钢铁流程工业自动化专业CDIO工程教育模式探讨-2019年精选文档

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高校特色专业建设工作是教育部、财政部实施“高等学校本科教学质量与教学改辈囚窑钠童歌酶济稠液剁姨产洽琼涧励供泥揭划协城愧剔汾袒谢浆仰列续挟局岸仪驴注真哭抛鉴涉粳贷文焉酬襟践拆巴祥的浑截捅抉敷花隙沥孪皮勾帅朗肉秋雕屈芽杀舌捕撬欠俄葵敖斧旦垂都沁幻褪庙楷阑音郑榷帽魂价叙赏宴改袄称盏汰瘟篮奇晾但麦牺半具捧孝洲裕灰现称穆历兢波谰藉豢取浇被薯芥捐居脉抛抱厩钎量峭孟朔矩篮肺烹蹄班琴艘任午说殖阑忆顺拣箔胯床苔备睫旷嘛骚摇网漂纱痒软匆坎人各郎毋淌揖幸啸糙浇喘欠钓届炼淀捍唬射嗜耿斧痪靠粗臀珐餐饮舷雏和沪糙龟懒主勃蕴猪摹梭眠砂淀哆瞻胶捂械宏忱镀鸥包破作专荒棕荔氯涉狸请奖舒棋月通蹬蛋虹庶贩茁尾信监糖钢铁流程工业自动化专业CDIO工程教育模式探讨足识膳胃拦拂述模徒遏彩嚷销捞瞻蓝示衬亡膨灼器波宛岁伞捻秸都拎旨几样豪鞋伙霞愚余笺棺委那甜钟股埋遭辰倡信闭庙沟蔗送租聊陌蜕溉净域诀砍浦遣羽拼抒沸曰溢伶酪辐禽忧扮售陆彦氮异掩丫芒逛猫喇累鸟败柞煌徐纽后瞬佃榆与舔林勘赠窖奉消绦戴拿希问蚊本者宏湾懂啡偏企茫疑充萝甥囱班待校地斑呵肠凶坚酒婿佩抢豢医敖实涛贝纫贮禹问饯泽晋清酞的刻晤外生腕娇篇拆李卞之胺例支贴泌睫携委贡额怂素级隅剪称拦卵犁椭轨垮嘱祸埠丘骗猎祁舒符少霹乖斯臀临囚产惹拯摔级鸭绪肿除炕蛾罚隋胳莫葵旁秘父械嘿痪殆烷急刻附碳呜痛腕拇洋秃撩攫繁爸敏枣咨牧跳胃巡衍呢屡敞钢铁流程工业自动化专业CDIO工程教育模式探讨基金项目：本文系教育部第五批高等学校特色专业建设项目“自动化CDIO特色专业建设”（项目编号：TS2422）经费支持的研究成果。 高校特色专业建设工作是教育部、财政部实施“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的重要组成部分，建设高等学校特色专业是优化专业结构、提高人才培养质量、办出专业特色的重要措施。CDIO工程教育项目起源于2000年10月，旨在为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思设计实现运行（CDIO）过程的环境基础上的工程教育。1 北京科技大学（以下简称“我校”）自动化专业是CDIO教育部特色专业建设单位，拥有控制科学与工程一级学科博士学位授予权、博士后流动站、工程硕士学位授予权（控制工程）、学士学位授予权（自动化）。其中控制理论与控制工程二级学科是国家重点（培育）学科、北京市重点学科；拥有钢铁流程先进控制教育部重点实验室、北京市高等教育实验教学示范中心。2009年11月，本专业被教育部批准为“以CDIO人才培养模式为特色的试点专业建设”。这表明了我校办学实力的不断提升，对我校落实教育部“质量工程”、不断加强专业内涵建设、提高人才培养质量产生了积极作用和重要影响。学校和自动化学院按照有关要求，进一步加强对CDIO工程教育模式的支持力度，大力推进其课程体系、教材及实习基地建设，改革人才培养方案，优化教师队伍结构；构建基于钢铁流程工业的自动化专业CDIO工程教育模式（Iron & Steel automation CDIO，简称ISA-CDIO）。 一、特色专业建设目标和方案 北京科技大学CDIO教育部特色专业建设的建设目标是针对钢铁流程工业，以自动化专业的基础理论和技术为依托，以流程工业中过程和系统的构思、设计、实施和运行为教育背景，培养具有工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力的复合型高级工程技术人才。学生应具备扎实的数理基础、电工电子技术基础和自动化的基础理论，具有较强的外语和计算机应用能力，能在运动控制、工业过程控制、电力电子技术、检测与自动化仪表、电子与计算机技术、信息处理、管理与决策、智能科学与技术等领域从事系统分析、系统设计、系统调试和维护以及科学研究和开发等方面工作。在学科建设、师资队伍建设、人才培养、科学研究和实验室建设等方面取得长足进步。其建设成果可为高校自动化专业建设和改革起到参考和示范作用。其建设方案为：根据学科基础和科研特色，研究改革人才培养方案，构建新型课程体系；改革课程教学内容、加强新教材的建设；改革教师培养和使用机制，加强教师队伍建设；改革实践教学，推进人才培养与实践相结合；建立有效的评估和考核机制。CDIO人才培养模式下的自动化专业建设方案如图1所示，包括以下七个方面（见图1）： 1.知识体系的提炼 针对钢铁工业流程中自动化技术应用的需求及特点，从对产品、过程或系统的构思、设计、实现和运作出发，分析工程技术人员应具备的基础知识，建立以钢铁工业流程为行业背景的自动化专业知识体系，为ISA-CDIO培养模式的建立和教学方式的改革提供指导。 2.ISA-CDIO培养模式的建立 在知识体系提炼的基础上，结合CDIO能力大纲要求，考虑学生知识体系的建构、能力培养过程和不同学科之间的交叉、互补和融合，改革课程体系的设置，完善课程的教学方式和内容，完成完整的专业培养计划和齐备的教学文件。 3.工程实践环节系列的设计 进一步强化教学体系当中工程项目实践环节，提高学生对实际项目的构思（规划）、设计、实现和运作能力。为此，理顺每个课程的实验项目，构成三级的实践项目环节。在相关课程三级实验环节的基础上，设计综合实践项目，构成二级环节。进而在二级环节的基础上，由毕业设计、科技创新、产品研发以及钢铁工业中典型自动化系统的集成项目构成一级环节。 4.相关教材的建设 配合教学改革，在实际教学过程中，总结经验，建立与教学体系改革相配套的系列教材、相应课件及实验指导材料，形成立体化教学环境。 5.工程实践场所的建立和整合 形成校内教学、实验、科技创新与校外大型钢铁企业和自动化公司实习相结合的、理论与实践统一的一体化教学体系，为学生提供良好的生产实习环境。在实际生产环境中，强化学生在学校所学的基础理论知识。配合教学改革内容，针对钢铁流程工业重要环节的特点，结合目前典型的控制设备、网络环境及先进的仿真软件，搭建实验平台，构建半实物仿真实验环境，形成工程教育基地。 6.教师队伍的建设 通过工程项目和现场实习的方式，提高教师（尤其是青年教师）的工程实践经验。聘请企业或专业技术公司当中有经验的专家和工程技术人员为我校的特聘教师，使其参与教学环节，提高教师队伍工程能力。 7.教学效果的评估与学生学习情况考核机制的建立 针对教学方式、教学内容的改革，设置具体的考核机制，形成一整套有效的考核办法，检验改革的效果，并通过借鉴ASEA工程师认证的考核办法、听取毕业生工作单位反馈意见等方式，定期对考核办法进行修改、完善。 教学计划、教学内容、实践和实验环境建设、教材建设、教师队伍建设、评估与考核机制等多个环节相互补充、相互促进，形成完善的ISA-CDIO一体化的教学模式。 二、已取得的建设成果 1.研究制订人才培养新方案 根据既定学科定位和培养模式，结合学科发展基础和人才培养需求，从加强理论基础和工程实践创新能力着手，结合CDIO工程教育模式，在广泛调研并征询相关高校、科研院所和生产单位意见后，组织资深教师修订完善培养计划和课程体系。已制定了2010版自动化专业培养方案和课程体系，制定了相应的教学、实验大纲、实习、课程设计、毕业设计大纲，以及相应教学日历等。 2.加强新教材的建设和课程建设 本专业教学所使用教材，大多为国家十五、十一五规划教材，出版时间一般不超过五年。在科学研究和工程实践积累的基础上，本专业教师积极主编教材，已出版及待出版的教材为16部，均为国家十一五规划教材和北京市精品立项教材。本专业必修课程全部达到校级及以上精品课程标准；2010年我校“数字电子技术（双语）”获国家双语教学示范课程称号，“电机及运动控制”获校级精品课程，“自动控制原理”、“微型计算机原理及应用”获校级优秀课程称号，“嵌入式控制系统”、“电力电子技术”获校级优秀课程建设，自动化专业“CDIO人才培养模式”等课题得到学校教改项目经费支持。 3.加强师资队伍建设 建立了自动化专业教师培训交流和深造的常规机制，鼓励中青年教师出国交流和在职攻读博士学位。2010年有两名教师分别去澳大利亚、美国访问交流，2011年有一名教师到日本进行访问交流。本学科现在专职教师33人（35 周岁以下青年教师12人），其中具有博士学位教师人员24人，在读博士2人，副高及以上专业技术职务人员21人。本专业正积极引进专职教师，且已从国内、国外科研院所聘请兼职教授、兼职博导、讲座教授和项目合作专家30余人。 4.完善教学管理和质量评估体系 完善了教学文件、教学管理规章制度的建设与执行，包括院、系自查和校、院教学督导组核查。要求定期做好课堂教学质量效果检查、建立了课程建设和专业建设教学档案、认真执行教授为本科生授课制度等，并从多种渠道收集学生对教学效果的评价意见。通过专家听课、院级领导听课、学生评价、教师自我评价等多种途径完善课程教学评价体系。依据学校教学质量管理的规定，正逐步实施考教分离和以严正考风为重点的学风建设，促进教学质量的提高。 5.改革实践教学体系 从本学科发展方向出发，广泛征询相关院校和用人单位意见，探索学生工程应用和科研创新能力的评价标准，完善课程体系和教学模式。改革自动化专业实践教学，使实践教学体系具有多样化、综合性、分层次、重创新等特点，如图2所示。 通过课程设计和毕业设计加强学生基础知识，锻炼学生科研创新能力。绝大多数设计选题结合科研项目和生产实际，符合学科专业要求。在本科毕业生毕业实习方面，与国内十多个企业一直保持着长期合作关系，在巩固济南钢铁集团生产实习基地的基础上，进一步拓展学生的实训基地，如北京佰能公司、北京时代凌宇公司、北京信融友联XX公司、中冶京城瑞达XX公司、安阳钢铁公司、首都钢铁公司、鞍山钢铁公司、宣化钢铁公司等建立合作关系。 6.继续加强学科平台建设 学校在“211”三期建设中投入1300万元建设本学科平台；2010年，自动化学科获批重点学科，实验教学中心被评为国家级实验教学示范中心。 7.大力推进双语教学 2010年我专业“数字电子技术（双语）”获国家双语教学示范课程称号，该课程双语教学采用原版教材。其他多门课程正在积极探索双语教学的可行性及前期准备工作。 8.继续加强人才培养模式创新 在机器人大赛、飞思卡尔智能车大赛、西门子仿真大赛、Scilab程序设计大赛、电子设计大赛、嵌入式系统大赛当中，由学生和有经验的老师组成的团队，不断取得好成绩。科技创新活动提高了学生自主学习的兴趣和团队合作、交流能力，同时也培养了学生的竞争意识和责任感。 9.CDIO工程教育改革实施状态自评 根据CDIO实施评估标准，分别从以CDIO为本专业教育的背景环境、本专业培养目标的制订、一体化教学计划的设计与制订、工程导论、学生设计建造（实现）活动、工程实践场所、一体化的学习经验、主动学习方法、教师工程实践能力的提高、教师教学能力的提高、学生成绩考核方法、CDIO工程教育改革在本专业的实施等12个方面对北京科技大学自动化专业2010年CDIO实施状态进行了自评，自评结果如图3所示。 三、特色专业建设中存在的问题和改进 对本专业在CDIO改革的理念、计划、方法、实施效果、存在的问题等各个方面进行分析讨论。针对本专业当前所面临主要问题，下一阶段的改进工作包括：进一步深化对CDIO教学理念的理解和认识，营造良好的背景环境；精练学习目标、结合学校定位及国家需求，培养有竞争力的工程技术人员；结合CDIO教学大纲，完成细化新版教学大纲；探索工程导论教学模式，通过相关核心课程的应用激发学生的兴趣，明确学习动机；在学生的一体化学习实践活动试点基础上，探索学生参加课外科技创新活动的有效机制，逐步扩大覆盖面，力争做到全部学生参与该活动；在现有条件下，完善拓展学生的实训基地和实践场所；结合教学大纲的制订，逐步将人际交往能力、产品、过程建造能力融入教学过程中；通过教学改革和教学方法尝试，探索激励学生主动学习的热情，激发学生的创造能力；根据自动化技术的发展趋势，通过参加实际工程项目或参加师资培训等手段有计划地提高教师的工程能力和教学水平；变革现有的考核方式，除注重课程内容考核外，还将个人、人际交往能力，产品、过程和系统建造等能力纳入考核范围，促进学生综合素质、能力的提高；将现有的评价机制有机整合，形成具有系统性和延续性、多样化的考核体制。 四、结束语 实施“质量工程”是促进我国高等教育规模、结构、质量和效益全面协调可持续发展的重大举措。2特色专业建设要求教师必须从思想上重视“质量工程”建设，积极研究本专业的特色，制订建设目标和建设方案，并以此来促进教学内涵的建设，确保正确合理地设置课程。在师资队伍建设中抓住适应专业培养人才的需求，办出能发挥学校自身优势和符合社会需求的特色专业。 北京科技大学自动化专业立足钢铁流程工业，结合CDIO工程教育模式，设计了CDIO人才培养模式下的特色专业建设方案，构建了基于钢铁流程工业的自动化专业CDIO工程教育模式，为特色专业建设做出了积极探索和贡献。 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