念对中国文化的适应性问题,CDIO理念产生于西方文化,建立在西方产业文化需求之上,面对中国的特殊制度和文化,肯定存在水土不服的问题,比如海归人士常发现在国外所学的知识,在国内实际运用过程中会遇到一些意想不到的问题。在落实人际交往、团队合作、产学合作等环节时必须认识到这种中西方的文化差异,并在实践中做出相应调整,这是工科中一些与实践关系紧密学科普遍会遇到的困境。如何进一步深入认识这些困境的内在规律,找到解决这些问题的实际模式和办法,是该领域需要做深入研究的重要课题。

三、结论

CDIO模式提倡培养具有较高专业理论水平和符合产业需求的综合性应用能力并重的高等工程教育专业的学生,这种模式在安全工程专业领域具有一定的借鉴意义。在安全工程学科中推进CDIO理念的教学改革可以从以下四点着手:加强CDIO理念所提出的个人能力和态度、人际交往能力、与社会、商业环境的配合等方面能力的培养;积极扩充实践性教学平台,推进产学结合;深化对CDIO理念的系统性地研究和认识,避免由于对CDIO理念认识的片面、肤浅和偏颇,所导致的实践中的跑题和脱轨;在深入对CDIO和安全工程本质和特殊性的认识基础上,找到两者结合的着力点和合理的模式,使在安全工程专业中实现CDIO理念真正落到实处。

在我国经济文化腾飞的当今时代,安全工程的重要性越来越凸显,在国际经济一体化、国家人才战略这样一个制高点上,从战略角度考虑研究型高校安全工程专业的应用性转型,尤其显得迫在眉睫。通过以上分析,我们对安全工程和CDIO理念结合的重要性已经有了一定程度的认识。笔者希望有更多研究者重视并介入此领域的研究,为我国安全工程学科的建设和发展插上飞翔的翅膀。

参考文献:

[1]张凤娥.CDIO工程人才培养模式的研究[J].实验技术与管理,2010,(12)

[2]王刚.CDIO工程教育模式的解读与思考[J].中国高教研究,2009,(5).

[3]陶勇芳.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究,2006,(11)

[4]胡志刚.工程型本科人才培养方案及其优化——基于CDIO-CMM的理念[J].高等工程教育研究,2010,(6).

cdio工程教育论文范文2

0 引言

为了适应社会经济发展对高等工程教育的迫切要求,教育部提出了“卓越工程师教育培养计划”,吸引了众多高校参与、探索并培养卓越工程师。这些高校通过借鉴已取得了显著成效的国际CDIO工程教育模式[1],并根据自身实际情况和实践经验,形成了多样化的CDIO(如汕头大学的EIP-CDIO)探索和实践[2-3],取得了较好的成效。地方应用性本科院校通过引入CDIO工程教育,进行计算机专业建设和教学改革,对于完善应用型工程人才培养模式,具有重要的启发和借鉴意义。本文针对目前Linux操作系统课程教学存在的不足,在CDIO的教育理念和评价标准指导下,进行课程改革与实践探索。

1 CDIO的基本知识

CDIO是构思(Conceive)-设计(Design)-实施(Implement)-运行(Operate)的简称[1],构思指的是系统性的构想和思考,包括确定客户的实际需求,考虑技术、企业战略和相关规定的整体过程;设计是把构想通过视觉的形式传达出来的活动过程,包括设计、图纸和描述产品、过程和系统实施的方法和计算等;实施是指从设计到产品的实现过程,包括软件编程、硬件制造、测试和验证等;运行是指产品制造完成之后的过程,包括对系统的维修、保护、改造等。

CDIO模式主张在系统和产品构思、设计、实施、运行的工程教育实践环境中培养工程师的基本能力,创造真实的工程教育情境,使学生理解职业工程师专业工作要求和所需的能力要求,通过改革课程体系、教学方法、教师的实践教学能力等内容,让学生以主动的、实践的、多学科间联系的方式,来掌握深厚的技术知识,理解技术发展对社会的重要性和战略影响,培养所需的知识、能力和态度。

CDIO教学大纲包括四个方面的内容:①技术知识和推理;②个人能力、职业能力和态度;③人际交往能力;④企业和社会环境下,系统的构思、设计、实施及运行。CDIO教学大纲不仅对学生培养所要求的知识、能力和态度做了详细的描述,体现了全面培养的特点,同时也体现了CDIO工程教育方法对工程师综合素质能力培养的要求。

CDIO采用12条标准来描述其教学大纲要求的教育目标,对实施CDIO工程教育模式的指引和评价系统,其具体内容包括:①以CDIO为环境背景;②CDIO教学目标;③一体化的课程设置;④工程概论;⑤设计-制作经验;⑥CDIO实践场所;⑦综合性学习经验;⑧主动学习;⑨教师CDIO能力的提升;⑩教师教学能力的 CDIO项目评估。

基于CDIO的人才培养一般按三个级别的项目[3]进行,一级项目围绕专业核心课程、知识及能力培养要求而设定;二级项目围绕一组核心课程的知识点和能力培养而设计;三级项目为单门课程而设计,旨在增强理解和培养相关能力。其中,一级项目为主线,二级项目为支撑,三级项目与核心课程为基础,将核心课程教育与对专业的整体认识统一起来,并结合项目训练对学生的自我知识更新的能力、人际和团体交流能力,以及对大系统的掌握、运行和调控能力进行整体培养。

2 基于CDIO的Linux操作系统课程改革与实践

Linux操作系统是一门内容多、范围广、应用性强的课程,开在大三上学期或下学期,学时为54学时。传统的教学模式主要是以教师课堂教学(28学时)为主,实践教学(26学时)只是为验证理论课的内容,考核方式亦以试卷成绩为主。这容易导致学生缺少对实验的主动思考,学习积极性不高,工程实践能力较弱。在 CDIO的教育理念和评价标准的指导下,我们对教学目标,教学内容,实践能力和考核方式等进行改革。

2.1 教学目标改革

“在实践应用能力培养与基础理论教学并重,突出工程化实践能力和职业素质培养”的教学理念指导下,结合CDIO教学大纲的四方面内容,我们修订Linux操作系统的教学目标为:“围绕Linux系统产业需求和应用技术,以学生为主导,以项目的全生命周期开发形式,掌握Linux平台项目的构思、设计、实现和运作,全方位培养学生的计算思维能力和工程化实践能力”。

2.2 教学内容改革

根据CDIO标准和Linux课程特点,我们通过减少理论教学,加大实践课时的思路对该课程进行改革,课时分配如表1所示。

2.3 实践教学改革

围绕工程化实践和创新精神培养这一目标,我们通过课内验证性实验,课内设计性实验,课内工程实训实验,课外科技创新型实验的有序衔接,构建了多层次、多形式的Linux实践教学体系[4]。

⑴ 课内验证性实验:在课程中配套的CDIO三级项目,以巩固和加深学生对于特定理论知识点的理解程度。

⑵ 课内综合性实验:强调知识模块的综合应用,循序渐进地强化学生的构思-设计-实施-操作能力。

⑶ 课内工程实训实验,裁减实际Linux项目,以团队化的形式实施CDIO二级项目,着重培养学生的综合性工程能力和团队协作能力。

⑷ 课外科技创新型实验:通过科技竞赛,参与教师横向项目等实际Linux课题,锻炼其工程实践能力和科技创新素质。

CDIO教育模式采取以项目为中心、学生为主体的“做中学”教学模式,因此对于课内综合性实验和课内工程实训实验,我们通过小组的项目立项来调动学生学习兴趣和主动性;通过项目组织,让学生进行项目的分工、计划、协调、沟通,锻炼学生的组织能力、团队合作能力;通过项目执行,让学生进行主动学习,分工合作,来培养学生的分析问题、推理问题和解决问题的能力,进而锻炼其工程化实践能力;通过项目演示和汇报,回答提问,来锻炼学生的文档撰写能力,口头表达能力、应变能力。经过这样一个全生命周期项目,学生的职业素养和实践创新能力,都得到了较大的提高。

2.4 课程考核改革

课程考核以验证性实验、综合性实验、工程实训实验组成,分别占期末考试40%,20%,40%。验证性实验以教师现场检查并提交实验报告形式进行;综合性实验、工程实训实验项目则按照学生自评(20%)、组内互评(20%)、组间互评(20%)和教师评价(40%)的评价指标构成来来分别评价。其中教师评价和组间互评以项 目论文、答辩情况、小组合作分工以及项目演示结果为依据。组内互评和学生自评则按照每个学生在项目中的工作量工作完成情况、工作表现、团队合作情况来进行。

经过以上四个方面的改革,并在2011-2013届本科学生中实施,使学生的学习积极性得到了提高,系统思维能力和分析解决问题的能力得到提升,学生的项目开发经验更加丰富,这为未来工作和就业奠定了基础。

3 结束语

CDIO工程教育理念代表了高等教育的改革方向,如何在课程群和单门课程中设计合适的CDIO二级和CDIO三级项目,是课程改革的关键点。本文仅在Linux操作系统课程中进行了CDIO项目的初步探索,未来将结合地方高校的实际和行业需求,与Linux企业开展深度合作,探索校企共建Linux课程,这也是我们未来研究的方向。

参考文献:

cdio工程教育论文范文3

关键词:CDIO工程教育;“参与式”教学;财务管理课程

一、相关概念

CDIO工程教育理念和“参与式”教学模式已在教育界获得了广泛的共识。CDIO工程教育将工程产品、生产流程、或生产系统的生命全周期抽象为“构思( Conceive )、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate)”四个阶段,据此设计项目进行教学。CDIO工程教育理念在计算机、土木学、建筑学等工学学科中的理论研究已经较为充分,并且得到了相应的肯定与应用;然而这种理论研究并未出现在财务管理等经济管理类学科的教学之中。

参与式教学模式是以学生在学习活动的参与行为特征及发展规律为依据,以营造平等和谐的课堂气氛为前提,以调动学生的学习愿望、唤起学生个性发展需要为核心,以学生在情感、思维、动作等方面积极、主动、愉悦地参与学习过程为基本特征,让不同层次的学生拥有参与和发展的机会一种教学模式。

二、国内外关于CDIO工程教育理念与财务管理教学模式的研究

从2000年到2004年,MIT与瑞典的查尔摩斯工业大学、林雪平大学、瑞典皇家工学院共同探索、研究并创立了CDIO工程教育理念,成立了以CDIO命名的国际合作组织。2005年,中国引入了CDIO工程教育理念,在短短几年内,就对中国工程教育产生了深远的影响。

郝维谦(2000)、陈劲(2006)、陆小华(2007)、熊和平(2009)等的相关研究表明,CDIO意为构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate),它以产品(企业)从研发(建立)到运行(生产经营)的生命周期为载体,为学生提供实践、理论之间有机关联的教学情景、鼓励学生主动学,最终通过项目来训练学生获取知识(自主学习)、应用知识(解决问题)、共享知识(团队合作)、发现知识(技术创新)和传播知识(沟通交流)的能力,使学生通过“做中学”得到真才实学。

张得心(2010)提出了CDIO“订单式”人才培养的组织与实施方案,高等职业教育要注重提高学生的能力,培养操作实用型的会计专业人才。王莹瑞和潘和平(2012)从重构理论知识教学模式、强调实践教学环节、创建科学评价体系和培养CDIO 工程教育观念四个方面进行教学改革的有益尝试。周利芬(2013)以广东白云学院为例开发基于工程教育理念的《财务管理学》课程改革。陈珩(2015)运用CDIO 模式对教学内容、教学方法、考核方法进行重构,培养“知识、能力、素质”三位一体应用型财务管理人才。

三、国内外关于“参与式”教学模式与财务管理教学模式的研究

关于参与式教学改革,国内外学者进行大量的理论研究和实践研究,具有丰富的成果。孙娟(1993)、何利(1994)、尹继卫(1996)、周金其等(2000)、李保同等(2002)、诸培新等(2004)、周丽华(2005)、邢淑清(2006)等学者和一线教师做出了杰出的贡献,认为“参与式”教学即合作式教学或协作式教学,是一种鼓励教学对象(学生)主动参与教学活动和教学过程的教学方式,其特点是改变教师“一言堂”的教学形式和学生被动学习的教学定位,注重发挥教学对象的主动性和积极性,让学生参与教学活动和教学过程,在教学活动中主动掌握教学内容。

廖晓玲(2009)提出了实施“参与式”教学改革所必须具备的条件,为高校推行参与式教学提供了理论参考。赵婉莉(2011)将参与式教学法应用于基础护理学教学改革中。周睿超(2013)将参与教学模式应用于财务管理教学之中。李雯雯等(2016),认为参与式教学是人力资源管理课程教改的主要思路和举措。

四、结束语

目前尚未出现完整的关于“CDIO工程教育”、“参与式教学”和“财务管理”合并研究的文献,但是作为财务管理课程的“参与介质之一”――ERP沙盘而言,此种教学模式已然出现。目前,财务管理课程的主要授课方式是教师的“讲”和学生的“听”。这不仅忽略了实务操作过程当中对财务人员素质的要求,而且造成学生的理论学习效果并不佳。所以,将“CDIO工程教育理念”和“参与式教学”同时应用于财务管理课程教学过程的理论和实践都少有学者涉足。

参考文献

[1]伟祖,潘璐,黄杰. CDIO 教育理念在课程项目设计中的运用.计算机教育. 2010(11):11.

cdio工程教育论文范文4

关键词:《现代控制理论》;CDIO;工程教育;教学改革

中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)25-0117-02

一、引言

《现代控制理论》(Modern Control Theory)是工科自动化本科的重要专业基础课程,在国内高校自动化及相关专业中已普遍开设。《现代控制理论》是本科课程《自动控制原理》的深化,又是研究生课程《自适应控制》、《线性系统理论》、《最优控制理论》、《鲁棒控制》等专业课程的基础[1]。因此,该课程在工科自动化专业课程中具有承前启后的地位,在工程教育的教W改革中如何来提高该课程的教学质量显得尤为重要[2]。在工程教育研究中,CDIO教育理念模式近年来受到世界高等教育界的广泛关注[3]。CDIO(Conceive,Design,Implement,Operate)是本世纪初由麻省理工学院、瑞典皇家工学院等大学创立的面向未来卓越工程师的大学教学方法。CDIO教学方法的思想包括Conceive(构思)、Design(设计)、Implement(实现)和Operate(运作)四大要素,其强调工程教育应使得学生对工程应用具有充分把握,发展面向工程应用实际的综合能力[4-6]。《现代控制理论》作为一门典型的工科专业课程,是培养自动化领域未来卓越工程师必备的基础核心课程,具有CDIO涉及的工科课程特点,尤其适合开展CDIO模式的构思、设计、实现和运作理念课程建设。

二、工程背景下的现代控制理论教改

鉴于《现代控制理论》的工科特色背景,在教改实践中,可以现代控制理论工程应用案例为导向,在课堂中引入控制系统构思(Conceive-Control systems)、控制系统设计(Design-Control systems)、控制系统实现(Implement-Control systems)和控制系统运作(Operate-Control systems)等内容,将CDIO模式教学思想和方法渗透到课程的各章节内容,形成由学生“做中学”的知识获取模式。

1.结合工程实践背景,引入CDIO模式教学方法。根据CDIO模式注重设计、实现及运作的内容要求,教师可考虑在保证现代控制理论内容的严谨性和完整性的前提下,不求过多定理的理论推导证明,而是突出问题的工程背景和应用案例,强调贯串于各章论述中的控制系统应用案例的实现(例如倒立摆系统、自平衡机器人系统等案例)。教学中的理论阐述应力求严谨、易懂和简练。重点可考虑结合Matlab控制系统工具箱、Simulink、Automation Studio等自动化仿真平台及相关硬件系统,加强对学生的工程应用的培养,并要求学生独立完成有关工程案例的Conceive(构思)、Design(设计)、Implement(实现)和Operate(运作)的过程(CDIO),以达到巩固所学理论知识的目的。工程背景下的现代控制理论教改可考虑侧重现代控制理论的工程应用背景介绍,结合Matlab、Automation Studio仿真平台展示,让学生了解到该课程是分析与设计高质量和大型复杂控制系统的工程的理论基础,同时应了解计算机、人工智能等应用技术对现代控制理论发展的贡献。教师在授课时引入的主题内容包括系统的状态空间描述的建立与分析;能控性与能观性分析;系统稳定性分析与判断;状态反馈与输出反馈综合问题;最优控制问题;等等。按照由浅入深的原则首先介绍建立状态空间描述的两种方法,包括“机理建模法”和“传函实现法”。在建立状态空间描述后,教师展开基于状态空间模型的系统分析方法,包括状态空间模型求解、能控能观、稳定性分析等。在系统综合问题中,需突出理论与实际联系,并依据工程控制性能指标的不同,介绍常规系统综合应用与最优性能指标综合应用。在CDIO模式教改中,这种教学实践可以既使得学生掌握的知识具有系统性和连贯性,同时又面向工程实践应用。

2.优化CDIO实践教学内容,提升实验平台层次。在CDIO模式的教改实践中,教师可以在讲授《现代控制理论》的理论基础上,重点加强控制系统案例介绍,可基于Matlab和Automation Studio等自动化软件及相关硬件,以自平衡小车系统作为典型示例,加强CDIO模式下的实验平台的教学与建设,提升实验平台层次。倒立摆作为一种控制理论与工程的教学实验设备,是一个典型的不稳定控制系统,实现其稳定控制可采用多种控制理论方法,具有较强的趣味性,适合学生使用它来验证所学的控制理论。因此,倒立摆设备是进行现代控制理论CDIO模式教改较为理想的实验平台。根据倒立摆控制系统的实践教学要求,针对CDIO模式的运作能力培养目标,我们考虑采取针对学生特点的个性化实践教学培养模式。根据学生对课程知识掌握的深浅,在尊重学生个性、重视学生主体选择和个性差异的基础上对学生进行分类。依据学生对倒立摆控制系统的设计水平,把学生分成创新型培养目标群体、强化型培养目标群体和提升型培养目标群体。针对不同群体的学生提出倒立摆稳定控制的相应评价指标,设计梯度化的实验考核机制,实现不同层次学生的工程实践能力CDIO培养目标。

三、CDIO模式下的现代控制理论教改方案

考虑到学生特点和教学目标,教师可以CDIO模式培养大纲为引导,按照自动化专业本科生《现代控制理论》的培养要求,借鉴信息化和项目教学设计方法,实现“教、学、做”一体化的CDIO教学设计。CDIO模式下的《现代控制理论》教改方案具体如下。

1.在教改引入阶段。(1)借助Matlab、Automation Studio等自动化教学实践平台,展示倒立摆稳定控制效果,提高学生对学习《现代控制理论》课程的兴趣。(2)介绍课程的主要知识点,并以Matlab、Automation Studio实验仿真平台上实现倒立摆稳定控制为实践目标,让学生体会《现代控制理论》课程主要知识点的具体任务和知识点的相互关系。(3)依据学生的学习能力差异,按照优势互补、分工协作的原则组成研究学习小组,并安排倒立摆稳定控制仿真实验报告及评价方式等。

2.在教改深入阶段。教师详细讲授《现代控制理论》的主要知识点,要求学生基于Matlab、Automation Studio仿真实验平台进行倒立摆稳定控制的设计,确定任务实施步骤,做好动手设计准备。进一步来讲,学生在Matlab、Automation Studio实验平台上分组设计调试,教师给予指导,使学生完成设计任务。

3.在教改评价阶段。学生在Simulink、Automation Studio实验平台演示倒立摆控制效果,总结学习内容,并形成课程报告,完成倒立摆定控制的Conceive(构思)、Design(设计)、Implement(实现)和Operate(运作)的全过程。

参考文献:

[1]何德峰,俞立,徐建明.基于MATLAB的现代控制理论实验教学实践[J].实验技术与管理,2016,33(3):123-126.

[2]郑志强,翁智.现代控制理论课程教学改革探索[J].实验室研究与探索,2013,32(11):381-383.

[3]胡兴志,丁飞己,王纪坤.从CDIO教学大纲变动看CDIO课程改革[J].高等工程教育研究,2015,(3):189-192.

[4]曾国强,吴刚,李.联合实验室培养电子类卓越工程师模式实践与探索[J].实验技术与管理,2015,32(8):34-36.

[5]康全礼,丁飞己.中国CDIO工程教育模式研究的回顾与反思[J].高等工程教育研究,2016,(4):40-46.

[6]张士辉,祁芸,严玮.基于CDIO的卓越工程师订单班课程改革实践[J].高等工程教育研究,2014,(5):187-190.

Education Reform of "Modern Control Theory" Based on CDIO

LI Hua-xiong

(School of Management and Engineering,Nanjing University,Nanjing,Jiangsu 210093,China)

cdio工程教育论文范文5

关键词:CDIO;数字动画;多粒度案例教学;人才培养

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2014)29-0062-03

数字动画专业是一个正在蓬勃发展的专业,肩负着为动漫产业输送人才和技术的重任。自从“数字内容和动漫”被《文化产业振兴规划》列为重点推进的文化产业以来,数字动画人才培养更显迫切。当前,动漫制作公司求贤若渴,非常需要实践性强、技术全面的动画人才,而高素质的动漫人才十分匮乏,这已成为制约动漫产业发展的瓶颈。我国动漫产业要想深入、健康、可持续发展,必须拥有足够多的优秀动漫人才。因此,培养更多有创意、动手能力强的优秀动漫人才,已成为动漫教育界急需解决的难题。基于CDIO理念调整动画专业人才培养模式,是解决这个问题的有效方法。文章将CDIO的工程教育理念引入到数字动画教学中,在数字动画人才培养方面进行了系统的研究与实践,构建了以CDIO能力培养为核心的多粒度案例教学模式。这种模式有效地减轻了教学改革中学生及教师的不适感,它循序渐进可操作性强,使传统的教学模式向CDIO教学模式平稳过渡。

一、CDIO多粒度案例教学模型

1.CDIO教育理。CDIO作为当今国际高等教育改革的最新成果是由美国麻省理工学院发起,多所大学共同研究,耗资近2000万美元建立的一整套工程教育理念和实施体系。CDIO注重实践教学,培养学生的实际动手能力。数字动画是综合型的学科,既有艺术的含量也有科学的成分,既有对智能的要求更有对创造力的强调。数字动画需要的是具备全面素质的创造型人才,而这恰恰是CDIO教育理念所强调的。按照CDIO工程教育理念培养的动漫人才将更符合行业的需要。

2.多粒度案例教学模型。CDIO教学模式让学生以主动实践的方式进行数字动画的学习。CDIO教学要突破传统教学,使学生主动学习而不迷茫,使教师能逐步地适应CDIO教学方式,使积累的CDIO教学经验能不断优化改进,并且CDIO的实践经验财富能积累、传承、迁移。根据这个思路,构建了CDIO多粒度案例教学模型。多粒度案例教学模型以多粒度案例库为核心,包括多粒度案例教学、多粒度案例实验实训和多粒度案例教学管理三个部分,这三部分都基于多粒度案例库展开。多粒度案例教学,基于案例库展开教学活动。要求教师根据课程知识体系演示一些案例,同时进行关键知识点的讲解,而学生则要实践这些案例以确保掌握技能。多粒度案例实验与实训,主要围绕案例展开。实践案例,主要强调构造一种真实的或近似真实的动画生产环境,学生在这样的环境下理解、体验知识点,增长实践技能,找到自己的不足。多粒度案例教学管理,促使CDIO教学能有序进行,给出师生CDIO能力的正确评价并促使CDIO能力的提升,使CDIO经验能不断地积累与传承。

二、CDIO多粒度案例教学实施方案

CDIO多粒度案例教学是基于一体化的课程体系的教学,多粒度案例教学如何实施?需要从多粒度案例库建设、教师CDIO能力构建、学生等三方面进行讨论。

1.多粒度案例库建设。基于CDIO的数字动画多粒度案例人才培养模式是在CDIO教育理念和数字动画专业教学目标指导下开展教学活动的框架和程序。多粒度案例教学,就是按照案例所包含的知识点的多少进行分类,形成不同粒度的案例,再根据教学大纲组织案例教学。按粒度大小可以分为:基本知识点案例、中粒度案例和大粒度案例。案例库中既有覆盖各个基本知识点的案例,又有考察综合能力的中、大粒度案例。基本知识点案例,用于使学生通过实践加深对基础知识的理解。教师可根据课时安排,先演示案例,然后由学生模仿完成,也可以直接由学生独立完成,不需要团队合作。中粒度案例,包含更多的基本知识点,是在学生掌握了基本知识点后的进一步巩固和提高,这一部分案例的制作粒度要适中,学生在使用过程中既要觉得有一定难度,但又不至于完全没有办法解决,可以体验到经过努力带来的成就感。大粒度案例,在设计上更接近动画制作的实际,但要考虑教学的课时限制、经费限制,因此必须对真实的案例进行适当的裁剪抽象,设计出既能理解动画制作的整个过程,又能熟练掌握动画制作的各种实战技能的案例。将围绕一个实际问题,设计出一个环境及所需的相关岗位职责以便于分组实践。在整体上要进行分工合作,而在微观上又要独立承担各自的岗位职责,当然对于个人确实克服不了的困难,这时就需要个人的沟通协调寻求解决问题的途径,完成实践任务。在实施多粒度案例教学过程中,需要大量的虚拟的或实际的案例,帮助学生理解知识点。多粒度案例库的建设和完善主要由教师来完成,具体的方法有:①基于理论的虚拟案例构建,作为基本知识点案例,大多可以采用这种方式。②基于教师自己参与的动画制作项目抽象出大中小不同粒度的案例。③深入企业,获取一手案例,对于企业中的项目,教师要充分地消化吸收,按照多粒度的原则抽象分解出不同粒度的案例并放入案例库,这个过程教师的工程能力将有很大提高。④采用书本上的一些案例,但要注意对这些案例要进行大中小粒度分级,对于与实际脱节的、缺少实用性的案例要予以剔除。教师要对这些案例根据CDIO理念进行适当重构。⑤通过不断反馈促使案例库充实完善,在实施各个案例的过程中会暴露出学生学习的弱点难点,根据这些反馈及时地改进现有案例或补充新的案例。

2.CDIO多粒度案例教学中教师能力构建。将CDIO能力培养融入到数字动画的学习过程中,虽然可以提高学生的学习效率及实践能力,但对教师教学却构成了巨大挑战。指导学生实践的教师除具有渊博的动画学科领域知识外,还应有很强的动画实践能力。CDIO工程教育模式要求教师完全熟悉CDIO的整个实施过程,并且能为项目的各个过程提供指导。因此,要求教师必须具有这样的能力:既能胜任项目中的某个岗位职责,也要能通览全局。①转变传统教学观念。在传统授课模式中以教师为中心,教师多以课程知识讲授为主,学生的实践应用相对缺乏且体验不深刻。在CDIO多粒度案例教学模式中,教师要让学生在“做中学”,要求教师设计足够多的案例,努力营造案例所需情景,并引导学生在案例所要求的“岗位”上完成任务。②增强自身的动画实战能力。教师要切实加强自己的动画项目制作能力,丰富动画项目实施经验,结合企业实际,及时准确地对情景、不同任务进行抽象总结,不断形成新的可重复使用的各种粒度的案例。③加强案例库建设能力。教师的重要职责之一就是制作、完善各种案例,包括每个案例需要的实践环境。随着个人阅历的丰富,无论是自己负责的项目,还是所经历的企业的项目,都可以进行抽象加工以形成适合教学和实验的案例。

3.CDIO多粒度案例教学中学生的转变。CDIO多粒度案例教学,学生处于主体地位,学生在教师的引导下完成一套成体系的案例组合后,通过对案例的完成情况可以清晰地判别自己对相应知识点的掌握程度,进而自主地去强化自己的薄弱环节。当然,在完成大粒度的案例时,会有一系列的分工协调与合作,要求既要把自己负责的任务尽快尽好地完成,也要配合整体要求适当做出妥协。

三、CDIO多粒度案例教学实验实训方案

实验实训是数字动画教学的重要组成部分,它能巩固和验证所学理论知识,培养学生动手能力、分析和解决问题能力。CDIO多粒度案例教学实验实训以多粒度案例库为核心,案例主要来自于对书本案例的再次加工或来自于教师的企业经历。基础知识案例实验:主要针对课堂内容,对知识体系中的知识点进行验证式实验。中粒度案例实验:是对多个知识点组合形成的粒度适中的案例,由学生独立完成,要求在熟练掌握每个知识点的同时要有一定的融会贯通。教师对每个案例要进行相应的指导、检查以及疑难问题的解答。大粒度案例实验:学生在掌握了相关知识点后,按适当人数进行分组,根据动手能力进行好中差搭配组合。学生在动画制作过程中,教师要进行检查和指导。动画短片制作完成后,各组由组长在整个班级进行演示汇报,每个人都可以提问或单独交流。

四、CDIO多粒度案例教学能力评估与提升

CDIO多粒度案例教学能力评价主要是对师生CDIO能力的评估,鉴于CDIO能力评估的复杂性和系统性,采用CMM(Capability Maturity Model,能力成熟度)模型分阶段进行评估。师生CDIO能力评估与提升模型仍然以多粒度案例库为核心,包括教师CDIO能力评估与提升系统、学生CDIO能力评估与提升系统。在CDIO能力评估与提升体系中,将教师的CDIO能力成熟度由低到高划分为三个等级:初级、中级、高级。将学生CDIO能力成熟度由低到高划分为三个等级:基础级、专业级和创新级。各能力成熟度等级反映了学生在CDIO工程教育中不同发展阶段的不同特征和学习内容需求。师生CDIO能力要不断进行提升。CDIO能力成熟度分级对教师和学生都是一个促进,促使学生认真学习实践,不断完成用于评价各个级别指标的各粒度案例,以更熟练地掌握专业知识和技能,促使教师不断地丰富和完善实践案例,根据学生在具体的实践过程中的表现,完善相应的案例或者设计出新的案例。

CDIO理念下的多粒度案例教学模式是一种循序渐进的教学模式,在教学中它可以有效地缓解从传统教学模式到CDIO教学模式转换过程中师生出现的不适,它符合教师的CDIO能力成长的过程,具有非常强的实际操作性。随着教师的CDIO教学能力的增强,多粒度案例库也在不断丰富完善,而且多粒度案例库可以作为载体使得CDIO能力得以在教师间迁移,案例库不断积累成为宝贵的教学资源。笔者在近几年的数字动画课程教学中,针对“数字动画”等课程设计了一套多粒度的案例库,并逐步应用于日常教学。基于CDIO的多粒度案例教学,可以使没接触CDIO的老师逐渐熟悉CDIO理念,并且可以在课堂上不断应用、不断获得反馈,师生的CDIO能力获得了不断提升。实践证明,以CDIO能力培养为核心的多粒度案例课程教学,能将数字动画知识较好地转化为学生的实际动画制作能力,而这正是大家所期盼的。

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关键词:CDIO教育模式;美术基础教学;美育

中图分类号:TU-4;G642 文献标志码:A 文章编号:1005-2909(2012)04-0081-04

一、CDIO教育模式下的建筑学一体化课程[1]

CDIO是麻省理工学院等4所美国大学通过几年研究、探索和实践建立的一种先进的工程教育模式,CDIO分别是英文Conceive—Design—Implement—Operate的字母首写,代表了构思—设计—实践—运作四个过程,CDIO把产品的全过程作为平台,使学生能以主动的、实践的、课程之间有联系的方式学习和获取工程能力、技术知识、终身学习以及与社会团体交流合作的能力。CDIO教育模式倡导问题驱动,注重实践性教学和实际动手能力,主张工程教学应从具体实践出发,然后上升至理论,最后回到实际操作。此模式符合工程人才培养规律,是先进的教育方法。

CDIO教育模式具有两个明显的特征,即第一阶段的CD(构思与设计的工作阶段)和第二阶段的IO(实践与工程实施运作阶段)。

第一阶段是建筑形象的构思和设计,是建筑师运用想象力、审美力完成建筑图纸设计方案的过程,凝聚了建筑师个人的劳动与智慧。

第二阶段则是把设计成果物化为建筑物的实践过程,是建筑师与社会团体展开交流、合作的过程,体现了建筑师的个人素质与职业能力。

笔者所关注的一体化课程设计问题,在CDIO教育模式下就是把教学与实践环节、理论与实际运用能力结合于一体而展开的教学活动,但建筑学有其自身特点。首先,建筑学是通过工程活动实现设计创意的工科专业,在建筑设计师的工程实现与运作工程中,体现设计师的艺术创造,在设计—构思阶段要求其充分考虑实现创意的可能性、适用性。这属于美术学中的艺术修养与技能的培养,在工科的建筑学教育中显得十分有特点。其次, CDIO教育模式是工程教学的普遍模式,但对建筑学的工程教学而言,仅仅有CDIO是不够的,还应附加建筑学专业人才的特殊知识结构和能力要求。因此,“艺科交融”是实施CDIO必须营造的知识环境,使得专业化、系统化的CDIO教育模式与具有建筑学特点的教学内容相结合,形成艺科交融的具有建筑学鲜明特色的CDIO教育模式,即“ART+CDIO”的工程学教学体系。此外,CDIO教育模式的普遍指导意义对开展ART的美术学教学具有较好的启发性。CD与IO两阶段与美术基础教学合为一体,使得建筑学在构思设计期与实践运作期的各种矛盾统一。在CDIO教育模式下建筑学具有鲜明特点,也给建筑学美术基础教学带来了深刻变化。

二、“ART+CDIO”教育模式下美术教学一体化探索[2]

(一)目前中国建筑学美术教学现状及问题

建筑学是一门通过工程活动实施设计创意的艺术性工科专业,但在早期的建筑学教育中,它被认为是艺术的一部分而被放在美术院校展开教学活动。随着时展,建筑学的技术要求不断增强,工程技术逐渐成为建筑学的主角,以至于建筑学的美术色彩被逐渐忽略。进入21世纪以来,建筑学作为一门既有理工知识又有艺术含量的学科,在信息化时代,随着电脑绘图技术的出现,美术教学活动一反过去以讲授为主、训练为辅的灌输教学方式,改为“启发”“创造式”教学,使得对建筑学美术基础教育存在必要性的质疑声再次响起[3]。不可否认,传统建筑学的美术基础教学存在教学目的不实际、训练课程盲目求深求难的美院模式,反映在教学活动中则是在美术基础教育中往往强调单一技能而忽视对建筑学学生的审美(ART)综合能力的培养。

新一轮的教学改革虽然突出了计算机的技能训练,重视学生内在素质的提高,但对美术基础训练忽略的事实不可回避。无论是过去的灌输教学方式还是现在的“启发”“创造式”教学都没能更好地解决美术课程与其他课程之间的衔接问题,彼此散落,在“技”与“道”之间,没能找到一个好的平衡点。

(二)CDIO教育模式下的不足与改进

运作CDIO教育模式培养合格建筑师,一方面要求具有扎实的理科基础和严密的逻辑能力,另一方面又要求具有艺术家的创造性思维与深厚的人文修养,同时,具备良好的与人沟通交流的能力。CDIO教育模式在教学环节设置中有意识地结合了后期工程,强调教、学、行三位一体,实现素质训练,着重于课程前后的整体性和贯穿性,不再单纯地强调设计能力。CDIO教育模式强调课程设计的一体化,突出工程科学的特点,对建筑学的艺术背景考虑不多。在CDIO教育模式下深化建筑学的美术教学,深化审美教育,提高艺术修养是当前必然考虑的问题。CDIO教育模式认为,合格的建筑师应具有工程师与艺术家的双重素质,因此,建筑学作为一门艺科交融的学科,其目的不仅仅是培养学生单纯的学术能力,而更需要着重培养学生的综合素质。我们要在课程设计、教学实践过程中强化这一薄弱环节,以美术教育带动素质教育,体现美术教育在陶冶学生品德操行的潜在作用。不能仅把美术的技巧训练作为其课程设计的绝大部分展开教学活动,更需要探索实践完善在“CDIO”教育模式下符合建筑学特点强调艺科交融的“ART+CDIO”的工程教学体系。

(三)“ART+CDIO” 教育模式下的美术基础教学

在“ART+CDIO”教育模式下,美术教学应注重两个方面的内容。

其一,强调结构素描、注重色彩知识、培养创新思维。在美术基础教学中,针对建筑学学生普遍美术基础较差、空间表达能力弱的实际情况,注重培养学生准确把握物体形式要素的能力,

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一、IS-CDIO模式教育理念

CDIO工程教育在国际上被很多国家推广,是目前较为成熟的教育工程培养模式。2000年,美国麻省理工学院等四所大学共同研究创立。2005年,汕头大学对CDIO工程教育进行研讨并加以实施,取得显著成绩,在2006年成为中国第一个CDIO成员的高校,是教育部极力倡导的先进工程教育模式[2]。它代表了从想法、设计到实现的整个过程。以工程项目从研发到运行的生命周期为载体,使学生以主动的、实践的、课程之间有机结合的方式学习工程项目。IS-CDIO人才教育模式是在CDIO的基础上结合中国现阶段对信息安全人才培养的特点,以及信息安全的重要性提出的全新信息安全教育模式。其集信息安全技术的研究、设计、开发、应用、管理于一身,让学生积极主动地、实践地、各环节有机联系地学习和研究,主要分为从理论到技术、从技术到实际应用的过程[3]。IS-CDIO已经注意到抽象的理论知识的“教”和“学”及在教学过程中的“做”。该模式能增强学生的能力,培养学生的创新意识,提高项目设计能力和团队合作精神。IS-CDIO教学模式用于一些学校已取得初步成效。

二、信息安全专业人才典型职业岗位任务分析

职业岗位分析是基于IS-CDIO模式的高职专业核心课程来构建的[3]。分析的质量结果将会影响到课程体系开发,为避免专业课程体系开发失败,由学院组织专家,成立专业人才培养方案制定小组,通过对企业、行业调研和同行教师沟通和交流学习,确定信息安全技术专业学生培养的职业岗位群,主要有网络安全管理、IT取证分析、网络管理、信息系统安全测试、信息安全工程师等岗位。对职业岗位的主要任务及考取的相关证书进行分析,如表1所示。

三、IS-CDIO模式下信息安全专业教学的实施

基于IS-CDIO模式的人才培养方式,以任务驱动为导向,职业岗位为目标,构建新的课程体系,在IS-CDIO人才培养上与传统的培养方式体现出众多优势,为了能够更好地使学生学以致用,对信息安全专业实施IS-CDIO模式的教学改革和举措,如图2所示。

(一)IS-CDIO课程体系

在职业岗位任务分析的基础上,结合当前高职信息安全专业的人才培养目标,按照IS-CDIO模式将信息安全专业课程体系重新整合,可以分为四个模块:大学生信息素养课程、职业素养课程、专业技能课程、职业拓展课程。在四个模块中采用项目引领、任务驱动方式实施教学,使信息安全专业由四个模块组成完整的有机整体。1.信息素养课程信息素养(informationliteracy)是当代大学生必须具备的一种基本能力,1974年美国信息工程协会主席保罗泽考斯基(PaulZurkowski,1974)首次提出,有信息素养的人必须能够确定何时需要信息,并且具有一个检索、评价和有效使用所需信息的能力[4]。信息素养首先是一个人的基本素质,是传统个体基本素养的延续和拓展,个体在独立完成获取信息任务的情况下,对获得的信息能够加以运用,在个人成长的过程中,能够不断积累有价值的信息,完成对信息的评估,从而做出自己的决策。因此,要求当代大学生要从自身加强,为以后的学习和生活打好基础。针对信息安全专业学生,关于信息素养的培养,更应在信息获取和安全方面进行项目驱动教学模式来提高学生的信息素养技能。2.职业素养课程职业素养从理论上可以分为工作状态的标准化、规范化、制度化。通过合适的时间、地点、方式等来做正确的事,使在知识、技能、观念、思维、态度、心理上符合职业规范和标准。职业素养基本包括:职业道德素养、职业素养行为规范、职业素养技能三部分内容。大学生必须具备以上的职业素养要求,涉及职业素养的课程主要包括大学生思想道德修养和法律基础、思想和中国特色社会主义理论体系概论、大学英语、中国传统文化概论、大学体育、法律、职业道德、创业培训教育等课程。信息安全专业学生必须具有很强的职业操守,遵守职业道德,在IS-CDIO模式下进行职业素养训练,使学生达到人才培养目标。3.专业技能课程依据现有的职业岗位的相关要求,制定符合要求的人才培养方案,课程的开设要与岗位所需知识、能力和素质等衔接。以培养能力为原则,以培养岗位核心技能为主导,课程涵盖了职业核心技术课程、职业资格证书考核、岗位实训等相关的课程,通过IS-CDIO模式将课程划分为C、D、I、O四个阶段的教学过程。专业基础课(C),主要对信息安全专业进行构思性实践,对信息安全的基本概念进行理解,形成对信息安全学习兴趣;专业核心课(D),主要在信息安全技术的设计性和开发性实践阶段,要求学生能够建立一个团队,对信息数据进行分析、设计、开发等方面的学习,通过教师提供的案例和教学对学生进行培养;职业技能训练(I)是实践性阶段,通过参与实际应用项目开发和应用,提升学生的实际动手能力,提高团队的协作力,培养学生团队精神;顶岗实习实训(O)是运作性实践阶段,学生在企业中融入到新的团队,完成企业所安排的项目,使学生在实际工作环境中,将所学知识得到应用和验证,能够在实际环境中锻炼和提升自己,培养学生在步入社会前的务实精神和实际工作能力。4.职业拓展课程为学生开设专业课的同时,增加一些课外的选修拓展课程,根据学生的学习兴趣和学习专业课的基础情况,结合IS-CDIO模式,学生可以选择性参加一些提高学生综合素质的有针对性的课程,例如,开设的网络工程实训、网络安全管理工程师等与证书相关的课程,既提高学生的岗位应聘竞争力,又培养学生实际动手操作的能力。

(二)IS-CDIO教学方法

新课程体系下的教学要求以产教结合,以工作过程为导向的教学模式,注重培养学生职业素养和职业技能水平,将原有的教学模式改变为教、学、领、做一体化的教学。1.结合IS-CDIO的质量工程项目,推动教学改革依据IS-CDIO模式的人才培养方案,对信息安全专业人才培养目标进行教学方法改革,通过IS-CDIO的质量工程项目,将参与项目的教师以团队合作的方式,通过项目推动、任务驱动、案例分析等形式实施教学。对应IS-CDIO模式的教学体系,结合信息安全专业,规划并申报了4个省级项目获得审批。IS-CDIO体系的子项目是对信息安全专业人才培养的核心内容,通过项目促进教师对教学改革的积极性,充分调动教师和学生共同参与教学改革的兴趣,鼓励教师参与项目的培训、学习,在各自的IS-CDIO体系的子项目中取得一定成果来推动IS-CDIO的教育模式,通过改革取得的成果,教师以撰写论文形式来全面推广IS-CDIO模式的发展。2.工学结合,校企合作,“教学领做”一体化教学IS-CDIO工程教育模式是高职院校培养人才的初衷,为解决学校与企业零距离的对接,积极探索校企合作、工学结合的有效机制,加大校企合作的广度和深度,校企能够针对岗位和产品进行沟通和交流,学校需要了解企业文化、企业对信息安全人才需求的技术基础,以及人才的综合素质等方面,学校通过顶岗实习,将学生送到企业实习,企业可以将工厂、车间搬到学校,学校和企业软硬件资源达到最大共享,学校和企业可以联合办学,企业帮助学校制订人才培养计划,学校为企业培养优秀的人才,为企业服务,为社会服务。结合国际和国内对信息安全的最新技术,与国内信息安全相关企业进行沟通和交流,通过校内资金和企业赞助等多种形式,建立适合培养IS-CDIO模式的信息安全人才的实验实训基地,聘请企业工程师担任指导教师,培训教师和学生,面对面教学,形成学中做、做中学的一体化教学模式,使培训基地成为企业人才需求的储备库,校企能够达成共识,为企业培养出信息安全专业人才。3.教科研相辅相成IS-CDIO模式教育鼓励教师将科研引入教学改革中,讲师将科研成果融入教学内容中,改变对传统知识的传授方法,将科研成果以实验的方式讲解单一的概念,通过科研项目,要求学生及时掌握信息安全最前沿的知识、不断更新知识,在课堂上,科研团队的教师可以集体教学和研讨,学生可以参与互动,同时组建创新小组,学生可以自主探索新的知识。

(三)IS-CDIO教育模式的教材建设

在新课程体系标准下,部分课程不能单一的教学,需要课程进行整合,现在还没有整合过的课程教材,所以,需要授课教师根据整合课程的课程标准来确定教学内容,并在以后逐渐完善,以IS-CDIO教育模式编写教材,教师将科研成果融入到教材中,在教学研究中不断更新,为今后适用于高职学生的教材编写等工作做准备。

(四)IS-CDIO教育模式的师资队伍建设

建立一支高水平、爱岗敬业、创新精神强、具有团队合作的高素质的IS-CDIO教育的教师队伍,是高职院校刻不容缓的任务。随着新课程体系标准的出现,教学模式发生了改变,对教师的要求更加严格。首先,教师要与企业对接,教师既是企业的工程师,又是学校的传道授业解惑者,学校的教师要到企业去挂职锻炼,企业的工程师可以到学校任教,实现师资力量的校企合作;其次,加强同类院校之间的交流与合作,获得其他高等学校的对口支持,对教师进行系列讲座培训,提高教师的教学水平;再次,加强学校内部原有教师的培养,教师培训以攻读硕士学位、博士学位,骨干教师培训等形式,提高教师的学术和教学水平。

四、结语

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【关键词】CDIO 项目 自动化专业

【基金项目】2013年度广西高等教育教学改革工程项目(2013JGA133)。

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)02-0232-01

1.引言

随着我国工业化进程的不断加快,对工程科技人才综合素质要求也越来越高,如何将我国工程科技人才数量优势转化为质量优势,是摆在中国高等工程教育工作者面前的一项重要使命,探索高等工程人才培养模式,优化调整符合工科工程特点的教学方法,提高人才培养的综合技术开发及应用能力,是我国发展高等工程教育和工程科技人才培养的教育改革目标。如何借鉴美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所国际知名大学创立的CDIO工程教育理念,建立一套符合未来工程领域发展趋势的具有中国特色高等工程教育的理论体系,是中国高等工程教育工作者正在开展的理论研究热点。作为我国未来科技发展规划先进制造技术领域提供重要支撑的自动化工程技术,对于实现由“中国制造”到“中国智造”战略发展目标具有重要的现实意义,因此,深入开展具有我国工程特色的CDIO自动化专业培养模式改革研究,对于提高自动化工程人才的创新实践能力是一项十分迫切的任务。

2.CDIO教育理论

CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运行(Operate),它的学习理念是在参考工业产品开发周期基础上,让学生在主动性、实践性、课程学习之间存在有机联系,实现理性知识和感性知识的双向融合升华,践行“学中做和做中学”。使培养学生的全过程中贯穿产品开发的构思、设计、实现及运行全过程,本质上可以理解为以项目驱动方式实现教学过程。

3.自动化专业CDIO培养模式研究

为了提高自动化专业学生的创新实践能力,基于CDIO理论思想,对自动化专业课程设置进行了梳理调整及优化,建立以项目设计为导向,核心特色课程为基础,创新实践能力培养为目标的整体培养体系。

在CDIO理论框架指导下,结合本地区经济科技发展战略及学科资源实际,重新设计构建了自动化专业新的课程体系,同时按CDIO理念将项目按规模和范围划分为3级(如图1所示)。

1级项目为包括自动化专业综合能力要求和主要核心课程的项目,其要求不间断地全面覆盖本专业整个本科教学阶段,使学生在整个本科阶段得到系统的构思、设计、实现、运行全方位CDIO模式训练。根据本学科及学生特点,本校自动化专业至少有3次一级项目训练。首次1级项目训练一般在二年级开始,课程综合项目“单片机技术综合实训”训练安排在3年级末学期进行,第3次项目训练为毕业实习+毕业设计,一般安排在4年级施行。项目来源主要包括教师的科研项目、工程实践、实验室建设项目、企业冠名开发项目等,从而使学生在本科4年里都能得到系统的工程能力训练。

2级项目作为对1级项目的理论支撑,是顺利开展1级实训项目的基础,主要目的是培养学生创新思维能力和终生学习方法。以自动化专业相关核心课程群和专业技能要求为基础,是对整个自动化专业教学体系的补充。

3级项目是每个子课程群设置的项目,其设置由课程大纲和社会人才需求素质来动态优化。如理工科基础子课程群主要包括数理基础、人文基础和外语基础课程,其目的一是提高学生的逻辑思维能力,开发学生的智能;二是为学习其他课程提供必要的数学基础;三是为今后解决专业领域的实际问题提供一些数学方法。计算机基础子课程群主要包括数据结构、C语言程序设计、微机原理与接口等。自动化专业基础子课程群主要包括电气控制的基础课,如单片机技术、电机原理、电力电子技术等,这些课程是开展专业教育的重要组成部分,为后续的专业知识学习打下坚实的专业基础。

4.结束语

为了落实贯彻广西民族大学“十二五”发展规划,落实以质量建设为中心的内涵式发展工作方针,做大做强自动化专业,提高学校培养自动化人才素质,结合我校自身特点,开展了CDIO工程教育模式下的自动化专业培养模式研究,通过遵循CDIO“做中学”的教育模式,将注重学术素养培养转变到重视工程实践能力、综合素质和创新能力的培养,提高学生综合竞争力。从目前培养方案的执行及初步考核情况看,通过对自动化专业的CDIO工程教育模式改革,有效地解决了原来自动化理论教育与自动化工程实践之间的对立关系,把自动化专业理论知识传授、工程实践能力培养与素质提升有机融合在一体化的课程体系与教学过程中,形成一个系统化的自动化专业工程教育改革方案,为提高学校“内涵式”教学工作质量水平,培养高素质的民族区域性自动化人才提供坚实基础。

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>> 基于CDIO教育理念的C语言程序设计课程教学改革 基于CDIO理念的《C语言程序设计》教学改革探索 基于CDIO工程理念的《面向对象程序设计C++》的教学改革探讨 基于CDIO理念的《C#程序设计》课程项目化教学改革的探索 基于CDIO模式的《面向对象程序设计――C#》教学改革探讨 基于CDIO模式的《C#高级程序设计》教学改革初探 基于CDIO理念的程序设计类课程教学改革探索 基于TOPCARES—CDIO的Java语言高级程序设计课程教学改革初探 C语言程序设计教学改革的探讨 “C语言程序设计”的教学改革 基于CDIO教育的程序设计课程教学改革初探 浅谈CDIO教育理念在《C语言程序设计》课程中的应用 基于CDIO工程教育理念的.NET程序设计课程教学实践 基于CDIO理论的C语言程序设计课程改革 基于成果导向的《C语言程序设计》课程的教学改革研究 基于能力培养的“C语言程序设计”课程教学改革探索 基于协作学习的C语言程序设计实验教学改革研究 基于案例化的《C语言程序设计》教学改革研究 基于MOODLE的高职院校“C语言程序设计”翻转课堂教学改革 基于多媒体技术的C语言程序设计课程教学改革探讨 常见问题解答 当前所在位置:l[DB/OL].

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