第7讲CDIO工程实践场所的设计与实现（汕头大学-CDIO工程教育联盟.ppt

CDIO工程实践场所的设计与实现 汕头大学工学院 庄哲民 2009.3.29 什么是设计-实现 设计-实现的经验可让学生对实际的产品、过程、系统或一些合理的替代品进行设计、实施(构建、书面表达、制造)和测试。这些经验有时也称为设计－建造、设计－建造－测试、或是设计－建造－飞行。在软件设计方面，学生通常是先设计，然后再写代码。基于竞赛而设置的课程包含了设计－建造－竞赛的各个方面，与传统的基于“纸面”的设计课程相比，本质上这种经验就是让学生实际建造自己的设计并检验其有效性。 设计-实现的经验就是让学生通过一个产品、过程或系统的开发而进行学习的一系列活动。这一经验主要要求通过设计和设施，创造一个能让学生进行具体测试的条件。在这种条件下，学生可以检验产品、过程或系统是否符合实际需求，然后明确可能改进的地方。 项目设计-实现经验的重要性 设计-实现的经验具有双重效果，可以培养学生的个人、团队能力，以及产品、过程和系统的设计与实施能力，同时还能加强所学的学科知识； 通过在课程计划中引入设计-实现项目，可以加强对基础知识的学习，并可为学生提供实际应用的机会； 设计-实现的经验包括主动学习和经验学习；主动学习方式让学生掌握操作、应用以及对构思的评价，而经验学习则是让学生扮演在专业工程实践中的各种角色，从而获取经验； 能够激发学生的学习兴趣，由此吸引学生参加工程实践，并让学生在进入工程专业学习的过程中，一直充满热情和兴趣。 产品项目开发周期与成本举例 设计-实现经验的过程 项目设计的实现－－标准5－设计—实现的经验 导论项目 1级项目的第二阶段（产品的构思） 产品开发要遵循一定的过程程序 规划 概念开发 系统级设计 详细设计 测试与提炼 生产启动 产品的维护、优化 产品淘汰 规划的一般步骤 市场调研，确认市场机遇 项目评估和排序 技术领先、成本领先、以客户为中心、模仿？ 分配资源、安排时间 完成项目前期规划 任务书：指定产品的目标市场、商业目标、关键性假设条件与约束 概念开发 产品的形态、功能和特性的描述 1级项目的第三、四阶段（产品的设计） 将学生组成10人左右的团队，教师也组成指导团队，并由经验及责任心都较强的教师担任组长，在前期调研的基础上指导学生尝试构思并设计一个较大产品。 由于学生还没有开始专业课的学习，所以该项目一开始主要注重于构思（C）阶段，侧重于学生的框图及系统的蓝图设计能力的培养； 随着专业课程的进展，再逐步加强在设计(D)与实现(I)方面的训练。在不同的阶段，我们都要求学生在查阅大量文献、资料的基础上，通过团队内部的研讨、交流，并在导师的指导下不断地完善构思与设计，并在不同的阶段接受质量评估，从而最终达到要求。 2级、3级项目 以相关课程群为基础，构建二级项目 通过多个个2级项目将整个课程体系有机地结合起来，既是对相关课程群的综合，也是对整个教学体系的补充。主要培养学生综合应用相关课程内容的能力，特别注重学生的创新思维能力与终生学习能力的培养。 工程实践场所 为学生提供成功的设计-实现经验需要一个具有合适工作空间、设备和工具的学习环境，我们把这些设施条件称为工程实践场所，以将其与创造性的工程开发联系起来，而与科研需要的传统实验室区分开来。实践场所可以是新建的楼房或对其它使用功能进行重新定位的实验室和房间。它们能够支持简单及复杂的个人或小组项目进行构思－设计－实施－运行的全过程。同时还建立了相关的基础设施，其目的是对主动学习和动手学习策略的支持。 工程实践场所的角色和益处 如果学生要理解构思－设计－实施－运行就是他们的教育环境背景，那么，他们必须融入到围绕C、D、I、O而组织的实践场所。我们可以利用这些实践场所向学生说明这些环境对他们的重要性，并利用这些实践场所加强对他们的教育。 工程实践场所是实施CDIO专业计划的一个关键因素。工程实践场所以及其它提供学生动手学习的环境对于提高学生的设计、建造以及测试产品、过程和系统的能力都是极为重要的资源。标准6的重点就是工程实践场所。 实践场所的设计 工程实践场所的设计是让学生积极地进行创造性和实践性的学习，并支持整个课程计划，这与传统的实验室不同，因为传统的实验室基本上是围绕一个学科和(或)希望学生在项目中充当一个比较被动的角色。传统的工程实践场所往往是让学生学习特定的能力，例如Lab-View实验环境、项目工作室、与工程实践场所相关的CAD/CAM/CAE实验室、以及多媒体环境，而不是一体化的实践场所。另外，传统的学生实验室主要以演示性实验为主，而没有为构思、设计以及团队建设提供支持条件。 构思 构思工程实践场所