以CDIO为理念的创新创业能力培养模式探索——以工业控制综合能力训练课程为例

陈 琼 吕原君浙江工业职业技术学院 浙江绍兴 312000



以CDIO为理念的创新创业能力培养模式探索
——以工业控制综合能力训练课程为例

陈 琼 吕原君
浙江工业职业技术学院 浙江绍兴 312000

摘 要：以“做实、做强、做大”专业核心课程为目的，围绕CDIO理念的创新创业型人才培养为中心，突出教学过程的实践性、职业性和系统性。以工业控制综合能力训练课程为例，做好满足CDIO模式的项目化课程教学，形成了“第一课堂”与“第二课堂”深度互动，强化“实践育人、竞赛育人、创新育人”，使学生的价值、潜能、个性得到充分发挥，培养学生动手实践和自主创新创业的能力。

关键词：CDIO；工业控制；课程建设；创新创业

在就业过程中用人单位对工科大学毕业生的要求越来越高，但毕业生的知识结构、综合能力、就业期望值与社会需求还存在着较大的差距，多数学生各方面发展不平衡。同时很多用人单位更看重学生的创新能力和社会实践经验，特别是工科学生。但是在高校培养的过程中理论知识的讲授与创新能力、实践动手能力的培养相比，传授理论知识的力度更大。很多企业认为成绩不是决定一切的唯一标准，学生的创新能力、实践能力强比单纯是成绩好的学生会更具有竞争优势。

CDIO工程教育模式让学生以主动的、实践的方式学习工程，得到了教育界的广泛认可［1-2］。以PLC、变频器、控制电机、触摸屏等为载体的工业控制技术在企业中应用越来越广泛，为此工业控制综合能力的培养在高职工科教学中占有非常重要的地位。但是许多高职院校采用对PLC、变频器理论教学为主，验证性的实验或实训为辅的方式进行且实践课时偏少，侧重技能培训的学生往往只能掌握各门课的基础技能。个别院校虽然已经投入大量设备和教师去改革实践，以适应企业发展的需求，但是具体的课程实施中存在的许多问题有待解决，比如教学中的案例工程背景不强、学生设计创新培养不足等。为提高学生工程应用能力，基于CDIO理念的工业控制综合能力训练课程教学研究与实践非常重要。

本校机电一体化技术专业开设的工业控制综合能力训练课程是PLC、触摸屏、变频器、控制电机、工业机器人等工业控制技术的综合训练载体，是一门综合性和设计性极强的机电产品控制应用型课程。该课程的主要培养目标为：培养学生掌握较为扎实的机电专业基本控制理论知识，具备一定的工业控制分析能力；培养学生掌握工业控制所需要的调试、故障诊断与维修技术。目前在课程教学时实施了校企合作和工学结合的模式，把课堂讲授和企业案例有机结合，提高学生在企业工作中的适应能力，为此引进CDIO工程教育模式，它是以产品的“构思—设计—实施—运行”全生命周期为背景，让学生以主动学习并参与实践的方式来获得工程能力［3-4］。

1　CDIO理念下的工业控制综合能力训练课程体系

1.1CDIO理念下的课程建设

根据CDIO理念，工业控制综合能力训练课程结合企业对应用型人才需要掌握的知识点、具备的能力和文化素质，在整个培养过程中贯彻能力培养和创新思维，把项目作为培养学生分析和解决问题的能力以及沟通技巧的载体，构建系统化、立体化的课程知识结构（如图1所示）。工业控制技术的核心包含了电气控制、LOGO！控制、PLC控制和工业机器人控制，控制对象包含了各类电机、液压与气动元件、变频器、各类传感器、按钮、指示灯、变频器、触摸屏等，这些内容构成了本课程的相关知识点。

图1　工业控制综合技术知识结构

构建以项目为主导的知识、技术和能力培养一体化的实践教学体系是实施CDIO模式的重要环节。在实施中学生自发地进行知识积累，掌握理论知识和技术的方法。本课程以6周一体化教学周的形式开展项目化教学，涉及“控制对象应用实践—各类控制方法实践—综合控制方法实践—创新创业实践”，每一种实践过程采用一定课时的项目教学法，培养学生的基础能力、专项能力、综合能力和创新创业能力。其中基础能力训练要求掌握控制对象的原理及控制要求；专项能力训练要求掌握电气控制、LOGO！、PLC、工业机器人四大类控制核心技术，并能熟练应用相关软件编程和操作；综合能力训练要求掌握控制系统的设计，并能熟练应用通讯技术；创新创业训练包括能顺利完成各类大学生项目和竞赛的任务要求，并能积极将自己的才能服务于社会，总体结构如图2所示。

图2　项目化的教学体系

当具体涉及某一个项目的教学时，依据CDIO模式和企业运行方式中的“前期调研和构思—控制系统设计—安装与调试—运行与交付”，确定工业控制综合能力训练的项目教学一般做法为“控制要求分析—控制系统设计—编程与调试—运行与考核”，如图3所示。这种以“做项目”为主线来组织教学，强调项目训练的完整性，在做项目过程中学习必要的知识，知识以必需、够用为度，强调自学能力的培养，强调应用所学知识解决问题。项目的素材来源为企业设备、学生科技创新作品和常见公共设备。

图3　项目实施过程

1.2CDIO理念下的工程考核机制

为做好“以学生为本”，在课程考核中始终坚持统一性与多样性相结合，增强培养的弹性，促进学生自主提高。为此融入技能评价、全过程学习质量记录的开放式全程课程考核评价机制，注重学生对知识的理解能力、运用能力和实际操作能力的培养，改革学生考核办法主要分三类：过程考核、期末考核以及第二课堂考核。

（1）过程考核：按照学习任务完成情况计分60分，平分每个任务分值，按照平时学习、完成任务情况来考核给分。考核包括：基本技能及基础知识、设计能力、团队协作能力、职业素养和评价。

（2）期末考核：综合考核40分，考题形式为某一企业的设备计说明书，学生提出控制步骤、接线图、元器件清单、完成程序控制等，在对项目的某一个工作情境中需要完成设备工艺流程、产品目录规划表、设备控制实施表和评价表。

（3）第二课堂考核：附加10分，它以竞赛、企业项目等为题材开展学生课外活动，对活动结果进行评价并以额外加分方式放入课程总分中，直至课程达到满分为止。

2　构建开放式实践教学模式　做实探究性第二课堂

2.1第二课堂与第一课堂的深度互动

做好第二课堂的建设与开放管理，推进第一课堂教学方法与手段的改革，主动适应CDIO理念下的能力培养要求。具体做法如下：该课程开发组引入技术力量雄厚的机电类企业参与第二课堂建设，在技术开发、实训室设施布置、教学项目开发、师资培训等方面同企业深入合作，形成较为密切的互惠互利关系，在为企业提供服务的同时也推动企业实质性参与课程建设；该课程成立了工业控制技术兴趣小组，开展形式多样的第二课堂创新活动，鼓励学生课余独立或联合开展各类科研活动，例如各级大学生科技创新项目、各级大学生竞赛项目，并通过这些活动后申报学生专利或发表期刊，而这些内容主要在实验实训室、学生工作室、校外实践场所、企业研究所等实践平台开展（如图4所示）；第二课堂成果极大补充了第一课堂的建设内容，尤其是进一步完善了省级精品课程和教材建设内容。同时开发出融知识、技能、趣味于一体的创新活动教学项目，让学生在教师的指导下参与课程项目的开发，提高学生在教学环节中的积极性和主动性，而且能够充分利用学生的聪明才智，开发出更多更有趣的课程项目。通过创新活动学生从“要我学”到“我要学”提升到“我爱学”，在离开教师、教材和课堂也能主动学习探究和自主管理。

图4　第二课堂与第一课堂的互动

2.2建立教学质量保障制度和优秀教师队伍

形成一支优秀的课程教学和开发团队，实施教师研究能力提升、青年教师培养和教学名师建设，实施学生自主学习奖励机制［5-9］。每名团队教师都需要参与到学生创新创业活动中，除了在创新活动中的引导作用外需要完成学生管理、组织和承办活动等内容，形成给予指导教师奖励和评职晋升等政策，比如除了奖励外，在教学业绩考核和工作量考核中作为一项专门设置的加分栏。

3　取得成效

（1）做实工业控制综合能力训练课程的第二课堂建设，培养出一批优秀教师和一个优秀学生社团。自2012年以来在全国大学生机械设计大赛、中国机器人比赛等赛事中获奖共计90项，获得机电控制类设备的学生作品专利11项，完成浙江省大学生新苗人才计划和绍兴市大学生科技项目5项。在这些活动中教师的教科研能力大幅提高，承担了许多课题的建设。通过技能文化节和竞赛活动成长出来的一批学生得到了企事业单位的认可。根据企业的调查反馈，毕业学生自习能力强，设备上手快，综合素质较高，容易成为企业的骨干和培养对象。

（2）提高学生对外社会服务能力，培养创业能力。学生完成创新设计与制作后将作品展示给不同群体，以绍兴市科技馆和中小学校为通道加快了社会服务能力。例如绍兴市科技馆“携手志愿·对话科技—2015年暑期绍台大学生义工科技交流活动”，学生拿着作品与台湾学生进行交流合作，学生开发的机器人及控制系统使台湾学生目不转睛，而发明的自动盖章机、多功能淘米机、自动压瓶机等机电控制类设备更是让台湾大学生惊叹不已。通过对外服务让学生增长了自信，有助于创业能力的培养。同时7名在校大学生已经注册了绍兴众七智能科技有限公司，开始了真正创业的征途。

4　结束语

本文以机电一体化技术专业工业控制综合能力训练课程为例，结合CDIO理念开展了以创新实践、创新科研项目、创新技能竞赛、对外社会服务等为主要内容的创新创业能力培养的探索与实践。经过3年的探索与实践取得了丰硕的成绩，同时也证实了CDIO模式合理的应用将有利于更好地增强学生综合能力的提高，有利于提高自身就业竞争力，有利于更快地适应企业发展的需要。

参考文献

［1］ 顾佩华，沈民奋，陆小华译.重新认识工程教育:国际CDIO培养模式与方法［M］.北京:人民邮电出版社，2013.

［2］ Lubart， T.I.&Sternberg， R.J.In S.M.Smith， T.B. Ward&Ronald，A.Finke （Eds.）. The Creative Cognition Approach［M］. Cambridge:MIT Press， 2013（7）:271-275.

［3］ 万松峰.基于CDIO的高职创新应用型人才培养模式的研究:以东莞高职机电专业为例［J］高教学刊，2015（5）:55-56.

［4］ 张荣沂，付彦虹，王蕊.基于CDIO的机电一体化系统设计课程教学模式研究与实践［J］.黑龙江工程学院学报，2015，29（4）:77-80.

［5］ 杨学锋，曹树坤，陈乃建.基于CDIO的机械工程类学生创新能力培养的研究［J］.中国现代教育装备，2015（8）:77-79.

［6］ 闫绍峰，廖国进，曾红.基于CDIO工程教育理念的实践教学培养模式探索与实践［J］.实验室科学，2015，18（4）:101-103

［7］ 韦善周，蓝雪燕.基于CDIO理念的分级递进项目实践教学体系研究［J］.柳州师专学报，2015，30（4）:106-108.

［8］ 史艳国，王鑫，姚建涛.基于CDIO理念的人才培养模式研究与实践:机械电子工程专业培养模式探索［J］.教学研究，2015，38（5）:77-81.

［9］ 陈淑娇，沈晨丽.基于CDIO视角的大学生创业胜任力提升路径研究［J］.创新与创业教育，2015，6（2）:40-42

［10］ 吕原君，陈琼.基于CDIO理念的高职“工业控制专项能力训练”课程实践［J］. 济南职业学院学报，2014（1）:9-12.

卓越工程师培养专题

Nurturing Mode Investigation on Innovation and Entrepreneurial Ability Based on CDIO Concept : Take the Course "Comprehensive Ability Training of Industrial Control" for Example

Chen Qiong， Lv Yuanjun
Zhejiang Industry Polytechnic College， Shaoxing， 312000， China

Abstract:To built stronger and bigger professional core curriculum， innovation and entrepreneurial education have been done as the talent training center based on CDIO. The practical， professional and systematic teaching process has been highlighted. Take the course “Comprehensive ability training of industrial control” for example， depth interaction of "first class" and "second classroom" has been developed. Practice education，competition education， innovation education have been strengthened. The students' value， potential and personality are fully played. Students' practice and independent innovation and entrepreneurship have been cultivated.

Key words:CDIO； industrial control； course construction； innovation and entrepreneurial

收稿日期：2016-01-16

作者简介：陈琼，硕士，讲师。吕原君，博士，讲师。

基金项目：浙江省教育技术研究规划重点课题——基于CDIO理念的《工业控制综合能力训练》课程研究与实践（编号：JA042）。