基干CDIO机电一体化系统策划课程教学改革.docVIP

基于CDIO的机电一体化系统设计课程教学改革 　　摘 要：机电一体化系统设计这门课是佳木斯大学研究生培养的一门专业基础课，该课程的教学成果极大影响研究生后续科学研究的水平。为提高研究生的实践技能，基于CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate）理论，采用项目教学法，对本门课程进行教学改革探索，经过2轮的教学改革试验，学生实践能力和科研素养大大提高，取得了良好的教学效果。本次改革的成果对其他兄弟院校的研究生培养也具有借鉴意义 关键词：CDIO 研究生 项目教学法 实践 科研素养 中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1004-4914（2015）08-242-02 前言 机电一体化系统设计这门课是一门关于农业工程学科研究生教育的研究农业工程领域里许多基本问题的核心专业基础课程。研究生经过对本门课的学习能学会如步进电机原理，运动控制方法，上位机软件设计、机械系统设计等重要技术知识。本课程的开设不仅可以提高研究生的科研素质，为后续科学研究的进行提供必要的专业技术基础。而且以往的教学过分强调理论教学，仅有的实验环节也大多是做的演示性实验，本门课程教学实践环节却非常多，可以大幅度提高研究生学习的兴趣和主动性、参与度，使教学目标不再难以实现 一、教学现状分析 对于现在的研究生教育，要求研究生不但要在专业技术知识方面有扎实的基本功，还必须具备团队协作精神、动手操作能力、系统分析问题并解决问题的能力。为了更好地适应当前国内迅猛发展的研究生教育水平，分析教学现状，目前机电一体化系统设计教学主要存在以下问题： 1.授课方法简单，以教师传授研究生被动接受式教学模式为主，这种教学形式简单死板，不能激发研究生的研究潜能、更不利于提高研究生学习兴趣和调动其学习的积极性 2.授课实践环节较少，以理论知识讲授为主，缺乏综合性实验，不能帮助提高研究生的动手能力。这种教学方式对研究生教育要求来说远远不足 3.现有的教学模式达不到教学目的，不能提高研究生应有的团队协作能力、动手操作能力以及科研技能。因此，机电一体化系统设计这门课程急需改革，以便研究生能学以致用，提高自身综合能力 二、基于CDIO的教学改革方案设计 1.CDIO的基本思想。CDIO①（Conceive，Design，Implement，Operate）是美国麻省理工学院（MIT）和瑞典皇家工学院等4所大学联合探索创立的工程教育理念，以构思（Conceive）―设计（Design）―实现（Implement）―运作（Operate）理念开展基于工程项目全过程的学习，着重培养学生全面的工程实践能力。其指导思想是：以诚信、职业道德培养为基础，以工程设计任务为导向，以培养个人能力（实践能力和终生学习能力）、团队能力和系统的适应与调控能力为主要目标，让学生以主动的、实践的、课程之间有联系的方式学习工程②③ 《机电一体化系统设计》是一门农业工程学科课程群中最具专业特色的专业基础课程，教学改革中，完全可以在相应的教学中应用CDIO的理念 2.基于项目教学法的教学改革方案。在教学过程中打破原有的教师讲授，研究生被动接受知识的模式，采用以项目为驱动的教学方法，增添师生通过共同实施一个完整的项目工作而有目标进行的教学活动。这种方式可以提高研究生的学习兴趣，让其有目标地自主学习，进而很好地融入到有意义的任务完成的过程中，使学习变成一个生动有趣的事情。同时，研究生可以通过自己的实践进行知识构建和技能训练④，不再需要枯燥无味的重复就能理解并牢牢记忆理论知识。项目法教学流程图如图1所示 （1）研究项目的确定。如图1所示，在教学活动实施之初根据机电一体化系统设计课程的需要及参与本门课程学习的研究生人数，由教师确定项目个数并进行分配任务 （2）研究生分组。由教师主导根据研究生的不同兴趣、个人擅长的特点及团队合作需求，对研究生进行分组作业并选举各组组长 （3）讨论项目目标和任务。由教师布置相关教学任务，组长协助并组织组员进行项目内容讨论并确定具体任务目标，进而分配各成员任务分工 （4）制定项目实施时间表。教师根据本课程的学时数和项目内所包含的任务量，制定具体的项目实施时间表 （5）讲授项目实施规范与考核标准。项目实施前，教师专题讲授项目实施规范与具体的相关考核标准，及研究报告的书写规范 考核制度采用百分制标准，其中项目研究占80%的分数，其余20%教师根据组员的团队合作情况酌情给分 （6）项目实施阶段。教师跟踪各组研究的进展状态，项目实施过程中根据所遇到困难及问题的普遍性，组织专题讨论或者进行个别组具体指导，解决所出现的问题。本课程涉及的主要问题在于硬件系统搭建和上位机软件设计部分。通过