一、基于CDIO的教学改革方案设计
1.CDIO的基本思想。CDIO①（Conceive,Design,Implement,Operate）是美国麻省理工学院(MIT)和瑞典皇家工学院等4所大学联合探索创立的工程教育理念，以构思(Conceive)—设计(Design)—实现(Implement)—运作(Operate)理念开展基于工程项目全过程的学习，着重培养学生全面的工程实践能力。其指导思想是：以诚信、职业道德培养为基础，以工程设计任务为导向，以培养个人能力(实践能力和终生学习能力)、团队能力和系统的适应与调控能力为主要目标，让学生以主动的、实践的、课程之间有联系的方式学习工程②③。《机电一体化系统设计》是一门农业工程学科课程群中最具专业特色的专业基础课程，教学改革中，完全可以在相应的教学中应用CDIO的理念。2.基于项目教学法的教学改革方案。在教学过程中打破原有的教师讲授，研究生被动接受知识的模式，采用以项目为驱动的教学方法，增添师生通过共同实施一个完整的项目工作而有目标进行的教学活动。这种方式可以提高研究生的学习兴趣，让其有目标地自主学习，进而很好地融入到有意义的任务完成的过程中，使学习变成一个生动有趣的事情。同时，研究生可以通过自己的实践进行知识构建和技能训练④，不再需要枯燥无味的重复就能理解并牢牢记忆理论知识。项目法教学流程图如图1所示。（1）研究项目的确定。如图1所示，在教学活动实施之初根据机电一体化系统设计课程的需要及参与本门课程学习的研究生人数，由教师确定项目个数并进行分配任务。（2）研究生分组。由教师主导根据研究生的不同兴趣、个人擅长的特点及团队合作需求，对研究生进行分组作业并选举各组组长。（3）讨论项目目标和任务。由教师布置相关教学任务，组长协助并组织组员进行项目内容讨论并确定具体任务目标，进而分配各成员任务分工。（4）制定项目实施时间表。教师根据本课程的学时数和项目内所包含的任务量，制定具体的项目实施时间表。（5）讲授项目实施规范与考核标准。项目实施前，教师专题讲授项目实施规范与具体的相关考核标准，及研究报告的书写规范。考核制度采用百分制标准，其中项目研究占80%的分数，其余20%教师根据组员的团队合作情况酌情给分。（6）项目实施阶段。教师跟踪各组研究的进展状态，项目实施过程中根据所遇到困难及问题的普遍性，组织专题讨论或者进行个别组具体指导，解决所出现的问题。本课程涉及的主要问题在于硬件系统搭建和上位机软件设计部分。通过举办讲座进行具体讲解示范及解惑。（7）项目结题阶段。项目完成后组织答辩，各组需要准备好项目技术报告及幻灯片材料，由各组组长汇报项目流程，其他研究生成员分别负责答辩涉及具体问题的解答。答辩结束并完成后，教师会对课程进行综合总结并给所有研究生打分作为最终成绩。
二、教改方案实践
基于本文的教学改革在佳木斯大学农业工程学科2011级、2012级研究生及2013级留学生教学中实行了教改方案实践，并取得了良好效果。1.项目任务的确定。本课程主要讲授步进电机、伺服电机的驱动原理、运动控制系统的设计与调试。以我校农业工程学科2011级研究生课程为例，选修机电一体化系统设计这门课共有12名研究生，共计确定分为2组研究项目，每组人数为6人，研究项目表如表1所示。期间开展的基础知识讲座内容如表2所示。2.项目实施时间表的确定。培养计划中规定本门课程共计38个学时，其中理论学时占20学时,实验占18学时。本次课程改革将全部学时用于项目开发，教学过程中根据各组项目进展和需要，开展定向基础知识讲座，同时要求各组成员每两周进行一次项目进展报告，每组每周开两次组会，时间地点由各组自行商议选定，组长负责考核各成员绩效并作详细记录。学生边做边学，理论和实践结合，教学效果非常好。3.项目实施过程。在教学改革实践过程中，全体参与教学改革的研究生体现出极大热情投入到项目开发过程中，在学习中不但掌握了实践技能，培养了科研素养，还对自己即将从事的科研项目有了明确思路与方法。对研究生完成后续的硕士学位论文具有重要意义。
三、结论
本文打破原有的机电一体化系统设计课程教授式教学方法，在CDIO教学理念的指导下，进行了基于项目教学法的教学改革实践活动并取得了良好的效果。具体总结如下：1.CDIO理念在实践性较强的机电一体化系统设计课程中的应用符合教学规律，研究生学习方式由被动接受转为主动探索，达到课堂与课间一致均能开展研究，教学效果良好。2.研究生通过参与项目的讨论研究，使其增强了团队协作感，能够各司其职，具有强烈的责任感，看到自己的项目科研成果也有巨大的成就感，这种教学方式有利于研究生科研素养、实践技能、自信心的提高。研究生随着项目研究的需要主动探索其他课程，学以致用，知识掌握牢靠。3.项目教学法需对带队教师的水平有一定要求，教师额外的工作量核定、研制资金、必要的设备的支持，在教学方法改革的同时相应的保障机制要随之改革，才能达到良好教学效果。4.本次教学改革产生的科研成果不但对我校研究生培养起到巨大提高作用，还对其他兄弟院校的研究生培养起到一定的借鉴意义，具有一定的推广价值。
作者：姜永成 华秀萍 颜兵兵 郭晓云 陈思羽
