CDIO在數字電子技術教學模式改革中的運用

余會娟

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CDIO在數字電子技術教學模式改革中的運用

余會娟

（安徽醫學高等專科學校 醫學技術系，安徽 合肥 230061）

CDIO技術是我國最新引進并廣泛推廣的工程類教學模式，其教學理念有助于為國家培養高素質復合型工程人才。論文基于CDIO基本理念，分析當前我國數字電子技術教學模式出現的問題，探討CDIO教學理念應用到數字電子技術教學模式改革的意義，并以CDIO為基礎對教學模式改革提出針對性建議，以期推動CDIO教學理念在我國高等教育中的發展應用，促進高素質人才培養。

CDIO；數字電子技術；教學模式改革；合理運用

1　CDIO

1.1 起源和發展

CDIO是在2000年由麻省理工學院與瑞典皇家工學院等四所大學經過四年探索研究，創立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。在我國，從2005年開始，由汕頭大學執行校長顧佩華教授發起，開始對CDIO工程教學模式進行分析并實施，取得明顯效果。隨后我國教育部開始開展CDIO工程教育模式高校試點工作，包括汕頭大學、上海電機學院等數十所高校。

1.2 概念

CDIO（conceive，design，implement，operate）教學模式中，C代表構思（conceive），D代表設計（design），I代表實現（implement），O代表運作（operate）。CDIO模式強調學生以學生主動實踐、課程之間有機聯系的方式進行工程學習，CDIO培養大綱要求工程畢業生能力分為基礎知識能力、個人能力、團隊能力和工程系統能力四個方面，以綜合培養的形式使學生達到工程師職業要求和預定目標[1]。

2　教學現狀

2.1 教學形式單一

受傳統教學模式影響，數字電子技術課程的授課通過教師灌輸式講解，學生聽課記憶并機械性的進行實驗實踐，缺乏自主思考和主動實踐的過程，學生對學習的主動探究性和積極性不高，沒有自主學習的激情和興趣，對自身發展沒有合理規劃，長此以往，學生的個人能力發展將嚴重受阻，學生的創新思維將被扼殺，主觀能動性難以更好地培養。教師在授課過程中更注重理論知識傳授，忽視了學生綜合能力的培養，且對實踐課程的重視度不足，導致學生的職業技能和職業素養與社會要求不符，影響了學生畢業順利就業[2]。

2.2 教學內容陳舊

數字電子技術課程分為理論課程和實踐課程兩個部分，多數學校在進行授課時弱化了實踐教學，且實踐教學課題理論陳舊缺乏新意，缺乏實用背景，學生無法將所學知識應用于實踐，使理論同實踐脫節，學校同社會脫節。在課程內容設置上，數字電子技術內容知識點孤立，每章都有相應重點難點但不成體系，重點之間相對獨立，無法與EDA等課程形成循環知識體系，知識結構缺乏完整性，無法使學生在腦海中形成知識框架，跟上數字電子技術發展。

2.3 教學評價僵化

當前我國高校教學評價審核主要是通過課堂成績和期末成績兩個部分組成，課堂成績基本占30%，主要參考出勤率和隨堂測驗成績；期末成績基本占70%，主要通過閉卷筆試答題的方式進行學生知識掌握能力檢驗。數字電子技術知識點較多，每章后面都有例題講解，學生只要通過平時知識積累和例題分析，就能通過考試，基于這種教學評價的學生學習還處在應試教育的學習方式，學習積極性不高，以通過考試為目標，忽視了個人能力的培養，甚至還會出現臨時抱佛腳的現象，與數字電子技術教學要求和社會人才要求大相徑庭[3]。

3　基于CDIO理念的教學改革意義

3.1 提升技術知識

CDIO理念能力要求學生具備豐富的技術知識和推理能力，缺乏技術知識指導會造成實驗偏差，缺乏推理能力會造成實驗盲目。所以基于CDIO理念指導的教學改革能夠有效幫助教師拓寬教學渠道、改善教學內容，優化教學方法，樹立以理論指導實踐的教學方向，進而幫助學生通過自主學習、自主探究的方式提升技術知識技能水平，培養較強的實踐能力。根據CDIO能力一級綱要，學生需具備扎實的基礎科學知識、核心工程基礎知識，最后達到高級工程基礎知識儲備[4]。

3.2提升職業素養

學校在對學生進行培養時，容易忽視人才對人才職業素養和職業道德培養，造成學生對工作的恐慌和對工作環境的不適應，易在社會工作環境氛圍內產生功利心里，進而影響自身職業發展。CDIO中的能力要求學生掌握個人技能，善于調控個人態度，具備職業道德和責任感。在數字電子技術教學中應用CDIO理念能夠促進學生的德育教育，培養學生樹立正確的三觀和職業操守，樹立高尚人格，進而將個人素質與職業規劃與世界工程界保持同步。

3.3培養人際交往

CDIO要求學生具備團隊能力、交流能力和外語交流能力，在教育改革中，教師應該有意識的引導學生進行團隊交流，例如在教學中以小組討論和實驗的形式促進學生相互磨合、取長補短，在團隊中形成自我角色意識，形成協作能力和領導能力。同時應鼓勵學生流暢掌握英語日常交流和所學專業知識英語，能夠順利吸收國外的先進技術理念和實驗經驗，不斷提升個人能力，能夠使用英語同國外相關人士進行交流，保持同世界的同步性。

3.4提升實踐能力

高等教育對人才的培養應以社會需要為主，數字電子技術作為實踐性強的科目，其教育教學的主要培養方向應是學生實踐能力。根據CDIO理念要求，學生應該能夠通過個人能力進行構思、設計、實施和運行，即具備社會對人才獨立性的要求。很多學生在經過大學四年的學習之后依舊無法進行獨立工作，還需要積攢2-3年經驗，這都是由于在教學中實踐能力教學不突出，學生沒有相關的工作經驗，需要很長的崗位適應階段，所以CDIO模式的引進有助于學生提升實踐能力，豐富工作經驗，提高實際應用能力，幫助學生盡快適應工作需要[5]。

4　基于CDIO理念的教學改革建議

4.1 教學模式

理論教學。數字電子技術教學理論教學改進可以通過多種方式進行，例如：①進行啟發式教學，在授課前提出啟發性問題，引導學生進行自主研究分析，通過個人研究或小組討論的方式進行問題分析，自己尋求解決問題的答案，并通過教師的指導對問題進行延伸，從而加深學生的知識印象，培養學生獨立自主、團隊協作、克服困難的能力，激發學生學習激情和靈感，提高主動學習的積極性；②互動式教學，即改變教師在教學中的角色，深入學生中同學生一起學習，促進學生同教師之間的交流，能夠幫助教師掌握每位學生的學習狀況和理論知識掌握情況，建立良好的師生情感和關系，同時通過賞識教育培養學生的自信心，增強其對學習的興趣；③技術教學法，通過多媒體設備為同學演示實驗過程，著重實驗重難點進行講解，如通過FDA軟件演示信號流向或器件連接，使知識點能夠串聯，組建關聯性強的知識網，活躍課堂氣氛，調動同學積極性，讓學生在輕松愉悅的氛圍中感受知識的魅力。同時，學校可以通過聯合教學的方式，吸收先進理論知識，分享理論研究成果，例如汕頭大學同加拿大卡爾加里大學進行CDIO留學生交流項目[6]。

實驗教學。實驗教學中要注重學生自主動手解決問題能力的培養，通過案例教學的方式，引進國際上的最新課題，從易到難進行數字電子設計研究。首先在進行實驗前，要讓學生們進行課前預習，利用FDA進行模擬實驗，一方面能夠幫助學生掌握實驗環節和注意事項，另一方面能夠減少實驗失誤和儀器損壞，延長其使用壽命和周期。然后在實驗教學中可以進行學生展示性實驗，即鼓勵學生進行登臺實驗，能夠幫助學生找出自己的不足，挖掘自身潛力，分享實驗經驗和設計理念。最后教師對實驗結果進行客觀評價和指導，通過實驗結果和實驗過程中學生表現出的素質給予雙向評價，鼓勵學生培養個人綜合能力。同時，實驗教學可以通過多科知識體系串聯的方式，進行豐富實驗教學。例如以東北林業大學機電工程學院為例，在實驗中引進FDA軟件進行嘗試，在實驗課題、實驗過程等都各方面進行有小常識，取得了良好的教學效果[7]。

4.2 教學內容

基于CDIO教學培養原則和教育培養方向，對數字電子技術課程內容改革應明確以理論指導實踐，注重實踐實用性為主題，通過項目設計將理論知識體系進行串聯，所有的教學項目都應圍繞指導實踐應用展開。根據CDIO教學對人才能力培養的要求，可以講課程教學內容劃分為三部分：①數字電子技術原理；②數字邏輯電子電路設計；③數字電子技術應用。通過對教學內容進行劃分能夠幫助教師清晰教學中的重點知識，梳理難點，選擇實用案例，幫助學生加深知識點記憶，掌握各課程之間的關聯，從而突顯設計與實踐的重要性[8]。例如北京交通大學侯建軍老師主講的數字電子技術書精品課中，課程設置從數制與編碼開始通過多媒體教學由簡至難，循序漸進，突出重難點，例子新穎，課堂氣氛活躍。

4.3 考核評價

CDIO教學模式強調學生的實際能力和對知識理論的應用，培養符合社會需求的工程人才[9]。因此在考核評價上，應注重學生綜合評價，從日常學習學生能力和知識的積累，到期末考評，應從多個方面開展評價考核機制，基于這種機制，應關注學生在學習過程中體現的態度、素養、人際能力和知識儲備，減少期末理論考試總評所占比例，筆者建議期末成績占總成績40%，平時成績占50%，引進實踐評價機制，將學生在校外實踐和交流獲得的企業學校評價作為參考，放入總評價中，占10%。然而，考核評價標準需要規范的同時并不能僵化，對于有特殊設計才能和實踐才能的學生應該給予鼓勵幫助，在考核中突出其優勢，才能夠促進學生開發自身潛能。總之，評價標準應合理而靈活，既要注重學生基礎理論儲備，又要注重學生實踐能力和個人素養[10]。

結 論

綜上所述，為應對社會對電氣人才專業化需求，數字電子技術教學改革迫在眉睫，基于CDIO理論指導和原則，重構教學模式，完善教學內容知識框架，重建考核評價標準，對人才進行理論知識、職業素養、團隊人際交往和實踐應用等多方面培養，以國家對精英人才的需求，推動我國電子工程事業不斷發展和國家綜合國力的提升。

[1]楊雪,王玫.CDIO在數字電子技術教學模式改革中的應用[J].南京工程學院學報,2010,(1):65-68.

[2]楊啟堯,程森,吳豪,等.基于CDIO理念的電子技術課程項目式教學改革與實踐[J].浙江水利水電學院學報,2014,(3):90-92.

[3]王榮杰,陳美謙,周海峰.基于CDIO教育理念的數字電子技術課程教學模式重構[J].航海教育研究,2015,(1):58-60.

[4]朱猛,劉麗娟.應用型高校基于CDIO理念的《數字電子技術》教學改革[J].信陽農林學院學報,2015,(1):159-160.

[5]厲威成.CDIO模式的教育理念及其實踐研究[D].四川師范大學,2012.

[6]湯敏.基于CDIO模式的數字電子技術教改初探[J].中國教育技術裝備,2012,(6):81-82.

[7]張妤,白雪冰,戴天虹.基于CDIO的“數字電子技術”教學改革探討[J].中國電力教育,2013,(26):53-55.

[8]王殿君,王偉,張寶生,等.CDIO人才培養模式在機械電子工程專業綜合訓練中的應用[J].安徽師范大學學報(自然科學版),2011,(3):241-243.

[9]帥春江,王少華,聶翔.基于CDIO模式的西部地方高校電子技術課程教學改革探究[J].高教學刊,2015,(1):101-109.

[10]楊啟堯,程森,吳豪,徐柳娟.基于CDIO理念的電子技術課程項目式教學改革與實踐[J].浙江水利水電學院報,2014,(9):110-119.

（責任編校：京華，俊華）

2016－03－11

余會娟（1979－），女，安徽合肥人，安徽醫學高等專科學校醫學技術系講師，碩士，研究方向為電子信息。

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