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天津北方網訊:“這是一種小型飛行器,用來控制航行方向,還可以進行數據採集,如果加裝攝像頭,還能用來航拍……”日前,中國民航大學CDIO工程項目驗收與展示會在國家級試驗教學示範中心——中國民航大學工程技術訓練中心舉行。其中,2011級初級項目包括8個項目,19組學生,4組專家組,指導老師10餘名,70多名學生參與;2010級高級項目包括19個項目小組,74名學生,11名指導老師參與。
一架民航波音787飛機模型牢牢的停靠在一個測試箱上,做着側飛或仰飛的姿態,這是牛通、樑波、吳萬震、盧高林四位同學用了一個學期的時間完成的飛機姿態源模擬信號發生器。他們設計的這款模擬信號發生器是用來控制民航客機,顯示飛機的姿態,包括俯仰和傾斜方向。評委教師的意見是:這個項目做到了結構創新。通常的做法都是採用轉檯結構來控制顯示飛機的姿態,但是牛通、樑波、吳萬震、盧高林四位同學設計的是利用空間立體三杆聯動實現控制,這樣節省成本,而且精度高,通過控制飛機的姿態來檢測陀螺儀的角度,實現自動控制過程。他們告訴記者:“我們的設計都是在模擬器領域,主要是運用所學專業知識來完成工程方面的創新。這個設計並非是在現實生活中應用,其核心還是從試驗室到試驗室,主要是訓練學生對於工程技術方面的創新能力。如果我們的設計最終被教師們認可採納的話,可能會作爲教學課件使用。”
這邊4個同學圍在一起,用遙控器正在控制一臺小型無人機。這是由吳曉東、吳智、孫雲鵬和嚴楚童四位同學研製的小型飛行器遠程數據採集與現實記錄系統(飛行器姿態採集器)。主要用於採集飛行器數據,可以作爲航模進行表演,也可以加裝攝像頭、加GPS巡航或者用於森林防火等之用。雖然吳曉東、吳智、孫雲鵬和嚴楚童四位同學操控飛行器的技術還有些生疏,但他們的這個創造已經有模有樣了。
一個由四個中空圓盤造型的四軸飛行器在展示現場格外引人注意,它時而高飛,時而低空盤旋,飛行過程也沒有噪音。這個有點像太空飛船的模型叫基於多元導航數據融合的衛星四旋翼控制設計器,又可稱爲四軸飛行器或無人機,是由電子信息工程學院大四學生張靈傑、房明昊、劉睿鵬三位同學利用兩個月時間研製成的。這個“小傢伙”底部有傳感器,可以測量自身飛行高度和航向,可用來導航和控制,機上的攝像頭用來遠程操控飛行器的飛行,還可以用於地質工作探測地形之用和進行航拍。小組成員告訴記者,這個飛行器是通過wifi局域網進行控制,控制範圍在5-10米。當它在空中懸停的時候,由於外部有黑色泡沫包裹,人手可以上去觸摸而不會受到螺旋的傷害。在展示現場,評委教師對這個飛行器的評價是優。
工程技術訓練中心教授華克強是這次CDIO工程項目的評委。華克強教授說:“工程教育,構思創新能力培養很重要。過去的做法是指導教師對項目參與意見過多,很多細節都是指定性的,對於學生創新能力干擾過多、約束過多。這次的CDIO項目,指導教師不做細化要求,只是給出工程和主要指標,定方向就可以了。現在指導教師給出一個題目,學生們可以制定出十個甚至二十個方案,而且一個題目,給不同年級的學生完成,也會有不同的效果。這樣,給學生們很大創作空間,提高了學習能力,有些作品老師都想不到。”
據瞭解,CDIO人才培養模式改革是民航大學高等工程教育改革的一項重要新模式。作爲教育部CDIO改革試點單位,自2010年來,該校以電子信息專業爲試點,按照CDIO標準進行了全面的改革,制定“專業人才培養目標、專業培養標準、標準實現矩陣”,實施課程“綜合化”改革,以設計開發的CDIO項目體系爲抓手推進課程“專題化、實踐化”改革,取得了較好的效果。CDIO班的學生全部以興趣愛好爲導向,做自己感興趣的項目,激發學生對知識的渴求,培養創新思維能力,提高工程實踐水平。從課題項目的構思、設計到實施、運行,完全按照學生自主的設計思路,在項目負責教師的指導下完成。
華克強告訴記者,這次的展示活動主要是由民航大學電子信息工程專業的CDIO項目改革試點班的學生來參與。學校爲每個項目提供2000到3000元的項目資金。每組同學可以邀請非本專業的同學進入項目組參加活動,這樣學生們可以進行學科交叉學習。我們要求學生項目中所用技術要有一定的先進性。
談到工程教育的改革和方向,華克強教授認爲,工程項目的設計規律是先有概念設計、然後是方案設計、初步設計、詳細設計。他說:“工程學科的教育也是要遵循現代企業管理模式來做項目研究,按照行業規範做,做出的作品業內人士可以看懂,不至於和現實脫節。我們在教學過程中,將利益相關者的需求和教學以及項目方案緊密結合起來。設計方向要針對用人單位的需求(市場需求),對於學生還有一個繼續教育培養能力的功能;同時,學校和老師在這一過程中遵循教育規律,找出教育合理性的做法,同時也爲國家培養了具有理論和實踐能力的有用人才。”
談到這次展示,華克強教授覺得很滿意。他對現場學生們展示的作品這樣評價:“參加展示的學生都是大三大四的學生,他們這次展示的作品複雜程度高、綜合性強,比目前學校的畢業設計水平都高。CDIO項目主要是培養學生的工程素質,培養他們的嚴謹性,這樣學生們在學期間就具備了用人和市場需要的本事。電子信息工程學院的學科方向就是信息與通信系統還有控制科學與工程,學生在畢業時都是挑工作,有多少學生都被用人單位搶走了。”(記者吳宏)