基于CDIO自动化专业创新能力培养的研究

[摘 要] 通过构建模块化课程体系，引进主流、高新技术实验设备，优化整合实训室，加强校企合作，引入企业工程案例、组织“二课堂”活动、推进各级大赛及实施双导师制等措施构建创新能力培养平台；精心规划“一课堂”的单元性项目、功能性项目、综合性项目等三个不同层次项目，全面按照CDIO模式实施，大大提高学生自动化专业技术能力和包括创新能力在内的软能力。

[关 键 词] 自动化；创新；项目；高职

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2016）10-0036-02

一、引言

创新是推动国家、民族向前发展的重要力量；坚定不移创新，加快创新型国家建设步伐；国家核心竞争是技术创新。近来，国家领导人多次强调：要把创新摆在国家发展全局的核心位置。Mc.Kinsey Global Institute 在近来做了一份报告宣称我国大学毕业生适合在国际化公司工作的不到10%，他认为“中国教育系统偏于理论，中国学生几乎没有受到项目和团队工作的实际训练，相比之下欧洲和北美学生以团队方式解决实际问题”。

近年来，浙江乃至整个中国都面临着产业转型升级，强调要发展低碳、绿色经济，重点发展高新技术产业，并以高新技术改造传统机械、流程企业（如装备、化工、制药、造纸、环保等）。随着应用技术水平不断提高，工厂自动化、智能化、网络信息化程度越来越高，掌握自动化、网络相关技术的一线工程师、技术人员需求较大，但是企业招到真正适用的人才还是相对比较困难的，这种大环境迫切需要高职院校真正转变教学方式、加强校企合作，结合新的教育模式——CDIO（C-Conceive，D-Design，I-Implement，O-Operate）工程教育模式，培养掌握自动化技术应用能力的创新型人才，以满足社会、企业的需求。我校在自动化技术专业实施基于CDIO自动化专业创新能力的培养方案，取得了很好的成效。主要方法和措施如下。

二、搭建创新能力培养平台

平台是创新能力培养的温床，对创新能力的培养起到至关重要的作用，主要采取以下几种措施：

1.根据企业岗位职业能力需要，构建模块化课程体系，主要有以下几大块：基础技能与知识课程模块，主要包括工程制图、计算机制图实训、金工综合实习、电子技术、工厂电气控制技术；编程与电子设计能力课程模块，主要包括可编程控制器技术、C语言程序设计、嵌入式控制技术；控制系统的分析与设计课程模块，包括自动控制原理与系统、过程检测与控制技术；控制系统与仪表的集成、调试课程模块，包括自控系统集成与创新、工业网络（DCS.FCS）技术、智能仪表调试与创新应用、毕业综合实践等。

2.建立项目引导的专兼结合教师团队，鼓励教师学习新技术并为企业开展技术服务，提高实战能力。及时引入自动化新技术，包括机器视觉技术、物联网技术、Profinet技术、智能网络化仪表技术、PA自动化技术等新技术。新技术进教学计划、进课程教材、进实际课堂，让学生及时学习新技术、应用新技术，提高创新能力。

3.联姻国内外知名企业，包括国际著名的西门子自动化公司、三菱电气公司，国内领头的中控科技集团合建最主流、高新技术自动化设备与系统实训室，按照实际自动化工程项目流程或便于项目实施的方法布置，将职场环境、企业先进文化与理念引入教育全过程，努力打造校企合作平台。主要通过以下途径：共同制定课程体系，校企师资队伍建设，校企深度课程建设，校企合作的科技活动、项目引进等真正实现学校和企业的优势互补、资源共享、互惠互利、共同发展的目标。

4.构建项目贯彻整个“一课堂”的制度，在整个课程的设计中，通过规划不同层次的项目，按照CDIO的标准培养学生项目的构思、设计、实施、综合等各方面的能力。

5.积极构建“二课堂”及技能大赛训练分层次体系：以“双休日工程”为代表的课余时间开展项目设计与集成实施；以“大学生电子设计大赛”、教育部和浙江省组织的各种专业技能大赛、大学生创新创业孵化基地等为代表的各种学科和技能大赛；以电子制作协会、电气自动化协会、机器人技术协会为代表的各种协会，并结合以“老”带“新”的制度。

6.实施双导师制，对学生进行CDIO相关理念的培训，并设校内指导老师与校外工程导师的“双导师制”来配合CDIO项目的真正实施，充分引入企业项目实施的经验。学生按兴趣、能力组成团队，团队设立负责人，由学生循环轮换，培养其组织管理、与导师的协调沟通能力等。

三、项目设计

通过CDIO工程设计导论的引入，结合课程体系，根据每个学期核心课程的学习安排，精心规划CDIO项目。主要由三个层次的项目体系构成，分别是单元性项目、功能性项目、综合性项目，项目由简入繁，由浅入深，由单一到综合，层层递进。

单元性项目——主要涉及某门课程的部分内容，根据课程需要设计小规模项目，便于实施，更能加深课程内容的理解与应用；如过程检测与控制技术课程中的“恒温供水温度控制系统的集成与调试”，这里涉及的内容：控制系统的稳定性能指标，温度传感器的简单工作原理、选择与使用；加热器的原理与型号、性能等内容。

功能性项目——单元性项目的综合与提升，更是综合性项目的支撑，培养学生对某门核心课程的综合应用能力，在学生掌握课程知识和技能的基础上，加强学生的创新思维能力与终身学习能力的培养。如可编程控制器（PLC）技术中的“真空抽气机组的PLC自控系统的设计与调试”，该项目的实施与完成不仅涉及课程中的绝大部分指令内容，还需要思考如何构架程序框架、调试，涉及一些特殊要求的功能完成还要进行集体讨论与分析。

综合性项目——与专业充分相结合的工程型项目，包括自动化类专业的主要核心课程和能力要求的项目，要求能完整、有效地衔接贯穿整个高职三年的整体训练——构思、设计、实施与运作，主要通过毕业综合实践，综合实训项目，企业实际项目参与等。

在项目规划设计时，必须充分考虑到学生的现有基础、个人兴趣、智商高低等差异，对项目进行模块化的设计——包括基本要求、提高拓展部分等，以适应不同学生的个性化培养。

项目体系结构规划设计如下图。

四、项目实施

项目实施是以实现结果为目标，注重过程，采取“教师引领，学生主导”为主要实施形式。

1.团队小组构建，结合项目任务要求，充分考虑学生个人兴趣、技术能力等，设立项目组长，负责组员协调分工、主持项目设计与讨论等，在能力范围内，也可以采取项目组长轮流制。

2.项目构思综合，通过分析项目的各种要求，查阅相关资料，难点重点咨询，充分发挥团队每个人的思维，实行“头脑风暴法”，老师必须对学生易走岔路的时候及时加以引导，最后组长综合每个组员的设计思路并进行综合可行性分析，选择最佳设计方案。并做成PPT对整体方案进行汇报，接受同学和老师的答辩。答辩结束后，组员再根据答辩相关意见对设计方案进行整体优化。

3.项目方案执行，在设计方案的引导下，进行各种硬件设备选型，或者在指定设备的条件下完成系统搭配，实际编程，讨论分析，系统接线，调试，并进行二、三次循环修改设计，最后完成整体系统的集成，最终达到实际项目设计要求。在调试中记录下各个控制参数和被控量的变化，便于总结分析。

4.项目报告撰写，对项目从C（Conceive）开始到O（Operate）结束的整个项目实施过程，尤其要对控制系统各个参数变化对系统如何影响、设计思路、故障现象分析与排除等进行详细描述与总结，确保项目实施后，学生不但有经历，更要积累经验，为今后的实际工作打下扎实基础。

教师在整个项目实施过程中，也是每个学生团队的一分子，必须很好地与学生协作，及时提出一些参考性意见引导学生完成项目任务；同时作为项目实施的管理者和监督者，还应当全程记录每组的实施过程情况，按照预定要求和标准组织现场答辩，结合项目实际实施情况、项目实施报告进行分数综合评定。

五、总结

CDIO项目制形式的教学模式，以实际结果为驱动，具有很好的问题解决思路、方法与过程处理的引领。在项目设计规划中，具有很好的可选性，不同学生根据自己能力范围，可以选择课程部分内容，也可以选择课程全部内容；既可以选择单门课程内容，又可以选择综合各门课程内容；既可以培养硬能力（专业技术应用能力），又可以培养软能力（自主创新、交流沟通、解决问题、团队合作等），达到两种能力融合培养；既培养学生能力，又可以提高教师解决实际问题的能力。

参考文献：

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