陳 瓊 呂原君浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江紹興 312000

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以CDIO為理念的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)模式探索
——以工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練課程為例

陳 瓊 呂原君
浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 浙江紹興 312000

摘 要：以“做實(shí)、做強(qiáng)、做大”專業(yè)核心課程為目的，圍繞CDIO理念的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)型人才培養(yǎng)為中心，突出教學(xué)過程的實(shí)踐性、職業(yè)性和系統(tǒng)性。以工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練課程為例，做好滿足CDIO模式的項(xiàng)目化課程教學(xué)，形成了“第一課堂”與“第二課堂”深度互動，強(qiáng)化“實(shí)踐育人、競賽育人、創(chuàng)新育人”，使學(xué)生的價(jià)值、潛能、個性得到充分發(fā)揮，培養(yǎng)學(xué)生動手實(shí)踐和自主創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的能力。

關(guān)鍵詞：CDIO；工業(yè)控制；課程建設(shè)；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)

在就業(yè)過程中用人單位對工科大學(xué)畢業(yè)生的要求越來越高，但畢業(yè)生的知識結(jié)構(gòu)、綜合能力、就業(yè)期望值與社會需求還存在著較大的差距，多數(shù)學(xué)生各方面發(fā)展不平衡。同時很多用人單位更看重學(xué)生的創(chuàng)新能力和社會實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，特別是工科學(xué)生。但是在高校培養(yǎng)的過程中理論知識的講授與創(chuàng)新能力、實(shí)踐動手能力的培養(yǎng)相比，傳授理論知識的力度更大。很多企業(yè)認(rèn)為成績不是決定一切的唯一標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生的創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力強(qiáng)比單純是成績好的學(xué)生會更具有競爭優(yōu)勢。

CDIO工程教育模式讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的方式學(xué)習(xí)工程，得到了教育界的廣泛認(rèn)可［1-2］。以PLC、變頻器、控制電機(jī)、觸摸屏等為載體的工業(yè)控制技術(shù)在企業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛，為此工業(yè)控制綜合能力的培養(yǎng)在高職工科教學(xué)中占有非常重要的地位。但是許多高職院校采用對PLC、變頻器理論教學(xué)為主，驗(yàn)證性的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)為輔的方式進(jìn)行且實(shí)踐課時偏少，側(cè)重技能培訓(xùn)的學(xué)生往往只能掌握各門課的基礎(chǔ)技能。個別院校雖然已經(jīng)投入大量設(shè)備和教師去改革實(shí)踐，以適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需求，但是具體的課程實(shí)施中存在的許多問題有待解決，比如教學(xué)中的案例工程背景不強(qiáng)、學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)新培養(yǎng)不足等。為提高學(xué)生工程應(yīng)用能力，基于CDIO理念的工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練課程教學(xué)研究與實(shí)踐非常重要。

本校機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)開設(shè)的工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練課程是PLC、觸摸屏、變頻器、控制電機(jī)、工業(yè)機(jī)器人等工業(yè)控制技術(shù)的綜合訓(xùn)練載體，是一門綜合性和設(shè)計(jì)性極強(qiáng)的機(jī)電產(chǎn)品控制應(yīng)用型課程。該課程的主要培養(yǎng)目標(biāo)為：培養(yǎng)學(xué)生掌握較為扎實(shí)的機(jī)電專業(yè)基本控制理論知識，具備一定的工業(yè)控制分析能力；培養(yǎng)學(xué)生掌握工業(yè)控制所需要的調(diào)試、故障診斷與維修技術(shù)。目前在課程教學(xué)時實(shí)施了校企合作和工學(xué)結(jié)合的模式，把課堂講授和企業(yè)案例有機(jī)結(jié)合，提高學(xué)生在企業(yè)工作中的適應(yīng)能力，為此引進(jìn)CDIO工程教育模式，它是以產(chǎn)品的“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行”全生命周期為背景，讓學(xué)生以主動學(xué)習(xí)并參與實(shí)踐的方式來獲得工程能力［3-4］。

1　CDIO理念下的工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練課程體系

1.1CDIO理念下的課程建設(shè)

根據(jù)CDIO理念，工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練課程結(jié)合企業(yè)對應(yīng)用型人才需要掌握的知識點(diǎn)、具備的能力和文化素質(zhì)，在整個培養(yǎng)過程中貫徹能力培養(yǎng)和創(chuàng)新思維，把項(xiàng)目作為培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力以及溝通技巧的載體，構(gòu)建系統(tǒng)化、立體化的課程知識結(jié)構(gòu)（如圖1所示）。工業(yè)控制技術(shù)的核心包含了電氣控制、LOGO！控制、PLC控制和工業(yè)機(jī)器人控制，控制對象包含了各類電機(jī)、液壓與氣動元件、變頻器、各類傳感器、按鈕、指示燈、變頻器、觸摸屏等，這些內(nèi)容構(gòu)成了本課程的相關(guān)知識點(diǎn)。

圖1　工業(yè)控制綜合技術(shù)知識結(jié)構(gòu)

構(gòu)建以項(xiàng)目為主導(dǎo)的知識、技術(shù)和能力培養(yǎng)一體化的實(shí)踐教學(xué)體系是實(shí)施CDIO模式的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)施中學(xué)生自發(fā)地進(jìn)行知識積累，掌握理論知識和技術(shù)的方法。本課程以6周一體化教學(xué)周的形式開展項(xiàng)目化教學(xué)，涉及“控制對象應(yīng)用實(shí)踐—各類控制方法實(shí)踐—綜合控制方法實(shí)踐—創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐”，每一種實(shí)踐過程采用一定課時的項(xiàng)目教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)能力、專項(xiàng)能力、綜合能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力。其中基礎(chǔ)能力訓(xùn)練要求掌握控制對象的原理及控制要求；專項(xiàng)能力訓(xùn)練要求掌握電氣控制、LOGO！、PLC、工業(yè)機(jī)器人四大類控制核心技術(shù)，并能熟練應(yīng)用相關(guān)軟件編程和操作；綜合能力訓(xùn)練要求掌握控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并能熟練應(yīng)用通訊技術(shù)；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練包括能順利完成各類大學(xué)生項(xiàng)目和競賽的任務(wù)要求，并能積極將自己的才能服務(wù)于社會，總體結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2　項(xiàng)目化的教學(xué)體系

當(dāng)具體涉及某一個項(xiàng)目的教學(xué)時，依據(jù)CDIO模式和企業(yè)運(yùn)行方式中的“前期調(diào)研和構(gòu)思—控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)—安裝與調(diào)試—運(yùn)行與交付”，確定工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練的項(xiàng)目教學(xué)一般做法為“控制要求分析—控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)—編程與調(diào)試—運(yùn)行與考核”，如圖3所示。這種以“做項(xiàng)目”為主線來組織教學(xué)，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目訓(xùn)練的完整性，在做項(xiàng)目過程中學(xué)習(xí)必要的知識，知識以必需、夠用為度，強(qiáng)調(diào)自學(xué)能力的培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用所學(xué)知識解決問題。項(xiàng)目的素材來源為企業(yè)設(shè)備、學(xué)生科技創(chuàng)新作品和常見公共設(shè)備。

圖3　項(xiàng)目實(shí)施過程

1.2CDIO理念下的工程考核機(jī)制

為做好“以學(xué)生為本”，在課程考核中始終堅(jiān)持統(tǒng)一性與多樣性相結(jié)合，增強(qiáng)培養(yǎng)的彈性，促進(jìn)學(xué)生自主提高。為此融入技能評價(jià)、全過程學(xué)習(xí)質(zhì)量記錄的開放式全程課程考核評價(jià)機(jī)制，注重學(xué)生對知識的理解能力、運(yùn)用能力和實(shí)際操作能力的培養(yǎng)，改革學(xué)生考核辦法主要分三類：過程考核、期末考核以及第二課堂考核。

（1）過程考核：按照學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況計(jì)分60分，平分每個任務(wù)分值，按照平時學(xué)習(xí)、完成任務(wù)情況來考核給分。考核包括：基本技能及基礎(chǔ)知識、設(shè)計(jì)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、職業(yè)素養(yǎng)和評價(jià)。

（2）期末考核：綜合考核40分，考題形式為某一企業(yè)的設(shè)備計(jì)說明書，學(xué)生提出控制步驟、接線圖、元器件清單、完成程序控制等，在對項(xiàng)目的某一個工作情境中需要完成設(shè)備工藝流程、產(chǎn)品目錄規(guī)劃表、設(shè)備控制實(shí)施表和評價(jià)表。

（3）第二課堂考核：附加10分，它以競賽、企業(yè)項(xiàng)目等為題材開展學(xué)生課外活動，對活動結(jié)果進(jìn)行評價(jià)并以額外加分方式放入課程總分中，直至課程達(dá)到滿分為止。

2　構(gòu)建開放式實(shí)踐教學(xué)模式　做實(shí)探究性第二課堂

2.1第二課堂與第一課堂的深度互動

做好第二課堂的建設(shè)與開放管理，推進(jìn)第一課堂教學(xué)方法與手段的改革，主動適應(yīng)CDIO理念下的能力培養(yǎng)要求。具體做法如下：該課程開發(fā)組引入技術(shù)力量雄厚的機(jī)電類企業(yè)參與第二課堂建設(shè)，在技術(shù)開發(fā)、實(shí)訓(xùn)室設(shè)施布置、教學(xué)項(xiàng)目開發(fā)、師資培訓(xùn)等方面同企業(yè)深入合作，形成較為密切的互惠互利關(guān)系，在為企業(yè)提供服務(wù)的同時也推動企業(yè)實(shí)質(zhì)性參與課程建設(shè)；該課程成立了工業(yè)控制技術(shù)興趣小組，開展形式多樣的第二課堂創(chuàng)新活動，鼓勵學(xué)生課余獨(dú)立或聯(lián)合開展各類科研活動，例如各級大學(xué)生科技創(chuàng)新項(xiàng)目、各級大學(xué)生競賽項(xiàng)目，并通過這些活動后申報(bào)學(xué)生專利或發(fā)表期刊，而這些內(nèi)容主要在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室、學(xué)生工作室、校外實(shí)踐場所、企業(yè)研究所等實(shí)踐平臺開展（如圖4所示）；第二課堂成果極大補(bǔ)充了第一課堂的建設(shè)內(nèi)容，尤其是進(jìn)一步完善了省級精品課程和教材建設(shè)內(nèi)容。同時開發(fā)出融知識、技能、趣味于一體的創(chuàng)新活動教學(xué)項(xiàng)目，讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下參與課程項(xiàng)目的開發(fā)，提高學(xué)生在教學(xué)環(huán)節(jié)中的積極性和主動性，而且能夠充分利用學(xué)生的聰明才智，開發(fā)出更多更有趣的課程項(xiàng)目。通過創(chuàng)新活動學(xué)生從“要我學(xué)”到“我要學(xué)”提升到“我愛學(xué)”，在離開教師、教材和課堂也能主動學(xué)習(xí)探究和自主管理。

圖4　第二課堂與第一課堂的互動

2.2建立教學(xué)質(zhì)量保障制度和優(yōu)秀教師隊(duì)伍

形成一支優(yōu)秀的課程教學(xué)和開發(fā)團(tuán)隊(duì)，實(shí)施教師研究能力提升、青年教師培養(yǎng)和教學(xué)名師建設(shè)，實(shí)施學(xué)生自主學(xué)習(xí)獎勵機(jī)制［5-9］。每名團(tuán)隊(duì)教師都需要參與到學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動中，除了在創(chuàng)新活動中的引導(dǎo)作用外需要完成學(xué)生管理、組織和承辦活動等內(nèi)容，形成給予指導(dǎo)教師獎勵和評職晉升等政策，比如除了獎勵外，在教學(xué)業(yè)績考核和工作量考核中作為一項(xiàng)專門設(shè)置的加分欄。

3　取得成效

（1）做實(shí)工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練課程的第二課堂建設(shè)，培養(yǎng)出一批優(yōu)秀教師和一個優(yōu)秀學(xué)生社團(tuán)。自2012年以來在全國大學(xué)生機(jī)械設(shè)計(jì)大賽、中國機(jī)器人比賽等賽事中獲獎共計(jì)90項(xiàng)，獲得機(jī)電控制類設(shè)備的學(xué)生作品專利11項(xiàng)，完成浙江省大學(xué)生新苗人才計(jì)劃和紹興市大學(xué)生科技項(xiàng)目5項(xiàng)。在這些活動中教師的教科研能力大幅提高，承擔(dān)了許多課題的建設(shè)。通過技能文化節(jié)和競賽活動成長出來的一批學(xué)生得到了企事業(yè)單位的認(rèn)可。根據(jù)企業(yè)的調(diào)查反饋，畢業(yè)學(xué)生自習(xí)能力強(qiáng)，設(shè)備上手快，綜合素質(zhì)較高，容易成為企業(yè)的骨干和培養(yǎng)對象。

（2）提高學(xué)生對外社會服務(wù)能力，培養(yǎng)創(chuàng)業(yè)能力。學(xué)生完成創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作后將作品展示給不同群體，以紹興市科技館和中小學(xué)校為通道加快了社會服務(wù)能力。例如紹興市科技館“攜手志愿·對話科技—2015年暑期紹臺大學(xué)生義工科技交流活動”，學(xué)生拿著作品與臺灣學(xué)生進(jìn)行交流合作，學(xué)生開發(fā)的機(jī)器人及控制系統(tǒng)使臺灣學(xué)生目不轉(zhuǎn)睛，而發(fā)明的自動蓋章機(jī)、多功能淘米機(jī)、自動壓瓶機(jī)等機(jī)電控制類設(shè)備更是讓臺灣大學(xué)生驚嘆不已。通過對外服務(wù)讓學(xué)生增長了自信，有助于創(chuàng)業(yè)能力的培養(yǎng)。同時7名在校大學(xué)生已經(jīng)注冊了紹興眾七智能科技有限公司，開始了真正創(chuàng)業(yè)的征途。

4　結(jié)束語

本文以機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練課程為例，結(jié)合CDIO理念開展了以創(chuàng)新實(shí)踐、創(chuàng)新科研項(xiàng)目、創(chuàng)新技能競賽、對外社會服務(wù)等為主要內(nèi)容的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)的探索與實(shí)踐。經(jīng)過3年的探索與實(shí)踐取得了豐碩的成績，同時也證實(shí)了CDIO模式合理的應(yīng)用將有利于更好地增強(qiáng)學(xué)生綜合能力的提高，有利于提高自身就業(yè)競爭力，有利于更快地適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需要。

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卓越工程師培養(yǎng)專題

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

作者簡介：陳瓊，碩士，講師。呂原君，博士，講師。

基金項(xiàng)目：浙江省教育技術(shù)研究規(guī)劃重點(diǎn)課題——基于CDIO理念的《工業(yè)控制綜合能力訓(xùn)練》課程研究與實(shí)踐（編號：JA042）。