CDIO模式電子信息工程導論的教學探討

廖小芳

【摘 要】基于國際流行的CDIO模式和高等工程教育的先進理念，探索構建電子信息工程專業導論的課程體系，將理論教學和實踐教學相結合，讓學生在學習專業知識的同時體驗工程項目的設計實踐過程。

【關鍵詞】CDIO；電子信息工程；導論

0 引言

電子信息工程專業具有很強的工程性和應用性，電子信息工程人才應該是掌握了專業知識和綜合性技能，具有開拓精神和創新實踐能力的復合型人才。而現階段的大學教育仍然存在“重理論、輕實踐”的現象，忽視了學生創新能力的培養[1]，與企業和社會需求嚴重脫節。而CDIO工程教育模式強調“知識傳授與能力培養并重”[2]。因此，為使剛入學的大一新生從理科生向工科生轉變，通過開設導論性課程，從新生入學的起始階段就將工程實踐引導入門，盡早對新生進行工程訓練，激發學生對工程領域的興趣。基于CDIO模式的電子信息工程專業導論就是基于以上問題提出的專業引導課程，它將理論教學和項目實踐有機聯系起來，讓學生在學習專業知識的同時體驗工程項目的設計過程，幫助學生樹立正確的工程教育理念[3-4]，為學生了解本專業、深入學習本專業的知識打下良好的基礎。

1 CDIO模式與電子信息工程專業導論課程有機融合

電子信息工程專業導論是電子信息學科一門重要的專業基礎課，它的作用在于系統全面地介紹電子信息的基礎知識，引導學生進入電子信息學科的大門。該課程在教學中主要面臨兩個方面的問題：一是該課程的授課對象是電子信息技術類專業剛入學的大一新生，由于入學前大多數學生僅通過專業名稱或專業介紹對所學專業作簡單的了解，造成學生對電子信息工程專業認識甚少，不知道這個專業主要學習哪些課程，甚至不清楚學這個專業將來會從事什么工作。二是電子信息工程專業導論課程的特點是知識面廣、實踐性強，其知識范圍涉及電子線路、物聯網、FPGA、嵌入式、及其他計算機、通信交叉融合學科等方面。因此，如果采用課堂講授這種傳統教學模式，由學科基礎到專業基礎再到專業課程，對各個課程間的相互關系和課程的內容進行逐點具體講解，這種授課方式的優點在于能把具體知識點闡釋清楚，突出重點，缺點是讓學生著重于記憶這些知識點，趨向于死記硬背，缺乏一種思維方式和行為習慣，新生可能難以接受部分教學內容，不能正確理解課程內容，這樣不但不能幫助學生建立起對專業領域的整體認識，反而打擊其專業的學習積極性，這將極大地影響學生對后續專業課程的學習。其實，電子信息工程專業導論這門課與生活體驗息息相關，電子信息產品在人們的生活中隨處可見，只要將理論教學和外部實踐結合起來，就可以培養學生的職業興趣，加深其對專業的認識。

本文將CDIO模式引入電子信息專業導論課程的教學當中，通過導論性的專業基礎課程，從入學開始階段就將工程實踐引導入門，將理論知識應用到實際問題的解決中，培養一種工程思維習慣，在知識的學習和工程應用之間形成良性互動。

2 電子信息工程專業導論理論及實踐內容的設置

基于CDIO工程教育理念，根據電子信息工程專業教育教學的特點，構建CDIO模式下的電子信息工程專業導論的課程體系及實踐體系，在傳統教學的基礎上引入具體項目的設計和實施，把創新精神貫徹在項目工程實施的整個過程中，提升學生素質和能力，并培養必要的個人和人際交往能力。電子信息工程專業導論課程內容包括兩個部分：理論課教學與實踐項目，其中理論主要以專題報告的形式開展；實踐項目讓學生進行電子作品設計和制作為主。

2.1 理論課教學設置

電子信息工程專業導論課程通過向學生全面介紹電子信息工程的學科體系和專業課程計劃，讓學生了解專業特點及培養目標、知識結構、能力結構、主干課程、主要實踐教學環節及行業應用等，使學生對專業領域及未來的就業前景有一個全面的認識和了解，明確電子信息工程專業的市場需求，從而指導學生做好四年內的大學學習計劃。

理論教學內容根據電子信息工程專業的教學目標及崗位能力合理設置，教學形式不局限于課堂講授的方式，以開設專題講座、參觀企業、實驗室等多種形式實現，其教學方法應向啟發式、引導式、多樣性方向發展。專題講座主要圍繞“電子信息技術和電子信息工程專業介紹”、“電子信息工程專業的人才培養方案”、“電子信息工程專業的應用領域及就業前景”、“職業道德和社會責任”等方面展開，根據教師的專業特點及研究方向選擇教師進行專題講座，而教師應根據專題內容并結合學科發展趨勢、前沿問題進行拓展，使學生不僅了解學科的特點，更看到行業現狀和未來的發展趨勢，讓學生盡早進入專業領域。

2.2 實踐項目設置

實踐項目是導論課的另一個重要環節，安排在導論課程的后期，將學生組成3-5人的團隊，指導學生嘗試構思并設計一個電子綜合系統。考慮到（1）大一新生還未開始專業課程的學習，且對電子信息技術認識水平參差不齊，所以，在項目的選擇上必須充分考慮大部分學生的接受和理解能力（2）現在的90后、00后學習比較情緒化，對枯燥的內容、老師面面俱到的講授方式提不起學習熱情，對感興趣的東西、鼓勵式引導式的講授方式則學習積極性極高。因此，導論課的CDIO項目設計以激發專業興趣為主，最好和學生的學習生活相關，而且簡單可行并帶有一定的趣味性。

在開始CDIO項目教學前，有必要讓大一新生觀摩學習一些大學生電子實踐創新的案例，用實物和視頻的形式展示一些大學生制作的電子作品和小創新發明，重在啟發學生開闊思路，發現問題和創新的源泉。然后依次實施CDIO教學的構思、設計、實施和運行四個環節。

2.2.1 構思

讓學生以小組形式，開動腦筋，從日常生活和學習生活出發，發現生活學習用具中的不足和缺陷，各組集體討論構思一個課題，可以是彌補生活中電子產品的不足與缺陷的小發明，也可以是改進現有電子產品功能的新型制作，要求有自己的創意。這個階段，學生的積極性被充分調動起來，大家都在構思如何才能設計出一個別具新意而又實用的電子產品。endprint

2.2.2 設計

在老師的指導下，各組同學就自己構思的課題，通過查閱書籍或網絡資料，對其進行主動的探究并學習相應的專業知識，從而明確解決問題的方法，確定設計方案。這個階段對整個項目的開展影響很大，設計方案的選擇，既要滿足電子產品的功能，還要考慮成本和可操作性。教師在這個階段要融入學生小組，適時給予學生指導和建議，確保方案的可實施性。

2.2.3 實施

團隊成員根據工組計劃開展工作，分工合作，如硬件電路設計、裝配和調試、軟件設計、編寫和調試、元器件采購、軟硬件聯調等。這個階段注重培養學生工程意識和素養，鍛煉學生的項目實施能力、團隊協作能力。教師在此階段隨時關注學生的項目進展，并及時將項目中涉及到的知識和技能如焊接、安裝、元器件識別等傳授給學生，真正體現“做中學、做中教”。

2.2.4 運行

這一階段主要是調試和驗證電子產品功能、排除故障并完成課程小論文的寫作，最后進行項目驗收和答辯考核。各組以PPT形式匯報系統方案、項目實施、人員分工、心得體會，并演示實物成果，然后進行組間互評、教師總評。最終項目的成績評價由組間互評、教師總評共同構成，評價內容包括項目創新性、功能性、團隊配合情況、答辯及課程小論文等多個方面。

3 結語

經過3年的課程實踐，“電子信息工程專業導論”課程取得了一定成效。由學生自主構思并設計制作的CDIO項目作品中不乏構思獨特、制作精良的作品，如由音樂門鈴改造的地震報警器、多功能智能灑水小車、太陽能節能風扇等。因此，基于CDIO模式的電子信息工程專業導論的課程體系的構建，有利于強化學生的綜合能力培養，對培養具有社會責任感、創新精神及實踐能力的創新性應用型人才大有裨益。

【參考文獻】

[1]姚春燕，彭偉，潘柏松，劉云峰.基于CDIO大學生創新團隊實踐探索[J].浙江工業大學學報，2013，12（3）：342-345.

[2]顧佩華， 沈民奮， 施小華，譯.重新認識工程教育-國際CDIO培養模式與方法[M].高等教育出版社，2009（4）：90.

[3]王新艷.項目導向的CDIO理念在應用電子技術專業課程中的應用[J].青島職業技術學院學報，2013，26（6）：46-49.

[4]姜大源，吳全全.德國職業教育學習領域的課程方案研究[J].中國職業技術教育，2007，258（1）：47-53.

[責任編輯：田吉捷]endprint