基于CDIO教育理念的“電磁場微波技術(shù)與天線”課程改革

吳靜+安嘉黛+徐艷

摘 要 文章介紹了基于CDIO教育理念的“電磁場微波技術(shù)與天線”課程改革。闡述了培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置等。對課程教學(xué)進行合理設(shè)計并指導(dǎo)實踐教學(xué)。該課程教學(xué)改革目的在于提高學(xué)生的專業(yè)知識，培養(yǎng)綜合能力，實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 CDIO教育理念 課程改革 實踐教學(xué)

中圖分類號：G424 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.09.035

Abstract Curriculum Reform in Electromagnetic field microwave technology and antenna based on CDIO educational idea is proposed. Training target and curriculum set are introduced. Curriculum teaching is set reasonably and is used to guide practical teaching. Realizing talent cultivation target are the purposes of curriculum reform which can improve students professional knowledge and train students abilities.

Key words CDIO educational idea； curriculum reform； practical teaching.

0 引言

CDIO是2004年由瑞典皇家工學(xué)院、瑞典查爾摩斯工業(yè)大學(xué)、瑞典雪平大學(xué)和美國麻省理工學(xué)院共同創(chuàng)立的工程教育改革模式。CDIO分別代表Conceive 、Design、Implement和Operate，即學(xué)生以所學(xué)的專業(yè)知識為基礎(chǔ)，自主在產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行中“做中學(xué)，學(xué)中做”，讓學(xué)生主動的在實踐中將理論知識與實踐相結(jié)合，提高學(xué)生的能力。CDIO理念從四個方面培養(yǎng)學(xué)生的能力，即基礎(chǔ)知識、個人能力（自主學(xué)習(xí)能力、獨立思考、分析和解決實際問題能力等）、團隊能力（表達、溝通能力和團隊協(xié)作能力等）和工程系統(tǒng)能力。

“電磁場微波技術(shù)與天線”課程改革以CDIO教育理念為向?qū)ВY(jié)合地方院校學(xué)生自身特點和課程結(jié)構(gòu)積極探索人才培養(yǎng)新思路新方法，首先，給出培養(yǎng)目標(biāo)。其次，依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)合理設(shè)置課程。最后，指導(dǎo)實踐教學(xué)。學(xué)生在開放的學(xué)習(xí)環(huán)境中以理論教學(xué)和實驗設(shè)計與實現(xiàn)為載體， 學(xué)生根據(jù)實驗?zāi)康囊孕〗M的形式積極主動進行產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計、實驗和驗證，用理論基礎(chǔ)知識解決實際問題以培養(yǎng)學(xué)生動手能力，學(xué)生在實踐中積累、總結(jié)知識，小組的共同協(xié)作完成學(xué)習(xí)任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生團隊能力等。培養(yǎng)學(xué)生綜合能力實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

1 基于CDIO教育理念的“電磁場微波技術(shù)與天線”課程改革

1.1 課程改革培養(yǎng)目標(biāo)

基于CDIO教育理念的“電磁場微波技術(shù)與天線”課程改革根據(jù)目前國家和社會對電子信息工程專業(yè)和通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)需求，并結(jié)合地方院校學(xué)生自身特點和“電磁場微波技術(shù)與天線”課程結(jié)構(gòu)明確該課程培養(yǎng)目標(biāo)，對課程教學(xué)進行合理設(shè)計并指導(dǎo)實踐教學(xué)。

基于CDIO教育理念的“電磁場微波技術(shù)與天線”課程本科人才培養(yǎng)目標(biāo)為：要求學(xué)生掌握電磁場微波技術(shù)與天線相關(guān)專業(yè)知識，即要求學(xué)生掌握宏觀電磁場分布及電磁波輻射和傳播的基本規(guī)律，要求學(xué)生掌握用微波網(wǎng)絡(luò)理論來研究簡單微波系統(tǒng)，要求學(xué)生掌握線天線的方向圖特性和線天線的基本測量方法；培養(yǎng)學(xué)生個人能力（自主學(xué)習(xí)能力、獨立思考、分析和解決實際問題能力等）；培養(yǎng)學(xué)生團隊能力（表達、溝通能力和團隊協(xié)作能力等）；培養(yǎng)學(xué)生工程系統(tǒng)能力。

1.2 課程設(shè)置

以CDIO為理念，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，編寫教學(xué)大綱，科學(xué)設(shè)置課程。課程設(shè)置包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和課程評價體系，目的是實現(xiàn)學(xué)生對該課程所學(xué)的專業(yè)知識的融會貫通，實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

1.2.1 教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容包括理論教學(xué)和實驗設(shè)計與實現(xiàn)兩部分。理論教學(xué)從電磁場、微波技術(shù)和天線三個方面來介紹課程相關(guān)內(nèi)容。理論教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

實驗設(shè)計與實現(xiàn)由教師依據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容合理給定若干實驗題目及實驗?zāi)康摹Ｒ髮W(xué)生依據(jù)實驗題目及實驗?zāi)康淖约涸O(shè)計實驗框圖并選定實驗器材，寫出相關(guān)實驗原理、實驗內(nèi)容，并最終以實驗報告呈現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)成果。實驗設(shè)計與實現(xiàn)內(nèi)容如表2所示。實驗設(shè)計與實現(xiàn)包括“學(xué)中做”和“做中學(xué)”兩個階段。例如： /4阻抗匹配器的設(shè)計實驗。“學(xué)中做”指學(xué)生以小組的學(xué)習(xí)形式根據(jù)教師給定的實驗題目及實驗?zāi)康拿鞔_認(rèn)識自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，對問題進行思考、分析實驗原理，根據(jù)實驗中出現(xiàn)的問題自行查閱資料、分辨信息、獲取有價值的信息，畫出自己的實驗框圖，選擇器材并測量相關(guān)參數(shù)。“做中學(xué)”指學(xué)生根據(jù)實驗中出現(xiàn)的問題表達、討論、溝通、查閱資料、修正、調(diào)整直至完全達到實驗?zāi)康模⒌贸鲎约旱膶W(xué)習(xí)小結(jié)。“學(xué)中做”和“做中學(xué)”在要求學(xué)生掌握“電磁場微波技術(shù)與天線”課程基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)學(xué)生個人能力（自主學(xué)習(xí)能力、獨立思考、分析和解決實際問題能力等）；培養(yǎng)學(xué)生團隊能力（表達、溝通能力和團隊協(xié)作能力等）；培養(yǎng)學(xué)生工程系統(tǒng)能力。

1.2.2 開放式教學(xué)環(huán)境

理論教學(xué)每個2/3學(xué)時先由教師講解“電磁場微波技術(shù)與天線”課程相關(guān)專業(yè)知識，剩余1/3學(xué)時由學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考、討論和老師解惑答疑。

實驗設(shè)計與實現(xiàn)包括三個階段。首先，學(xué)生在開放式教學(xué)環(huán)境根據(jù)教師給定的實驗題目，以小組的形式，依據(jù)理論教學(xué)中學(xué)習(xí)的相關(guān)理論知識表達自己的想法，共同交流、溝通和探討，完成對實驗原理構(gòu)思、設(shè)計，學(xué)生通過“學(xué)中做”將理論聯(lián)系實際，能夠深刻理解所學(xué)的專業(yè)知識，學(xué)有所用。其次，小組在實驗中根據(jù)實驗中出現(xiàn)的問題查找資料、交流、討論和反復(fù)修正直到完成實驗的驗證。最后，每一位學(xué)生根據(jù)本次實驗遞交學(xué)習(xí)小結(jié)書面報告，完成“做中學(xué)” 。

2 課程評價

“電磁場微波技術(shù)與天線”課程改革實行考試制度改革，強化過程性考核評價。過程性考核評價涉及考查內(nèi)容包括實驗內(nèi)容、實驗?zāi)芰Γ▽嶒灱o(jì)律、實驗態(tài)度和實驗?zāi)芰Φ龋┖蛯嵙?xí)報告鑒定。過程性考核評價合理測評教學(xué)效果，反饋課程改革成果，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)束語

基于CDIO教育理念的“電磁場微波技術(shù)與天線”課程在開放式教學(xué)環(huán)境中學(xué)生自主學(xué)習(xí)、溝通協(xié)作，教師解惑答疑、因材施教，將傳統(tǒng)的教師教轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動學(xué)習(xí)，實現(xiàn)學(xué)生對該課程所學(xué)的專業(yè)知識的融會貫通，培養(yǎng)學(xué)生能力，實現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻

[1] Crawley ， E. F. ， Malmqvist ， J . ， Ostlund ， S. ，& Brodeur，D. R. ， Rethinking Engineering Education ：The CDIO Approach（New York： Springer ，2007， 15.

[2] 顧佩華，沈民奮，李升平，等.汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008（1）：12-20.

[3] 鐘金明，李苑鈴.基于CDIO理念的工程教育實踐教學(xué)改革初探[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2009（6）：67-69.

[4] 蘇黎. 高校“兩課”課程“教學(xué)做”一體化教學(xué)模式探索[J].高教論壇，2012 （12）：84-87.

[5] 雷環(huán)，愛德華·克勞利.培養(yǎng)工程領(lǐng)導(dǎo)力引領(lǐng)世界發(fā)展——麻省理工學(xué)院Gordon 工程領(lǐng)導(dǎo)力計劃概述[J].清華大學(xué)教育研究，2010.31（1）：77-83.