CDIO模式下的模擬電子技術教學改革方法的探索與研究

周妮++賀達江

摘 要：文章借鑒CDIO教育理念來分析模擬電子技術課程的特點，在總結以往成功教學經驗的同時，從教學內容與方法、以及教學手段等方面提出了一些改革方案，教學活動中，注重學生運用新知識、新技術的能力，強調學生創新能力和交流溝通能力以及團隊合作能力的培養，同時構建新的考核評價體系。為推動相關課程改革，培養應用型本科人才，實施卓越工程師計劃，起到十分積極的意義和作用。

關鍵詞：CDIO 實踐能力培養 探索

中圖分類號：TN710-4；G642 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（a）-0196-02

模擬電子技術課程是電子信息與電氣類專業學生的必修專業基礎課，是一門理論性和實踐性都很強的課程。它是其它后續課程的基礎，為將來學好數字電子技術、高頻電子技術，以及相關計算機課程和集成電路應用等起到鋪墊作用，它的發展反映著當今計算機技術發展的最新動態。

但是經過多年的教學發現想學好模擬電子技術，對于一般院校的大學生并不是那么容易。有很多學生反映在課堂上能聽懂老師講解的部分，回去練習后發現電路圖稍微復雜就無從下手，綜合實驗的設計制作電路更加困難。按道理說，需要學生動手操作的課程一般能引起學生的興趣，但是由于課程內容多、雜、活，知識點更新快，要求學生對所學知識靈活掌握的同時，還要求對相關知識不斷更新；同時抽象的電路非常多，有些單元模塊在電路存在相似之處但是細微的不同導致電路實現的功能千差萬別。一些學生因為在理論學習中產生的畏懼感使他們覺得實踐操作也索然無味，連帶著對遇到與模擬電子技術相關課程都會產生畏難情緒，從而影響了后續相關專業課程的學習。另外，課程內容的陳舊、繁多使得教學理論不能深入，實驗流于形式或是根本沒有實驗課程的安排[1]。因此，有必要探索新的教學方法。該文主要就CDIO模式下，對模擬電子技術進行項目化教學改革，提出一些探索與思考。

1 CDIO模式下模擬電子技術改革的理念

CDIO是以美國麻省理工學院為首的世界幾十所大學展開的新型工程教育改革模式，主張以產品研發的構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）（簡稱CDIO）為載體，培養學生具有終身學習能力、團隊協作能力、專業技能和工程能力[2-5]。自引入中國以來，對中國工程教育產生了深遠的影響。2008年4月教育部高等教育司發文成了“CDIO工程教育模式研究與實踐課題組”，開展CDIO工程教育模式試點高校骨干教師培訓班等，至今，國內超過100所得高等院校的老師全面接受CDIO人才培養模式的培訓，并逐步有序的開展基于CDIO理念的教學改革[2-5]。

經過各個學校多年改革的經驗表明針對模擬電子技術工程性的特點，將CDIO的教育理念貫穿于課程的知識體系結構設計、教學方法多元化、教學過程的開發與管理、教學效果評價體系的改革實踐中是可行的。

2 基于CDIO模式的課程改革

CDIO模式定義強調除了基礎知識外，還需要在個人能力、人際團隊能力和工程系統能力這幾方面的培養。不同的教師、不同的專業需求必然使得教學形式有所不同，并沒有統一的操作流程和步驟。CDIO相比以前的教學方式，更加資源開發、寬松自由、包容性要求更強。針對本人的能力和對CDIO理念的理解，以及學生的實際情況，改革將以3個方面著手。

2.1 CDIO模式的教學體系改革

現行的大學人才培養目標是“培養高素質技能型人才”，在就業壓力加大的背景下，我們應當把改革的重點放在改革學科結構，打破傳統的學科性課程結構，建立以“工作任務為中心”、“以項目為載體”的課程結構[2-3]。

“模擬電子技術基礎”課程內容包括基本放大電路、集成運算放大器的應用、信號產生電路、直流穩壓電路等[2-5]。因為課程內容比較零散，學生經常感到學的吃力，學過之后不會應用。在課程改革中，利用“學做合一”，以幾個基本工作項目為核心，將所有相關聯的知識點，技能點串接在一起，學生邊做邊學，是學生受到所見即所學，所學即所用，從而提高學生的學習興趣，培養學生的學習能力、工作能力、專業能力和職業能力。

針對此部分改革本人編寫了《模擬電子技術項目指導講義》，書中共分為4個章節，先介紹了模擬電子技術項目設計的方法和步驟以及教學安排；其次，以“RLC串聯諧振電路仿真實驗”、“負反饋放大電路仿真實驗”和“差動放大電路仿真實驗”幾個簡單的基礎實驗為例，讓學生初步接觸硬件電路的仿真軟件，通過完成相應實驗掌握仿真軟件的使用，為后續綜合設計做準備；第三部分內容是基礎項目的設計，引入了“直流穩壓電源的設計”、“方波-三角波發生器”、“功率放大器”、“RC正弦波振蕩器“和“有源濾波器”5個基礎項目，在設計中初步掌握構思（Conceive）、設計（Design）、實施（Implement）和運作（Operate）這樣一個過程；最后安排了12個綜合設計題目，并對其設計方法和步驟做了相應的描述，還提供了部分參考選題供學生選擇，是設計具有多樣化的特點，符合CDIO理念。

2.2 CDIO模式的教學方法設計

在新的教學方法中，把理論和實踐課題結合起來，改變原來理論教學、實驗、實習分立的局面。在教學過程中，先對基礎理論做深入講解，學完一個模塊就馬上給學生布置相關實訓項目，在實訓當中進行仿真、討論，鞏固理論所學，將實際與理論聯系起來講解。

首先由主講老師明確教學實施計劃；制定相應的“項目”任務書；準備好教學課件和完善的教學器材，以及教學、實訓項目所需的材料和相關電子儀器。在對學生做了相關基礎知識的理論課程講解以后，就進入到項目的實施過程。

項目分析及討論環節分成三階段進行，先是個人獨立思考分析的階段，接著進行集體討論，最后進入項目的實際動手設計、完成階段。老師在這個過程中為學生提供相關項目供他們選擇；課堂教學中老師可以講解一下相關實例，為學生做一些簡單提示；分組過程中可以學習小組中其他成員的設計思想取長補短；經過這一系列的思考討論后，學生就可以回去獨立完成電路的設計與仿真了。

在項目的整個實施過程中，老師的作用是一個被咨詢者和輔助者，讓學生起著主導作用。一個項目的教學過程是一個：構思——設計——實施——運作的過程。通過一個一個的作品設計，培養學生動手能力，將理論教學和實踐教學兩方面緊密結合，從而達到培養學生專業能力、分析解決問題的能力、團隊協作的能力，為將來走出社會打下堅實的基礎。

2.3 CDIO模式的教學效果評價體系

傳統的考核方法主要是考核理論知識。而實驗是作為單獨的一門課程進行考核的，對學生要求較低且學分較少。這種考核方法嚴重忽視了模擬電子技術實驗是加深、鞏固學生所學理論知識的一種重要的教學手段和途徑，導致學生不重視平時的實際動手，更注重去背公式、記例題，對于作業和實驗報告他們只需抄襲一下交上來應付老師、應付考試[1]。

在保護學生求知欲、進取心的前提下，將采用學生互評和教師針對項目完成質量進行評估相結合的考核方法。

在項目實施過程中，對每一個環節都做相應的教師評分和小組互評分，一方面提高動手能力、另一方面也能提高學生的協作能力。教師針對每一部分每一環節給出詳細的評分標準。

理論設計與總結報告成績評分標準可以根據：設計態度；是否很好地完成設計任務；方案論證是否正確，電路工作原理是否清楚，單元電路設計是否計算正確，元器件的選擇是否正確合理，總電路工作原理分析是否正確以及畫出的總電路圖是否規范，總結是否完整，設計說明書是否規范等方面考察。而考核成績則根據：口試中能否正確回答所有問題，基本知識是否扎實，能否分析電路中可能出現的一切問題及解決問題的方法來評測。學生互評則能檢測出學生的人際交往、與人溝通、團隊協作能力的差異。

3 實踐效果與結論

該次課程改革之前，本人已經試著在該院的2014級通信工程3、4班這兩個班的部分學生中進行了相關小項目的實施運作。學生反映這種學習模式讓他們受益良多。2016年該院參加湖南省電子設計大賽的主力軍就是這一屆的學生，并且在比賽中取得了優良的成績。通過實踐證明，在模擬電子技術課程教學中采用CDIO工程教育模式是能夠有效激發學生的學習興趣，提高學習效率的。

計劃從2015級通信工程5班開始全面實施這種模式教學改革。希望通過CDIO工程教育模式的教學，培養學生個人專業能力和素質、實踐能力和創新能力、團隊精神和溝通能力，為學生今后開展工作打下良好基礎，將成為培養卓越工程師人才的有效途徑。

參考文獻

[1] 賀達江，肖景，楊恒玲，等.以應用技術型人才培養為目標的本科教學考核與評價制度探索——以模擬電子技術課程考核為例[J].懷化學院學報，2014，33（12）：116-118.

[2] 顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2013（3）.

[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，2008，30（4）：106-108.

[4] 陳永強，楊明欣.CDIO模式下《模擬電子技術》課程改革與實踐[J].教育教學論壇，2011，21（12）：27.

[5] 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].北華航天工業學院學報，2011（4）：41-43.