CDIO理念下机电专业实验教学革新|理念革新

CDIO理念下机电专业实验教学革新

CDIO代表构思(Conceive)、设计(Design)、实现 (Implement)和运作(Operate)，它以产品研发到产品运行的 生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机 联系的方式学习工程。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分 为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力 4个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生达到这4个层面 的预定目标。

1基于CDIO理念的机电一体化专业实验 教学改革的思想建立以培养学生创新精神和实践能力 为主线，融基础技能、综合技能、研究创新能力“三位一体” 的实验教学体系，按照“厚基础、宽口径、重实践、强能力” 的改革思路，打破原有按专业、课程设置的分散、独立、封 闭的实验教学模式，建立综合、系统、开放的实验教学模式。同时强调基础教育与专业教育相结合、理论教学与实践教学 相结合、科研与教学相结合、课内教学与课外教学相结合， 视实验教学与理论教学同等重要的地位，为培养创新式人才 搭建平台。机电一体化专业人才培养以CDIO的工程教育模式 为主线，形成了以“综合、系统、开放、创新”为主的教学 模式，以学生为主体、以教师为主导的教学原则，以培养基 础知识扎实、动手能力强、综合素质高、具有创新精神的机 电一体化人才为目标的实验教学理念。

2专业实验教学体系的建立与实施 2.1“三层次、六模块”实验教学体系结构 为了优化实验教学内容，提高实验教学水平，以加强基 础、重视应用、开拓思维、培养能力、提高素质为指导思想， 加强对学生“能力和素质”的培养。按照CDIO为主线划分实 验模块，整合实验教学资源，建立了三层次(基础技能型、 专业技能型、研究创新型)、六模块(机械基础系列实验模块、 机电控制基础系列实验模块、机电一体化系统综合实验模块、 机电液控制机械本体实验模块、机电一体化工程训练模块、 创新创业实验模块)。该体系始终坚持以学生为本，把素质 教育、创新意识及科学实践能力作为教学改革的根本任务， 努力培养适应科技发展需要的机电一体化专业人才。“三层 次、六模块”实验教学体系结构如图1所示。

2.2基于CDIO理念的实验课程体系结构 以CDIO理念为主线，课程体系打破传统的方式，将所有的实验课程根据6个模块，按照CDIO的4个环节进行重组课程。

构思(Conceive)环节，主要是培养学生的基本实践能力;设 计(Design)环节，主要是培养学生设计能力;实现 (Implement)环节，主要是培养学生综合能力;运作 (Operation)环节，主要是培养学生适应未来工作能力。具 体的实验课程体系结构如图2所示。

2.3基于CDIO理念的实验考核体系构建 按照CDIO理念，基础技能型实验、专业技能型实验和研 究创新型实验应建立相应的考核体系，以体现实践教学环节 能力的培养。

2.3.1基础技能型实验考核方法 其中，基础知识问答可以采用试卷的形式，也可以采用 答辩的形式。

2.3.2专业技能型实验考核方法 如果说基础技能实验主要是培养学生对基本技能实验 的认知水平，那么专业技能型实验就是培养学生对专业技能 的综合能力。这类技能主要是考核学生对知识的理解与综合 的能力。考核方案可以采用多元化的考核方式，一般分成几 个项目来进行，首先，由教师给定项目;然后，由学生制订 完成项目的计划，教师按照计划进行检查并提出整改意见;
最后，在项目结束时进行综合评定。评定的内容一般包括学 生的表现及与团队协作的能力、解决问题的能力、组织能力， 项目完成的质量等。2.3.3研究创新型实验考核方法 研究创新型实验主要是指学生利用课余时间参加的专 业社团活动、科研训练活动、竞赛活动以及教师的科研活动 等。例如系部的蓝天绘图社、康辉研发工作室、机器人大赛、 创新大赛、创业大赛等活动都属于研究创新型实验。对于这 类实验的考核宜实行弹性管理，即通过指导老师的评语、课 题结题报告或答辩、科研成果、竞赛名次等来考核其所承担 的工作成绩并给予创新学分的奖励。这样不仅激发了学生的 实验兴趣，开发了学生潜能，而且大大提高了学生的实践创 新能力和创业能力。

3机电一体化专业实验教学体系实施效果 3.1培养了学生各方面的能力 按照CDIO培养大纲，目标是培养学生的综合能力。按照 这个实验教学体系，以项目为载体来发挥学生理论联系实际 的能力，培养学生综合应用已学知识，发挥创新思维能力和 与人协作的能力，最终能够使学生动手能力、创新能力、系 统学习能力、理论联系实际能力和团结协作精神都得到很好 的锻炼。

3.2形成创新实验教学新体系 CDIO融入创新教育，做到了遵循人才培养的客观规律， 从基本实验技能培训到创新实验训练，使学生在循序渐进的 实验学习过程中逐步提升创新能力。构建一套完整的“厚实 基础、注重综合、强化实验、自主学习、提高能力、不断创新”的创新实验教学新模式，形成“个性化、三层次、六模 块”的创新实验教学新体系。

3.3改革教学内容和教学方法 通过CDIO三个层次，六个模块的实施，各门课程教学内 容都根据科学的最新发展及时更新，进行合理的筛选、补充、 更新和重组。使教学内容既能反映该学科领域最基本、最核 心的知识，又能与时俱进地反映该学科最新的进展情况和研 究动态，同时又符合学生认知发展规律的逻辑结构。在教学 方法上，由灌输式转向启发式，侧重培养学生自主思维、发 散思维，教给学生学习方法，授之以渔而非授之以鱼。教师 遵循学生的认知规律，不只是从某种知体系出发，还从学生 的认知特点出发去开展教学活动，真正做到因材施教。

3.4创新了教学方法和手段 1)树立以学生为中心的观念，教会学生学会学习。以学 生为中心，所有学习活动均以学生为主体。课堂讲授不必教 师亲自上台，而是让学生先做预习，以小组分工的方式，轮 番上台演讲，学生以自己的语言展现他们对每周课程内容的 理解思路。不仅可以提升学生自主学习的能力并养成终身学 习的习惯，也有助于教师观察学生理解的盲点或创新。

2)倡导“做中学”的教学方法。通过产学研结合、课内 外结合、校内外结合的方式，让学生在知识的学习和应用之 间形成良性互动。

3)将科研成果引入教学，提高教学水平。一是将科研成果编写成教材，按照CDIO理念，结合具体集成项目，从理论 到实验，编写成科技创新实验系列教程。二是将科研成果直 接引入实验教学，让学生在实验室里就能直接接触到科学前 沿知识，拓宽学生的视野。

4)采用现代化教育技术，提高教学质量。建设现代化的 多媒体教室和微机室，方便教师进行实验理论讲授。建立数 据库，利用计算机管理全部工程项目，通过网络硬件平台， 将所有计算机组成内部局域网，实现内部信息的直接交换， 通过与互联网连接，可以直接浏览国内外网上丰富的信息， 并进行信息交换 3.5建设了一支高素质教师队伍 通过CEIO项目的实施，教师不断转变教育观念，树立创 新教育理念，具有创新意识和创新精神，身体力行地站在创 新的最前沿去教导和引导学生，培养学生的创新意识和创新 精神，养成自觉体验创新的习惯，最终建设了一支理论与实 践紧密结合的高素质教师队伍。

4结束语 健雄职业技术学院借鉴CDIO教育理念进行了机电一体 化实验教学体系改革的有益尝试，在具体实践中，取得了良 好的效果。今后机电一体化专业将进一步深化改革，培养更 多满足社会需求的高素质技能型工程技术人才。