基于CDIO教育理念的模擬電子技術課程教學改革初探

周飛紅

摘 要 針對課程教學必須服從和服務于人才培養(yǎng)目標，我校推行模擬電子技術課程教學改革。在教學改革過程中引入CDIO工程教育理念，以CDIO能力培養(yǎng)為主線組織課程教學。介紹了課程教學組織方式、教學方法、實踐教學三個環(huán)節(jié)的改革措施。教學過程中強調學生工程素質的培養(yǎng)，在實踐中取得了良好的教學效果。

關鍵詞 模擬電子技術 CDIO 教學改革 工程素質

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Exploration on Teaching Reform of Analog Electronic

Technology Based on CDIO Conception

ZHOU Feihong

（School of Information Science and Engineering， Hu'nan International Economics University， Changsha， Hu'nan 410205）

Abstract For teaching must obey and serve the talent training goal， we implement teaching reform for Analog Electronic Technology. Introducing the concept of CDIO engineering education in the teaching reform process， we organize teaching process according to the main line of the CDIO ability cultivation. Reform measures include teaching organization， teaching methods and practice teaching. Emphasis on the students' engineering quality in the process of teaching， we achieved good teaching results in practice.

Key words Analog Electronic Technology； CDIO； teaching reform； engineering quality

模擬電子技術是電學類專業(yè)的一門具有鮮明工程背景的專業(yè)基礎課，課程的基本任務是使學生掌握電子技術方面的基本概念、基本原理和基本分析方法，從而初步具備電子技術工程人員的基本素質，為進一步學習后續(xù)各類課程打下良好的基礎。①然而傳統(tǒng)的教學在教學方式與手段上，一般只注重知識的傳授，忽略了工程素質的培養(yǎng)。有學者對企業(yè)對當代大學生素質的要求作了調查，認為當前大學生的素質與企業(yè)需求還有一定的差距，大學生需要從能力、經驗、道德品行等各個方面全面地提升。②在這種學習形勢下，湖南涉外經濟學院（以下簡稱“我校”）作為一所應用型大學，在全校推行以高素質的應用型人才培養(yǎng)為目標的課程教學改革。而CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）工程教育模式恰好是這方面的先行模式和典范，③CDIO代表著構思-設計-實施-運行，它以產品研發(fā)到產品運行的生命周期為藍本，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。該模式強調將能力、素質教育融入專業(yè)知識教育中。為了提高模擬電子技術課程的教學質量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和工程實踐能力的應用型人才，我們以CDIO工程教育理念為指引，從課程教學組織方式、教學方法、實踐教學三個環(huán)節(jié)進行了教學改革。

1 一體化的課程教學組織方式

1.1 不同課程教學的對接與支撐

我校的模擬電子技術和數字電子技術都在大二第一個學期開設，傳統(tǒng)的教學模式下，這兩門課程的教學是相互獨立的，解決問題時，思維受到限制，不能很好地將各門課程內容融會貫通，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也無從談起。推行CDIO教育模式后，對兩門課程整個學期的教學內容和授課次序進行了調整，無論是案例與例題分析還是設計性的實驗或作業(yè)，學生都可以運用所學的知識來解決。如設計信號產生電路時，有的同學用555來實現，有的同學用運放來實現，這樣就可以引導學生對不同方法設計的電路的成本、準確度和穩(wěn)定性進行分析，從而找到最合適的設計方法。經常進行這樣的訓練，有助于提高學生的工程素養(yǎng)。

1.2 個體學習與團隊學習

隨著團隊在組織中的廣泛應用，人們提出“團隊，而非個體，是現代組織中最基本的學習單位”，個體創(chuàng)新行為往往是在團隊工作背景下產生的。④CDIO工程教育模式強調個人能力以及個人交往能力的培養(yǎng)。在學習過程中個體學習是培養(yǎng)自主學習的好方法，也是培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力的手段。團隊學習則比較注重的是培養(yǎng)團隊精神。創(chuàng)建良好的學習伙伴關系和學習化團隊，不僅是一種重要的學習能力，對團隊中每個成員的學習效率產生著決定性的影響，而且對學生健康人格的發(fā)展和協(xié)作、交往能力的培養(yǎng)具有不可替代的作用。因此在教學過程中，除了強調個體學習還特別注重團隊學習。個體學習主要在課堂進行，團隊學習除了課堂時間還有課余時間。將學生以寢室為單位分成若干個小團隊，上課的時候各組同學坐在一起，方便課堂的團隊討論，也有利于促進團隊作業(yè)的順利完成。

1.3 教師講授與學生講授及討論

傳統(tǒng)的教學主要采用“說教”的形式，由于學習內容比較枯燥，學生主動學習的積極性低。雖然對基本電路的分析方法有所掌握，但卻不能靈活運用，缺乏系統(tǒng)項目的訓練。課程組通過分析課程特點，在教學過程中采用教師講授和學生講授相結合的方式。教師講授主要以案例分析為主，通過具體案例來講授所涉及到的專業(yè)知識。一章結束以后，布置幾個設計性的實例，讓學生以團隊為單位自己設計，并安排兩到四節(jié)課的時間供學生講授設計思路、所涉及到的知識，并組織全班同學進行討論。理論聯(lián)系了實際，學生的學習就有了興趣，這種組織方式能讓學生體驗了過程的艱辛以及探得結果的成就感。

1.4 教學反饋機制

傳統(tǒng)的以考試成績來反映教學效果以及學生的掌握程度的反饋機制不僅不能反映真實的情況，對學生的學習積極性也有一定程度的打擊。因此，必須建立更加合理的教學反饋機制來監(jiān)控教學質量和效果。圖1可以用來概括在整個教學活動中的過程管理。

本反饋環(huán)中小節(jié)的反饋主要采用提問復習知識點的方式進行，一般在講授新內容之前進行；小節(jié)結束以后通過作業(yè)來鞏固知識點；章結束后通過設計型電路來測試學生的綜合應用能力；全部章結束后，采用一次綜合性的課程設計來測試學生對所有已學專業(yè)基礎課程知識的應用能力。在各反饋環(huán)節(jié)中，除了作業(yè)外可以根據學生的層次制定不同難度和學習目標的考核內容；在成績計入方面，有區(qū)別地對待。對于特別有想法，設計思路特別好的學生可以適當加分。

與一般的教學模式相比，該反饋機制更加關注工程推理，可以訓練學生的系統(tǒng)思維模式，有助于提高學生發(fā)現問題，解決問題的能力。

2 多元化的課程教學方法

2.1 演示教學法與案例法的靈活運用

模擬電子技術課程內容復雜枯燥，掌握程度依賴于學生的理解能力。演示教學法就是將特定的教學內容形象生動地介紹給學生。⑤如在講解器件時，為了避免了抽象可以通過實物展示的方式使學生認識器件；在講解PN結時，可以采用flash多媒體演示，將半導體內部載流子的運動過程直接生動地展示在學生眼前，可以加深學生的理解；而對于具體電路的分析，如單管共射極放大電路的研究時，采用Multisim軟件仿真對于元件參數對放大電路性能的影響則顯得更直觀，更有說服力。在分析各種電路時，教師還要選擇好案例，最好同一個案例用不同的分析方法或是同一個案例經過小小的變化以后變成另一個例子來分析。這樣學生就對同一電路的不同分析方法或是不同組態(tài)電路的分析有一個系統(tǒng)的了解。

2.2 項目驅動與問題引導

項目教學法在教學過程中注重理論與實踐相結合，在教學過程中，選擇合適的項目，比如一個具有電子混響、音調控制，并可實現卡拉OK伴唱的音響放大電路。音響放大電路可以分成幾個小的模塊，比如話筒放大電路，電子混響電路包括濾波電路、延時電路、時鐘脈沖產生電路、混響前置放大電路，音調控制電路和功率放大電路。在講授相應內容時可以作為案例，也可以作為章結束后的設計性電路。課程結束后，學生整合并適當調節(jié)參數就可以設計出音響放大電路。在教學過程中還要注意多采用問題引導的方式，讓學生自己去摸索，教學效果更好。

3 實踐教學改革

我校的模擬電子技術課程課時安排為：理論72課時，實驗18課時。為了在實驗中體現模擬電子技術理論知識在實際電子電路中的應用，采用驗證性實驗在課堂或課后以仿真的形式進行，在實驗室進行綜合性和設計性實驗的方式。在實驗教學過程中，指導學生按“設計目的及要求—查閱相關資料—實驗方案設計—計算機仿真—元器件選擇—實驗室實施”過程完成實驗。前面四個步驟在課后進行，最后兩個步驟到實驗室完成。這種實踐教學方式一方面提高了學生應用所學知識設計電路及調試能力，另一方面也熟悉了從理論到工程實踐的流程。

4 結束語

通過模擬電子技術課程改革，我們發(fā)現引入CDIO工程教育理念后，逐漸建立了以往教學中缺乏的工程觀念，激發(fā)了學生的學習興趣，培養(yǎng)了學生的團隊意識，同時對教師自身的水平也做出了更高的要求。教學改革永無止境，是一個需要一直探索的領域。只有這樣，我們才能夠培養(yǎng)出適應時代需要的高素質的創(chuàng)新性應用型人才。

基金項目：湖南省普通高校2013年度教學改革研究項目（湘教通[2013]223號-496）；湖南省普通高等學校2012年度教學改革研究項目（湘教通[2012]401號-489）；湖南省普通高等學校“十二五”專業(yè)綜合改革試點項目（湘教通[2012]266號-65）；湖南省普通高等學校2011年度教學改革研究項目（湘教通[2011]315號-427）；湖南涉外經濟學院2013年度教學改革研究項目招標項目（湘外經院教字[2013]77號-14）

注釋

① 華成英，王紅，葉朝輝.電子技術基礎課程研究型教學模式的探索與實踐[J].北華航天工業(yè)學院學報，2011（4）：41-43.

② 許慶亞.企業(yè)對當代大學生素質要求的調查與思考[J].文教資料，2013.10：151-153.

③ 胡雄心，姚遠，高紅俐.CDIO模式下模電授課模式的探討[J].電氣電子教學學報，2008.4（30）：106-108.

④ 王莉紅，顧琴軒等，團隊學習行為、個體社會資本與學習傾向：個體創(chuàng)新行為的多層次模型[J].研究與發(fā)展管理，2011.4（23）：11-18.

⑤ 何敏，趙鍇等.演示教學法在模擬電子技術難點內容教學中的運用研究[J].當代教育論壇，2010.7：104-105.