基于工程系统与CDIO的个性化能力培养方案-首届电气工程及自动化实验班带来的启示

1、基于工程系统与CDIO的个性化能力培养方案2013年5月Shanghai Institute of Technology上海应用技术学院工程创新学院吴梦初1提要首届CDIO实验班概况与启示12 3 4个性化能力培养方案概要工程应用型本科个性化能力工程系统解构与构建CDIO对象2一.首届CDIO实验班概况与启示2009年成为CDIO试点学校 (试点专业：电气工程及自动化)2009年招收实验班(80人)2011成为卓越计划试点学校，招收卓越班2009年设立工程创新学院目的：工程教育改革试验田/教学改革示范区/学生自主发展平台1.概况-历程与运行机制3一.首届CDIO实验班概况与启示CDIO暨卓越计

2、划试点工作管理与运行机制四个方面：1.学校战略2. CDIO试点/卓越计划试点3.加强学生工作4.资源配套4一.首届CDIO实验班概况与启示参与科技创新活动比例明显高于常规班基础/平台课程成绩优于常规班1.概况-试点效果参与省市级以上学科、科技竞赛: 14类(一类国际赛)。多次举办教育部、行业协会全国总决赛获奖：81人次，平均每人一次以上国际一等奖：1项 国家级:三等以上：25项， 省市级:三等以上：8项 5一.首届CDIO实验班概况与启示研究生参考率高，录取率提高获得荣誉称号比例明显高于常规班上海市青少年科技市长奖：正式提名奖2012年宝钢优秀学生奖2012年校长奖企业实习：用人单位反映良好

3、就业应聘：更加自信、签约率高6一.首届CDIO实验班概况与启示上海市市长 与青少年科技创新市长奖提名奖获得者合影7一.首届CDIO实验班概况与启示教学管理配套改革，激发教师、学生积极性全员、全程引导发展：辅导员、任课老师、班导师提供资源：专业技术平台+非专业技术平台2.启示经验专业层：分析专业特点、优化培养方案和培养计划；持续专业导航CDIO在课程中的应用；与卓越计划试点可融合加大实践学时/学分、科技创新活动、科技竞赛8一.首届CDIO实验班概况与启示社会能力：有待加强毕业设计：系统性和工程观较差，自学能力不足就业：同校/同班竞争，个人之间无明显差异、优势2.启示不足学生体验：受限较多，个性化

4、得不到发挥、发展CDIO：C、D、I、O的深度、能力都有待提升9二.应用型本科个性化能力1.工程应用型本科能力概述职业核心能力道德/法律/社会责任-底线与高素质10二.应用型本科个性化能力2.个性化能力11二.应用型本科个性化能力3.怎样培养个性化能力电气工程及自动化专业自身的特点学校专业特色、准确定位培养目标人才培养模式改革、一体化培养计划优化教学方式、方法改革：课程的、课程组的向实践学习：行业新技术、示范性工程、新产品引导学生自觉自主学习：途径、方式、评价12三.工程系统解构与构建CDIO对象系统2：小型太阳能发电系统1.导入工程系统根据专业特色、行业发展潜力选择：如新能源行业:系统1：小

5、型风力发电系统系统3：小型微电网系统13三.工程系统解构与构建CDIO对象小型微网组成示意图14三.工程系统解构与构建CDIO对象工程系统子系统单元模块功能与能力点2.工程系统解构15三.工程系统解构与构建CDIO对象2.工程系统解构一级(子系统级)公网配网子系统微网配网子系统风力发电子系统太阳能发电子系统储能子系统通信系统监控管理系统16三.工程系统解构与构建CDIO对象2.工程系统解构一级(举例)例1：微网运行监控管理系统(MG-SCADA)17三.工程系统解构与构建CDIO对象2.工程系统解构一级(举例)例2：太阳能发电子系统18三.工程系统解构与构建CDIO对象2.工程系统解构二级(单

6、元)举例追日控制器 智能装置太阳能发电单元电力电子装置(逆变器) 电力电子器件+嵌入式装置电机驱动与控制19三.工程系统解构与构建CDIO对象2.工程系统解构三级(功能与能力点)举例光控：太阳方位检测与判断传感器技术应用时控：太阳方位计算天文、地理知识应用接口：控制电机运动模电、数电技术、电力传统技术应用太阳能板转向：驱动电机并控制电机技术应用(1)追日控制器：模块功能分解20三.工程系统解构与构建CDIO对象2.工程系统解构三级(功能与能力点)举例(2)电能变换直流变交流电力电子技术应用控制DSP/ARM/FPGA等技术应用、软件技术应用等21三.工程系统解构与构建CDIO对象3.CDIO对

7、象构建(1)CDIO对象层次(2)构建CDIO对象22三.工程系统解构与构建CDIO对象CDIO层次23三.工程系统解构与构建CDIO对象3.CDIO对象构建(2)构建CDIO对象工程现场校园：工程背景、行业需求与属性工程系统教学对象：简化、抽取、微缩工程建造教学与能力培养过程(C、D、I)系统整体CDIO对象：分解、组合A.步骤CDIO的出发点工程运行实验室运行与评估(O)24三.工程系统解构与构建CDIO对象3.CDIO对象构建B.影响因素根据客观条件构建规模与资源合适、可执行的CDIO对象25三.工程系统解构与构建CDIO对象4.CDIO对象与能力培养目标专业技术与非专业技术能力整合培养

8、(一体化培养)26四、个性化能力培养方案概要1.个性化能力培养的提出专业爱好行业要求职业爱好发展规划 身体素质、心里素质、性格特征一般兴趣、爱好 社会关系 说不完的因素27四、个性化能力培养方案概要2.实施个性化能力培养(1)个性化能力培养基本原则资源需求：需要适当增加教学资源可行性：不能无限个性化！对一个专业或班级的个性化培养需求归为几个类型，才有组织教学、实施CDIO对象的可能鼓励自主培养：个人自己开展，老师给与指导，但无需提供公共教学资源。支持多类型CDIO对象28四、个性化能力培养方案概要(2)个性化能力29四、个性化能力培养方案概要(3)个性化能力培养范围与CDIO对象30三.工程系

9、统解构与构建CDIO对象3.构建个性化能力培养方案课程级(限定范围)强化型课程课程模块专业特色培养专业基础、学科31三.工程系统解构与构建CDIO对象3.个性化能力培养方案课程级强化型课程课程模块专业特色培养基础、学科必选(1或2个)必修个性化通识、基础：必修核心课程：必修建议的范围内选修计划内必选必修(单/多)自由自主选修32四、个性化能力培养方案概要3.构建个性化能力培养方案(1) 模块必修课程单元级CDIO:一个模块若干门课程组成，模块之间的学时/学分基本相同。如：B.嵌入式技术模块：嵌入式技术与应用、ARM系统设计与开发、微机控制技术、嵌入式软件设计与开发、。A.供配电技术模块：供配电

10、技术、电力系统继电保护、电气安全技术、电能质量、。33四、个性化能力培养方案概要(1)模块必修课程单元级CDIO:C.自动化技术模块：电器与PLC应用技术、全集成自动化技术、计算机控制系统、监控组态系统技术、。D. 监控系统软件模块：C/C+程序设计、数据库技术与应用、HMI设计与开发、网络与数据通信技术、。34四、个性化能力培养方案概要(2)强化型课程模块级CDIO对象。专门强化或补充某个方向能力，可作为”模块课程“的补充。设置为预定课程范围的自主选择A.模块之间课程互相可作为选修课程C. 跨专业方向的选修课程B.课程整合与强化：C语言程序设计C/C+程序设计：强化软件能力；单片机技术与微机

11、原理整合与强化：兼顾考研需要与就业能力培养35四、个性化能力培养方案概要(3)能力级课程能力级CDIO对象。专业基本的能力，一般为必选必修课程+自主选修课程A.专业基础课程：如模拟电子技术、数字逻辑技术等B. 工具型课程：如：CAD软件应用、EDA软件应用 工具是设计、创新活动的基础36四、个性化能力培养方案概要(4)设置个性化、自主培养学分 (10%？)A.大学生科技创新、创业活动：融合CDIOB. 参与高水平科技竞赛C. 参与老师的科研项目; 假期自主企业实践并有评价D. 发表论文、授权专利、登记软件等E. 参与国家级考级、获取认证证书F. 跨专业选修课程37四、个性化能力培养方案概要可个性化部分评价：完成对应各级CDIO对象的缩微、仿真、创新、可运行的作品：单件实物、系统、软件、方案可转化为后续验证性“实验装置”38小结1. 工程系统的优势 工程与行业背景系统、完整性连贯性：功能模块产品子系统系统(工程)（各种生命周期的 CDIO对象、CDIO项目）综合性：多课程、多能力交叉：跨专业亲历过程: 实施“C-D-I-O”的过程目的性：可运行的产品、系统。微缩的工程系统工程与应用引领实践能力培养“时尚”!39小结2. 扩展CDIO的范围单门课程模块课程CDIO项目CDIO对象(一组相关的CDIO项目)CDIO卓越计划: 互相渗透、促进40小结3.四结合 共性培养