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[摘要]依据CDIO的项目培养目标，根据本专业的特点，将课堂教学与项目教学有机结合，制定了符合高校现状的项目实施优化方案；通过合理地组织、规划和实践，顺利地完成了教学任务。实践证明，该项目达到了CDIO的培养目标，取得了良好的教学效果。为该课程基于项目式教学的可持续发展奠定了理论基础并提供了物质条件，为其他课程项目式教学的开展提供了参考和借鉴。
[关键词]电气传动与控制；CDIO；教学改革
[]A [文章编号]1005-4634(2012)03-0044-03
0 引言
随着现代工业的发展，生产自动化的水平日益增强。在大型复杂的生产设备中，液压控制与电气控制已成为一个不可分割的有机整体。现代企业需求的流体传动与控制专业专门人才不仅要精通本专业的相关知识，而且还要熟知电气控制系统的设计及使用方法。目前，我国普通高等院校按传统培养模式培养的流体传动与控制专业人才毕业后不具备马上胜任工作岗位的职业技能水平和能力。因此，针对社会的需求，燕山大学近年来在流体传动与控制专业开设了“电气传动与控制”这门课程。从教学效果来看，传统的教学模式难以有效地提高学生的实践技能和综合素质。随着CDIO现代工程教育培养模式的引入和逐渐推广，对该课程进行项目式的教学改革是必然趋势。
在燕山大学流体传动与控制专业整个项目式培养课程体系的架构中，专业课程群的设置既保持了专业特色，又针对单门课程、多门课程和课程群增设了各级项目。其中，项目是一、二级项目开展与实施的基础。项目的宗旨主要是为了巩固课程基础知识，增强学生的动手、独立思考及创新能力，提高学习的主动性，使学生的学习观念发生根本性的转变；二级项目是小型综合性设计项目，项目需涵盖液压系统设计和电气控制系统设计的相关知识内容；一级项目是大型复杂控制系统的综合性设计项目。其中，要求学生必须完成电气控制系统的设计任务。可以看出，该课程在项目课程体系中所起的作用是至关重要的。
专业一、二级项目顺利开展的前提是必须做好“电气传动与控制”这门课程项目的实施工作。因此，课程保持专业特色，又开创性的进行了项目设计实施方案的研究工作，以燕山大学08级流体传动与控制专业本科生为对象进行了项目式培养的教学实践，获得了丰富的教学经验和显著的效果，给今后其他课程项目式教改的开展与实施积累了经验，增强了信心。
1 实施方案的制定
为提高教学效果，主讲教师对该课程教学大纲进行了较大幅度的调整，充分考虑了学生的知识基础、本课程的特点和实验教学的现状，将项目教学与课堂
从表1中的数据可以看出，在授课内容学时分配上进行了较大调整，将部分知识设置成了讨论课内容，而重点内容的学时没有缩减。项目教学环节加入了安全知识讲座及项目知识培训的相关内容，将课堂教学与项目实施相融合。课外所占的8学时合理地分配到3周时间内，并安排充裕时间以保证项目的顺利进行。
为加强教学效果，充分达到预期的培养目标，实施方案的制定结合了本课程教学的特点，参考了生产企业的电气控制设备设计工艺流程。生产企业的工艺流程如图1所示，制定的项目方案如图2所示。
整个项目实施方案是沿着设计的工艺流程制定的，每个实施环节中教师和学生之间有着多种角色的转换。在此过程中教师不仅对学生起到指导的作用，而且还充当了“客户”的角色，是怎么写作的对象；学生不仅是教学的主体，是教师指导的对象，同时也是这个项目实施厂家的“电气工程师”，不仅要对客户负责，同时也要对自己的厂家(以小组为单位的团队)负责。方案自始至终保持着学生和教师间的沟通关系，较好贯彻了以学生为主体、教师为主导的教学模式。充分培养了学生的协调沟通能力、团队协作精神，同时还培养了学生的责任感。
2 课程知识点的深入学习
课程知识点的学习贯穿在项目实施方案的各个环节中，具体体现如下。
1)项目确定。首先由教师提出设计任务，要求学生在此阶段查阅大量典型的电气控制电路，获得对设计足够的知识储备。该阶段的任务是每组同学至少提出两种方案的设计。指导教师利用课外时间对学生进行指导和答疑，确定最合理的方案。通过这个过程增强了学生学习的主动性，培养了独立思考和创新能力，加深了对典型电气控制基本环节理论知识的理解。
2)原理图绘制及元件选型。要求学生按国家标准和规范绘制出电气原理图、电气接线图及电气安装图。通过这一过程可使学生加强对电气控制系统设计相关知识的理解，锻炼了学生的电气设计能力。元件选型过程需要教师配合来完成，结合课堂教学加深学生对电气元件的选用规则和使用方法等知识点的深刻理解。
3)购置设备材料。教师对学生填写的材料购置单进行检查，结合实际情况对购置单进行修改并购写相应材料。教师通过课堂教学对原购置单和修改后的购置单进行对比说明，并介绍相应元件的使用方法及注意事项，加深学生对元件的感性认识。
4)定位、布局、安装、接线。此环节考察学生的整体构思能力和动手能力。教师对电气设备的安装规范通过实物演示的方式进行讲述，学生可直观地掌握该部分的知识和技能。
5)完成调试。调试前，教师通过课堂教学对学生进行用电安全知识讲座，增强学生的安全意识。电路安装完成后，教师对每组电路进行检查，确定无误后，方可通电调试。此过程学生需发挥独立思考能力，自行检查、排除调试中出现的问题，教师给予适当的指导和必要的帮助。此环节充分体现了教师为主导、学生为主体的教学理念。
6)项目验收与考核。要求学生通过PPT进行项目汇报，汇报人由现场抽签产生，其他组员配合对成果进行现场操作演示。教师组成答辩评委会对各小组项目完成效果进行总体评价，评判各小组之间的成绩优劣。通过现场答辩和演示，考察学生的应变能力和团结协作精神。通过小组内学生的互评和教师评分综合评价每个学生对项目贡献的大小，达到考核的目的。3 方案特色
研究发现，项目式教学存在很多实施方面的难度，例如：(1)项目任务如何制定?(2)通过何种方法进行设计?(3)实施经费如何保障?(4)教学效果如何考察等等。进行一次性的教学过程或许这样的问题可以通过一些临时的方法或是寻求其他专业的帮助解决，但是这不能保证教学改革的长期可持续开展。要想使这种改革走的更远，基石更牢固，必须考虑项目式教学发展的可持续性。
本课程教学方案的制定正是依据这一原则。力求使项目具有如下四方面的特色：(1)项目制作规模适中，易于实现实物制作，并能保证不突破项目经费预算；(2)项目使用材料及工具等资源可循环利用，减少了下次项目实施的经费投入；(3)项目任务设置灵活性较大，并可根据实际条件调整设计任务，避免了任务的重复性；(4)项目的知识可扩展性较强，可给学生提供发挥创新能力的空间。
4 教学实践
实施方案确定后，对燕山大学08级流体传动与控制专业本科学生进行了项目式培养的初步尝试。依据现有条件及学生的实际情况，进行了项目组织规划和时间节点分配。
2)教师的任务分配。项目共5位教师负责指导，以项目负责人为主体，负责人承担1个班级的项目指导，并对项目进行总体规划和组织协调。另外4位教师负责其他两个班级的项目指导工作，每人负责2个小组。
3)实施地点的选择。利用实验室现有的空间临时搭建12组实验平台，使学生能在统一地点进行项目制作，便于集中指导和管理。
4)项目考核。以小组答辩的方式进行，抽签选取一名学生进行项目现场演示和讲解汇报，其他组员辅助配合进行项目答辩。
5 实施效果分析
通过3周的项目式教学过程，教师和学生都圆满地完成了既定任务。但完成任务不是教学的最终目的，只有通过总结和反思，吸取教训并获得经验才
从实施效果来看，实现了项目的培养目标：(1)加深了对课程理论知识的理解；(2)懂得了团队协作精神在项目实施过程中的重要性；(3)动手能力有了显著地提高；(4)锻炼了独立思考和创新能力；(5)增强了学习的主动性。
项目实施过程中，学生普遍存在的问题：(1)理论知识不扎实，缺乏经验；(2)安全意识不足；(3)由于经费限制，小组规模组织较大，每个学生动手操作的机会少。
启示：(1)针对安全问题，必须加大对学生安全教育的力度，不仅要让学生学会自我保护，更要学会如何排除各种安全隐患；(2)针对学生经验不足、设备使用方法不熟悉的问题，可以将这次完成较好的典型案例演示录像作为下期培训的资料，给学生们做统一培训。
设想：(1)针对课上时间不足的问题，如果能全天开放实验室，会给学生提供更多时间与机会；(2)为进一步提高项目实施效果，充分考虑各组间的差异性，可尝试让学生自行提出项目设计任务。
6 总结
CDIO项目式工程教育理念在“电气传动与控制”课程中的实践与应用，有效地解决了课堂教学与工程实际脱节的问题，激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率，培养了学生学习的主动性和动手能力，增强了学生独立思考和发现问题的能力，锻炼了学生的沟通能力、团队协作精神和语言表达能力。实践证明，此实施方案顺应了CDIO教学改革模式的发展方向，对其他课程项目的改革起到了推动和促进作用，具有重要的指导意义。
参考文献
顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008，(4)：12-20.
孔祥东，姜万录，姚静，等.机电液控一体化人才培养模式的研究[J].教学研究，2011，34(1)：38-40＋44.
[3]孔祥东，权凌霄，姚静，等.“液压伺服与比例控制系统”课程体系建设与改革[J].中国大学教学，2011，(3)：67-69.
[4]唐赓.项目教学法在《电气控制》实训课程中的应用[J].现代企业教育，2009，(6)：2-3.
[关键词]电气传动与控制；CDIO；教学改革
[]A [文章编号]1005-4634(2012)03-0044-03
0 引言
随着现代工业的发展，生产自动化的水平日益增强。在大型复杂的生产设备中，液压控制与电气控制已成为一个不可分割的有机整体。现代企业需求的流体传动与控制专业专门人才不仅要精通本专业的相关知识，而且还要熟知电气控制系统的设计及使用方法。目前，我国普通高等院校按传统培养模式培养的流体传动与控制专业人才毕业后不具备马上胜任工作岗位的职业技能水平和能力。因此，针对社会的需求，燕山大学近年来在流体传动与控制专业开设了“电气传动与控制”这门课程。从教学效果来看，传统的教学模式难以有效地提高学生的实践技能和综合素质。随着CDIO现代工程教育培养模式的引入和逐渐推广，对该课程进行项目式的教学改革是必然趋势。
在燕山大学流体传动与控制专业整个项目式培养课程体系的架构中，专业课程群的设置既保持了专业特色，又针对单门课程、多门课程和课程群增设了各级项目。其中，项目是一、二级项目开展与实施的基础。项目的宗旨主要是为了巩固课程基础知识，增强学生的动手、独立思考及创新能力，提高学习的主动性，使学生的学习观念发生根本性的转变；二级项目是小型综合性设计项目，项目需涵盖液压系统设计和电气控制系统设计的相关知识内容；一级项目是大型复杂控制系统的综合性设计项目。其中，要求学生必须完成电气控制系统的设计任务。可以看出，该课程在项目课程体系中所起的作用是至关重要的。
专业一、二级项目顺利开展的前提是必须做好“电气传动与控制”这门课程项目的实施工作。因此，课程保持专业特色，又开创性的进行了项目设计实施方案的研究工作，以燕山大学08级流体传动与控制专业本科生为对象进行了项目式培养的教学实践，获得了丰富的教学经验和显著的效果，给今后其他课程项目式教改的开展与实施积累了经验，增强了信心。
1 实施方案的制定
为提高教学效果，主讲教师对该课程教学大纲进行了较大幅度的调整，充分考虑了学生的知识基础、本课程的特点和实验教学的现状，将项目教学与课堂
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教学进行了有机的结合。表1是新旧大纲的对比。从表1中的数据可以看出，在授课内容学时分配上进行了较大调整，将部分知识设置成了讨论课内容，而重点内容的学时没有缩减。项目教学环节加入了安全知识讲座及项目知识培训的相关内容，将课堂教学与项目实施相融合。课外所占的8学时合理地分配到3周时间内，并安排充裕时间以保证项目的顺利进行。
为加强教学效果，充分达到预期的培养目标，实施方案的制定结合了本课程教学的特点，参考了生产企业的电气控制设备设计工艺流程。生产企业的工艺流程如图1所示，制定的项目方案如图2所示。
整个项目实施方案是沿着设计的工艺流程制定的，每个实施环节中教师和学生之间有着多种角色的转换。在此过程中教师不仅对学生起到指导的作用，而且还充当了“客户”的角色，是怎么写作的对象；学生不仅是教学的主体，是教师指导的对象，同时也是这个项目实施厂家的“电气工程师”，不仅要对客户负责，同时也要对自己的厂家(以小组为单位的团队)负责。方案自始至终保持着学生和教师间的沟通关系，较好贯彻了以学生为主体、教师为主导的教学模式。充分培养了学生的协调沟通能力、团队协作精神，同时还培养了学生的责任感。
2 课程知识点的深入学习
课程知识点的学习贯穿在项目实施方案的各个环节中，具体体现如下。
1)项目确定。首先由教师提出设计任务，要求学生在此阶段查阅大量典型的电气控制电路，获得对设计足够的知识储备。该阶段的任务是每组同学至少提出两种方案的设计。指导教师利用课外时间对学生进行指导和答疑，确定最合理的方案。通过这个过程增强了学生学习的主动性，培养了独立思考和创新能力，加深了对典型电气控制基本环节理论知识的理解。
2)原理图绘制及元件选型。要求学生按国家标准和规范绘制出电气原理图、电气接线图及电气安装图。通过这一过程可使学生加强对电气控制系统设计相关知识的理解，锻炼了学生的电气设计能力。元件选型过程需要教师配合来完成，结合课堂教学加深学生对电气元件的选用规则和使用方法等知识点的深刻理解。
3)购置设备材料。教师对学生填写的材料购置单进行检查，结合实际情况对购置单进行修改并购写相应材料。教师通过课堂教学对原购置单和修改后的购置单进行对比说明，并介绍相应元件的使用方法及注意事项，加深学生对元件的感性认识。
4)定位、布局、安装、接线。此环节考察学生的整体构思能力和动手能力。教师对电气设备的安装规范通过实物演示的方式进行讲述，学生可直观地掌握该部分的知识和技能。
5)完成调试。调试前，教师通过课堂教学对学生进行用电安全知识讲座，增强学生的安全意识。电路安装完成后，教师对每组电路进行检查，确定无误后，方可通电调试。此过程学生需发挥独立思考能力，自行检查、排除调试中出现的问题，教师给予适当的指导和必要的帮助。此环节充分体现了教师为主导、学生为主体的教学理念。
6)项目验收与考核。要求学生通过PPT进行项目汇报，汇报人由现场抽签产生，其他组员配合对成果进行现场操作演示。教师组成答辩评委会对各小组项目完成效果进行总体评价，评判各小组之间的成绩优劣。通过现场答辩和演示，考察学生的应变能力和团结协作精神。通过小组内学生的互评和教师评分综合评价每个学生对项目贡献的大小，达到考核的目的。3 方案特色
研究发现，项目式教学存在很多实施方面的难度，例如：(1)项目任务如何制定?(2)通过何种方法进行设计?(3)实施经费如何保障?(4)教学效果如何考察等等。进行一次性的教学过程或许这样的问题可以通过一些临时的方法或是寻求其他专业的帮助解决，但是这不能保证教学改革的长期可持续开展。要想使这种改革走的更远，基石更牢固，必须考虑项目式教学发展的可持续性。
本课程教学方案的制定正是依据这一原则。力求使项目具有如下四方面的特色：(1)项目制作规模适中，易于实现实物制作，并能保证不突破项目经费预算；(2)项目使用材料及工具等资源可循环利用，减少了下次项目实施的经费投入；(3)项目任务设置灵活性较大，并可根据实际条件调整设计任务，避免了任务的重复性；(4)项目的知识可扩展性较强，可给学生提供发挥创新能力的空间。
4 教学实践
实施方案确定后，对燕山大学08级流体传动与控制专业本科学生进行了项目式培养的初步尝试。依据现有条件及学生的实际情况，进行了项目组织规划和时间节点分配。
4.1 组织规划
1)团队划分。燕山大学流体传动与控制专业08级3个班的学生共90人，其中男生73人，女生17人。为保持各小组实力均衡，并使经费能够合理分配，依据3个因素进行小组划分：(1)单个项目制作成本；(2)学生学习成绩和平时表现；(3)男女比例均衡。最终平均分为12组，每组抽签选出一位组长，负责小组项目实施过程的协调组织。2)教师的任务分配。项目共5位教师负责指导，以项目负责人为主体，负责人承担1个班级的项目指导，并对项目进行总体规划和组织协调。另外4位教师负责其他两个班级的项目指导工作，每人负责2个小组。
3)实施地点的选择。利用实验室现有的空间临时搭建12组实验平台，使学生能在统一地点进行项目制作，便于集中指导和管理。
4)项目考核。以小组答辩的方式进行，抽签选取一名学生进行项目现场演示和讲解汇报，其他组员辅助配合进行项目答辩。
4.2 时间节点分配
本门课程的项目实施实物制作的教学过程，通过3周的时间来完成，详细情况如表2所示。5 实施效果分析
通过3周的项目式教学过程，教师和学生都圆满地完成了既定任务。但完成任务不是教学的最终目的，只有通过总结和反思，吸取教训并获得经验才
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是这次项目实施过程的最大收获。由此，指导教师进行了总结和研讨，对本次教学的实施过程进行了评价。结合每位学生对项目实施的感言和心得体会发现，项目实施取得了较好的教学效果，达到了教学目的，但也存在一些问题和不足。从中得到了一些启示和对今后项目开展的设想。从实施效果来看，实现了项目的培养目标：(1)加深了对课程理论知识的理解；(2)懂得了团队协作精神在项目实施过程中的重要性；(3)动手能力有了显著地提高；(4)锻炼了独立思考和创新能力；(5)增强了学习的主动性。
项目实施过程中，学生普遍存在的问题：(1)理论知识不扎实，缺乏经验；(2)安全意识不足；(3)由于经费限制，小组规模组织较大，每个学生动手操作的机会少。
启示：(1)针对安全问题，必须加大对学生安全教育的力度，不仅要让学生学会自我保护，更要学会如何排除各种安全隐患；(2)针对学生经验不足、设备使用方法不熟悉的问题，可以将这次完成较好的典型案例演示录像作为下期培训的资料，给学生们做统一培训。
设想：(1)针对课上时间不足的问题，如果能全天开放实验室，会给学生提供更多时间与机会；(2)为进一步提高项目实施效果，充分考虑各组间的差异性，可尝试让学生自行提出项目设计任务。
6 总结
CDIO项目式工程教育理念在“电气传动与控制”课程中的实践与应用，有效地解决了课堂教学与工程实际脱节的问题，激发了学生的学习兴趣，提高了学习效率，培养了学生学习的主动性和动手能力，增强了学生独立思考和发现问题的能力，锻炼了学生的沟通能力、团队协作精神和语言表达能力。实践证明，此实施方案顺应了CDIO教学改革模式的发展方向，对其他课程项目的改革起到了推动和促进作用，具有重要的指导意义。
参考文献
顾佩华，沈民奋，李升平，等.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究，2008，(4)：12-20.
孔祥东，姜万录，姚静，等.机电液控一体化人才培养模式的研究[J].教学研究，2011，34(1)：38-40＋44.
[3]孔祥东，权凌霄，姚静，等.“液压伺服与比例控制系统”课程体系建设与改革[J].中国大学教学，2011，(3)：67-69.
[4]唐赓.项目教学法在《电气控制》实训课程中的应用[J].现代企业教育，2009，(6)：2-3.