基于cdio的“机械工程控制基础”课程教学改革探索

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1、基于CDIO的“机械工程控制基础”课程教学改革探索基于CDIO的“机械工程控制基础”课程教学改革探索基于CDIO的“机械工程控制基础”课程教学改革探索基于CDIO的“机械工程控制基础”课程教学改革探索基于CDIO的“机械工程控制基础”课程教学改革探索　　一、引言　　目前，中国产业正面临着产业升级及转型。传统的工程教育模式在实践及创新能力培养方面存在许多缺陷，学生知识面狭窄，学习缺少自主性和创造性，学科教育与工程实践脱节，严重影响人才培养质量，无法满足产业升级需要[1，2]。因此，我国各高校和教育研究机构对高等工程教育的发展和改革进行了大量研究并提出了具体的目标，即：中国的高

2、级工程人才培养应当使学生具有创新能力、多层次、专业化[3]。目前，在教育部的大力支持下，我国很多高校借鉴CDIO的模式和理念进行了向上述目标努力的工科专业教学改革。CDIO作为当前国际上高等工程教育的一种人才培养理念，它从产品研发到运行全生命周期为载体，让学生主动地、实践地学习工程，是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中体现[4-6]。要贯彻CDIO，高校课程必须加强理论与实践相结合，通过团队能力和创新能力训练，培养学生的实践能力、工程意识和团队合作等综合素质。　　“机械工程控制基础”是机械类各专业本科学生的一门重要专业基础课。该课程的主要任务是通过对经典控制理论的学

3、习，培养学生在机电控制系统方面的设计能力、工程实践能力和创新能力。该课程的理论性和实践性都比较强，课程涉及高等数学、大学物理、电路、机械等很多门学科，有些理论内容比较抽象，因此怎样既能激发学生的学习热情，又能传授知识，培养学生的工程实践能力和创新能力一直是本专业教师所关注和探讨的问题。为了适应现代工程教育需要，结合CDIO理念工程人才培养的“机械工程控制基础”教学改革是一项紧迫任务。融入CDIO模式的工程人才培养“机械工程控制基础”教学改革就应当以着重培养学生的工程意识、实践能力、团队合作等综合素质为原则和根据，以启发学生的创造性思维，提高学生的工程实践能力和创新能力以适应

4、社会发展的需要。　　二、课程当前的主要问题　　“机械工程控制基础”课程作为一门重要的学科基础课培养机械类专业工程技术人员，其理论性与实践性都很强。在传统的教学联盟中，课程知识点系统性强，学生缺乏系统认知导致实践与理论脱节，学生动手能力较弱。采用传统的方法教学教师不但感觉难教，学生也感觉难学。目前，现有的教学模式存在着不足，主要表现在：　　1.学生的预备基础知识掌握不扎实。“机械工程控制基础”是一门多学科交叉的专业基础课，运用到高等数学、大学物理、机械学、电工学等多门基础知识，如果学生的前期预备基础知识不扎实，将影响这门课程的学习。另外，课程所分配的学时较少，教师在课堂上理论

5、教学及实践教学的学时都很紧张，很难抽出学时复习预备基础知识。　　2.实践环节的设置不够合理，重理论，轻工程。“机械工程控制基础”课程涉及的数学理论较多，内容丰富，理论性强，但学生难以将公式的内涵和意义与实际工程应用相联系，这样就会使大量的推理、运算，掩盖课程的实际工程性。理论教学内容多、实际工程问题少，使学生难以感兴趣。另外，教学内容和实践环节的项目设计与实际工程问题有一定差距，开设的实验大多都是验证性的实验，来源于企业的实际实践项目类型少，这样很难激发学生的兴趣和创新意识，学生在结课后只会解习题，而不会解决实际的工程问题，很多学生仍然不理解传递函数是怎样得到的，不会按照系

6、统的瞬态响应曲线调整控制器，更不用说去开发机电产品了。课程设计的内容多年不变，达不到学以致用，理论联系实际，团队合作更是无从谈起。　　3.以教师为中心，以教材为中心，以课堂为中心。教师在课堂上滔滔不绝地传道授业，学生参与其中很少，只是一味地被动接受，在教学活动中教师是主角，而学生是配角。授课教师多半年从事基础课程教学的老教师，或近年来引进的青年博士，教师缺乏在企业中的工程实践经验，在教学活动中难以将实际的工程实践项目带入课堂。　　三、课程教学改革措施　　由于“机械工程控制基础”课程知识具有系统性强的特点，开展基于CDIO理念的课程教学改革，把主要知识点与工程实际结合起来，通

7、过综合实验及模拟仿真使学生能够在“做中学”，提高学生的工程实践能力。　　1.重新设计教学模式。根据“机械工程控制基础”课程特点，以学生为中心，将CDIO工程教育理念的构思、设计、实施和运行贯穿整个教学过程，建立知识、能力和素质的培养体系，重新考虑与设计教学目标、课程框架体系及相应教学活动，形成基于CDIO工程人才培养的新教学模式，图1所示。　　2.引入微课教学。微课是一种新的教学形式，是教师以视频的形式围绕知识点或某个教学环节展开的教学活动。目前，全国很多高校都开展了微课教学比赛，这大大地激发了教师制作微课的热情，