CDIO工程教育理念在电气专业教学改革中的应用

摘 要：以应用型本科院校电气工程专业教学改革为研究对象,基于CDIO工程教育理念,以提高专业学生的实践能力为目标,推动专业教学改革.在教学实践中以企业需求与学生实践能力的差距为突破口,阐述了如何培养学生的实践能力,以适应企业的需求,探索了应用型本科院校电气工程专业学生的培养方法.

关 键 词：CDIO；工程教育；应用型；电气专业；教学改革

中图分类号：G642.3文献标识码：A文章编号：1007-0079（2014）11-0061-01

近年来,随着高校的大规模扩招,大学教育在我国已经从“精英教育”进入了“大众化教育”阶段.企业对员工的要求也越来越高,作为应用型本科院校,如何在教学中进行改革与探索,创立新的教学理念,改变传统的教学模式,提高学生的综合素质和实践能力,以适应企业需求,就显得至关重要.在电气工程专业教学实践过程中,引入CDIO工程教育理念,提高学生的实践能力与综合素质,具有重要的意义.

一、CDIO教育理念在电气工程专业人才培养中的价值

CDIO教育模式是最早由瑞典皇家工学院、麻省理工学院等4所院校于2001年提出的一种新型的工程人才培养模式.2005年瑞典国家高教署将其归结为12条标准用于工程学位的评估,以适应高等工程教育的发展,提高教育质量.CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）,它是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、课程间的有机联系为主要方式学习工程,培养学生工程基础知识、实际动手能力、实践能力、团队精神、工程系统能力等综合能力的一种新型培养模式.

应用型本科院校的电气工程专业具有工程背景,是进行CDIO工程教育理念实践的理想专业.徐州工程学院作为一所刚升级的应用型本科院校,应着重培养学生的实践能力和动手能力,解决企业工作中的实际问题并能做到迅速适应工作岗位的需要,提高怎么写作社会的能力.为此,在电气工程专业学生的培养过程中引入了CDIO工程教育理念,以提高毕业生的工程素质,适应社会的需要.

二、CDIO教育模式下电气工程专业改革方法

1.以企业工程需求为导向的教学改革

（1）以企业需求和学生就业求职为导向的教学内容与方法改革.改革教学方法的目的是适应企业的需求,满足应用型本科院校学生的就业求职目的.因此,在教学方法上,要想使学生适应企业的需求,就需要在教学中紧跟技术的变化,修改教学大纲,以适应技术进步的步伐.作为应用型本科院校,在进行培养方案（教学内容）的修改时要征求用人单位的意见,以电气领域相关技术的变化作为修订培养方案的主要依据,同时根据社会各届人士的意见进行改革,以使培养方案具有科学性与可行性.在进行教学方法的改革时,要改变传统的以班级授课为基础的讲授法,而采用与工程项目相结合,配套的理论讲授、实习、实验、电子设计大赛、课程设计以及毕业设计的方式,解决工程项目问题,使学生在实践的过程中完成理论知识的学习,从而使学生达到学以致用、理论与实际相结合,能够适应企业的需求的目标.

（2）在教学手段上采取工程项目制的方法.大专业、宽口径的培养模式是现代西方高校教育的培养目标,我国高等教育经过多次调整,目前也在逐步采用大专业的通才教育模式.因此,对于应用型本科院校的电气工程专业来讲,为了开阔学生的视野,提高学生的就业率和实践能力,就需要将教学内容与工程项目、社会发展情况、价值观念、人的审美等内容相结合,在CDIO工程教育理念下培养能够满足组织管理和工程需要的在社会主义市场经济条件下从事电气自动化设计的人才.

以徐州工程学院学生的对口实习单位――徐州中矿大传动与自动化有限公司为例,该公司是从事矿井提升机电控类工程项目的一家电气传动与自动化公司,其从事的提升机电控类工程项目,从大工程的视角来看,可以分为提升机供电与主回路设计、控制系统设计、监控与自动化系统设计三个模块.这三个模块之间相互联系,供电系统要怎么写作于控制和监控系统,为之提供可靠的电源；监控系统监控供电与控制系统,以保证提升机系统稳定运行；而控制系统在控制供电系统的同时,又为监控系统提供实时数据,以保证整个提升机系统的安全可靠运行.因此,在宽口径、大工程的CDIO工程教育理念下,可以通过让学生对这三部分的设计,形成完整的解决方案,以培养学生的全局观念,并使学生根据项目的情况完成工程细节的设计.

2.以满足企业实际需求的课程一体化与模块化设计

（1）课程体系的一体化建设.在电气工程专业课程一体化建设过程中,首先应考虑开设课程与企业实际需求之间的联系,充分考虑各门课程之间的有机联系,遵循理论联系实际、课程设计与理论教学相结合的原则进行一体化的课程设计.

以“电气控制与PLC”课程为例,该课程是考取电工证的核心课程,还是目前各类电气类企业应用最广泛的一门课程.为了这门课程的学习,在进行一体化课程体系建设时,需要面向学生开设“电器学”、“工程供电”、“计算机程序设计语言（C语言）”、“继电保护”等课程,来共同支撑该核心课程的教授,使学生在学习过程中掌握该课程的内容.同时,在CDIO工程教育理念下,通过课程设计与综合设计可以提高学生综合运用PLC进行程序设计的能力,以满足企业的实际需要.

（2）课程体系的模块化建设.电气工程作为一级学科,其包含电力电子与电力传动、电机与电器等五个二级学科,专业内容十分丰富.作为一所应用型本科院校,为使学生能够顺利就业,并满足企业的实际需求,在进行课程体系建设时,可以采用模块化的方法进行课程体系建设.

1）电器设备供电与运行模块：该模块主要解决电力系统的稳定运行和电力设备的可靠运行,我国人口众多,对能源的需求位列世界第一,因此,需要大量的电场、风电、太阳能发电等设备进行能源供应,这就需要大批的现场工程师与设备调试工程师来保证电器设备的运行.为此,徐州工程学院开设了“工厂供电”、“电器学”、“电力系统分析”、“电气绝缘”、“电力系统继电保护”等多门课程来满足企业的需求.

2）电气电子线路设计模块：为了保证电器设备的可靠运行,在各类电气设备中,均需要安装不同种类的电子线路板,以实现对电气设备的控制.为此,徐州工程学院在CDIO工程教育理念下,根据企业对电子线路软、硬件工程师的需求,开设了“模拟电路”、“数字电路”、“微机原理”、“电力电子学”等课程,以适应企业在该方面的需求.

3）电气设备控制模块：要保证电气设备的安全可靠运行,实现预期的控制目标,就必然需要大量的电气工程师,去设计、调试各种电气设备,这类企业是应用型本科院校学生就业的重点.为此,开设了“电机拖动”、“变频器原理与应用”、“电气控制与PLC”、“电机学”等多门课程,以保证学生实践能力与理论能力的提高.

同时,在CDIO工程教育理念下,为保证学生具有工程理念,在大一时就开设“电气工程导论”课程,使学生一开始就树立大工程的理念.另外,利用学校的电气自动化实验室和实习企业的实验条件,在大四通过综合设计与毕业设计的训练,培养学生解决工程实践问题的能力,以满足企业的需求.

三、结束语

通过在徐州工程学院电气工程专业中引入CDIO工程教育理念,可以有效地提高学生的实践能力,更好地满足企业的实际需求,对于其他应用型本科院校进行电气工程专业的教学改革具有一定的参考价值.