基于CDIO的《MATLAB系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革

基于CDIO的《MATLAB系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革基于CDIO的?MATLAB系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)》教學(xué)改革

CDIOTeachingReformofMATLABSystemExperiment

ZHAIShu-juan

〔ChengducollegeofUniversityofElectronicScienceAndTechnologyofChina，ChengduSichuan611731，China〕

【Abstract】TheCDIOengineeringeducationmodeofteachinghasbeencarriedoutincollegesanduniversitiesinourcountry，basedonCDIOteachingconceptrequirementsintheformofpracticeproject.Engineeringofinstitutionsofhigherlearningeducation，thereareheavytheory，lightpractice，emphasizetheindividuallearningabilityandignoretheteamcooperationspirit，attentiontothecultivationofknowledgeanddespiseinnovationandsoon.TheMATLABsimulationexperimentteachingreformisimminent，themainideaistolearnthebasicknowledge，atthesametime，accordingtotheformoflevel3project，intheprocessofteachingandproject，intheformofgrouping，divisionoflaborcooperationtocompletethetask.Finallyanopen-bookexamandprojectrejointhecheckmethodofcombiningexpectedtoreceiveabetterteachingeffect.

【Keywords】CDIOreform；Groupingteaching；Institutionsofhigherlearning

0引言

CDIO項(xiàng)目教育模式是國(guó)際項(xiàng)目教育改革的最新成果。為了滿足市場(chǎng)和企事業(yè)單位對(duì)高校畢業(yè)生的要求，我校正在進(jìn)行CDIO項(xiàng)目教育模式改革，這是一項(xiàng)任務(wù)艱巨而且非常有意義的舉措。

1基于CDIO項(xiàng)目教育模式改革的迫切性

我國(guó)高等教育的任務(wù)是培養(yǎng)與國(guó)際接軌的中國(guó)項(xiàng)目師，目前，工科的教育中還存在不少問題，比方重理論輕實(shí)踐、強(qiáng)調(diào)個(gè)人學(xué)習(xí)能力而無(wú)視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、重視知識(shí)而輕視創(chuàng)新的培養(yǎng)等問題。

據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，2022年我國(guó)畢業(yè)的約65萬(wàn)，項(xiàng)目技術(shù)人才中適合在國(guó)際化公司工作的不到15%，究其原因是中國(guó)教育系統(tǒng)偏于理論，中國(guó)學(xué)生幾乎沒有受到工程和團(tuán)隊(duì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，相比之下歐洲和北美學(xué)生以團(tuán)隊(duì)方式解決實(shí)際問題。

CDIO包括三個(gè)核心文件，即1個(gè)愿景，1個(gè)大綱和12條規(guī)范。

〔1〕CDIO的愿景為學(xué)生提供一種強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目根底的、建立在真實(shí)世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)現(xiàn)-運(yùn)行〔CDIO〕過程的背景環(huán)境根底上的項(xiàng)目教育。

〔2〕CDIO的大綱首次將項(xiàng)目師必須具備的項(xiàng)目根底知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和整個(gè)CDIO全過程能力以逐級(jí)細(xì)化的方式敘述出來(lái)，使項(xiàng)目教育改革具有更加明確的方向性、系統(tǒng)性。

〔3〕CDIO的12條規(guī)范對(duì)整個(gè)模式的實(shí)施和檢驗(yàn)進(jìn)行了系統(tǒng)的、全面的指引，使得項(xiàng)目教育改革具體化、可操作、可測(cè)量，并對(duì)學(xué)生和教師都具有重要指導(dǎo)意義。

CDIO體現(xiàn)了系統(tǒng)性、科學(xué)性和先進(jìn)性的統(tǒng)一，代表了當(dāng)代項(xiàng)目教育的開展趨勢(shì)，也是現(xiàn)代市場(chǎng)和企事業(yè)單位的需要，因此基于CDIO的項(xiàng)目教育模式改革迫在眉睫。

2?MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)》CDIO實(shí)施計(jì)劃

2.1?MATLAB系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)》課程主要內(nèi)容

?MATLAB系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)》課程主要包含兩篇，第一篇從第1章到第4章，主要是根底知識(shí)介紹；第二篇從第5章到第9章，主要是MATLAB在各相關(guān)學(xué)科中的應(yīng)用，如?MATLAB在電路分析中的應(yīng)用》、?MATLAB在數(shù)字信號(hào)處理中的應(yīng)用》、?MATLAB在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用》等；最后學(xué)習(xí)關(guān)于Simulink系統(tǒng)建模及仿真的知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)該局部?jī)?nèi)容興趣濃厚。目前，本課程實(shí)驗(yàn)主要以計(jì)算型和驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)題目為主，創(chuàng)新發(fā)散性綜合實(shí)驗(yàn)題目偏少。

2.2CDIO教學(xué)的具體實(shí)施舉措

2022年去大連理工大學(xué)東軟學(xué)院調(diào)研，該院計(jì)算機(jī)系教學(xué)主任提到“不需要記憶的學(xué)科可以采用非試卷類型的考核〞。MATLAB功能強(qiáng)大，此課程主要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力，因此，可以對(duì)該課程設(shè)置工程制與開卷考試相結(jié)合的考核方式。?MATLAB系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn)》課程CDIO教學(xué)的具體實(shí)施步驟如下：

〔1〕分組并選擇工程，方案3-5人一個(gè)小組，以團(tuán)隊(duì)合作形式完成工程。

〔2〕教師對(duì)工程進(jìn)行初期指導(dǎo)，分配任務(wù)后由各小組成員自行分工實(shí)施。

〔3〕階段性匯報(bào)至少兩次。教師可以對(duì)學(xué)生的設(shè)計(jì)計(jì)劃給予分析指導(dǎo)。

〔4〕形成文字性工程報(bào)告，并在課程結(jié)束前進(jìn)行工程辯論。

2.2.1分組教學(xué)

分組教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，可以到達(dá)“優(yōu)代差〞目的，因此應(yīng)特別注意防止一個(gè)小組全部是差生的現(xiàn)象出現(xiàn)。本著學(xué)生自由組合，教師適當(dāng)調(diào)整的原那么組建各小組。分組教學(xué)時(shí)可以在小組中推選一名小組長(zhǎng)。

2.2.2工程設(shè)置

工程應(yīng)該盡量涵蓋數(shù)字信號(hào)處理、自動(dòng)控制系統(tǒng)建模仿真與分析、數(shù)字圖像處理等相關(guān)領(lǐng)域，包括基于MATLAB的系統(tǒng)的編程建模、調(diào)試、仿真及結(jié)果分析等內(nèi)容。另外，最好設(shè)置一些波及各門課程間的聯(lián)系的綜合性設(shè)計(jì)工程。

2.2.3工程任務(wù)書

教師要提出一些引導(dǎo)性的問題，給學(xué)生一定的初期階段性指導(dǎo)，這樣有助于學(xué)生找到思路，培養(yǎng)學(xué)生興趣。萬(wàn)事開頭難，只要學(xué)生入了門，積極性就會(huì)提高很多。

2.2.4階段性匯報(bào)

在整個(gè)工程制實(shí)施的過程中，階段性匯報(bào)非常重要。第一，可以催促學(xué)生按進(jìn)度完成階段性任務(wù)；第二，指導(dǎo)教師可以幫忙學(xué)生調(diào)整設(shè)計(jì)思路。因此，要求學(xué)生至少安頓兩次匯報(bào)的時(shí)間點(diǎn)。

2.2.5辯論

這是學(xué)生最終成績(jī)構(gòu)成中很重要的一項(xiàng)成績(jī)。第一，學(xué)生要在期末加入該課程的開卷考試，主要考察課上講授的根底知識(shí)。第二，就是工程辯論成績(jī)。各小組成員要相互合作，分工完成。但是辯論卻是隨機(jī)抽取辯論，由老師指定哪位同學(xué)講解，這就要求小組每位成員都要對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)劃及過程細(xì)節(jié)分明掌握。最后，辯論的成績(jī)可以按照和開卷試卷成績(jī)各占50%的比例計(jì)入總成績(jī)。

2.3關(guān)于CDIO教學(xué)模式的幾點(diǎn)思考

在我校進(jìn)行CDIO項(xiàng)目教育模式改革的大背景下，我對(duì)于CDIO教學(xué)模式有下列幾點(diǎn)思考：

〔1〕要進(jìn)行CDIO項(xiàng)目教育模式改革必須進(jìn)行課程優(yōu)化。通過調(diào)研企事業(yè)單位，了解當(dāng)前社會(huì)對(duì)高校畢業(yè)生的需求行情，制定實(shí)時(shí)的實(shí)踐工程。繼續(xù)強(qiáng)化學(xué)校的學(xué)習(xí)資源，盡量保證軟硬件設(shè)施，發(fā)展各類大學(xué)生競(jìng)賽。另外要注意各個(gè)課程的開設(shè)時(shí)間，示例電子類的學(xué)生，在大學(xué)階段的第1-2學(xué)期開設(shè)認(rèn)識(shí)器件設(shè)備等實(shí)訓(xùn)課，在第7-8學(xué)期發(fā)展就業(yè)需求分析或就業(yè)指導(dǎo)等相關(guān)課程。

〔2〕在學(xué)科設(shè)置方面應(yīng)突出強(qiáng)勢(shì)專業(yè)，精心打造，做強(qiáng)、做精。另外圍繞一個(gè)學(xué)科門類，應(yīng)立足系統(tǒng)的進(jìn)行學(xué)科建設(shè)，包括相應(yīng)的軟件課程、硬件課程都應(yīng)該有所涉獵。

〔3〕理論授課必須同時(shí)結(jié)合一定量的課內(nèi)實(shí)驗(yàn)。

〔4〕必須聘任一些有實(shí)際經(jīng)驗(yàn)的兼職教師。工程來(lái)源于實(shí)踐，只有具有實(shí)際工程設(shè)計(jì)經(jīng)歷的人才順應(yīng)CDIO改革的模式。而且我們的畢業(yè)生最終也是要走到工作崗位，所以學(xué)院必須聘任一批有實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的外聘兼職教師來(lái)豐盛我們學(xué)校的師資力量。

3?MATLAB仿真實(shí)驗(yàn)》CDIO工程舉例

針對(duì)本課程CDIO項(xiàng)目模式教育改革，可以在學(xué)期開始時(shí)就下達(dá)如下例子中的小工程?，F(xiàn)舉例表明。

舉例1：簡(jiǎn)易圖像的跟蹤系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

如下問題