CDIO理念下課程資源整合的改革與探討
——電子信息工程專業實例分析

徐偉業 耿蘇燕 周 正 周 珩

杭州萬向職業技術學院 杭州 310023

0 引言

所謂CDIO，即構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）,它以產品研發到產品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程[1]。

近年來,經濟與技術的日益發展，使得對工程技術人才的需求增長,從而為應用型本科教育的發展帶來了機遇和挑戰。但在我國目前的工程教育中,因為過于強調理論知識的理論深度和理論體系,仍然將理論課的講解作為重中之重，忽視理論知識的應用，忽視實踐的同步效應，從而使理論與實踐產生一定的剝離，或者說沒有將理論與實踐做到很好的平衡。主要表現在:

（1）培養方案設置的專業課程里，單科性課程太多, 理論分析學時過多，過分注重單學科課程的理論性和知識的系統性。

（2）培養學生工程綜合能力的課程少，訓練學生的直觀判斷力和工程經驗、工程意識的教學環節少,強調學科知識間交叉和綜合性的課程少。盡管也有相關工程實踐和工程能力培養的課程, 但都是以“知識點”的形式串接在各相關理論課程單元之間,學生很難把自己所學的理論知識與生產實際相結合。

面對缺乏實踐經驗和動手能力的校內學生和抱怨在學校學習空洞理論,沒有更多有用的實踐機會,就業面臨巨大壓力的校外學生，作者所在的專業培養思維也發生了巨大的調整和變動，將CDIO理念引入教學，并基于CDIO理念進行工程培養與實踐創新，對所在的電子信息工程專業進行了不同發展方向和課程資源的組合與重整，基于此，我們所在課程的幾位老師將CDIO理念引入教學，計劃將單課程學時減少并整合為一個課程群，然后順著知識主線，結合工程背景為學生創造一個整合過的良好的實踐應用開發環境。

1 整合思路

電子信息工程將現代電子、信息、通信等技術集于一體，整個專業涵蓋了社會的諸多方面，因此相關的理論課程相對較多，圍繞信息技術的課程也比較全面，要想將諸多資源進行合理的整合，一套切實可行的方案是必須的。

1.1 整合相關課程，重新定位專業理論課的教學方法

針對應用型本科，擬采用CDIO理念，改變現有教學思路，整合現有課程集合，通過這樣的定位，適當削減基本理論的學時預算，弱化教學中的理論推導與理論計算，強化課程之間的知識銜接和理論知識的實際應用與延伸，避免學生關于“空有理論、學了沒用”的指責。

1.2 針對特別抽象的原理設計恰當的工程背景，抬高實踐門檻

理論永遠是為實踐服務的，針對特定的理論原理與方法，設計與之相對應的實際工程問題，減少驗證性實驗，將理論分析與實際應用緊密結合，引導學生運用理論知識解決實際問題，從而培養學生的工程應用能力和學習興趣。使學生有“所學即所用”的認識。

1.3 減少理論驗證試驗，制定綜合實訓，提高實踐成效

在實踐教學中充分考慮實驗的應用性、設計性與綜合性，特別是綜合性，設計綜合性工程實踐將相關的理論課程聯系為一個有機整體，使理論成為實踐的鑰匙。

這些實踐課程不是對原理知識體系的簡單描述,而是要體現工程設計必須考慮的技術因素、經濟因素、社會因素的特點及其相互間的關系[2]。

2 整合方法

專業理論課的學習是在加強學生在專業方面的工程分析、設計及其應用能力，而綜合性設計型實驗教學是對學生工程實踐能力進行訓練、提高的重要途徑。目前，國內各大院校在接受CDIO理念進行工程培養實踐的案例很多，成功的也不少，但是各校具體環節還須具體對待，就我校的電子信息工程專業而言，我們借助CDIO教學理念采取如下方法：

我們首先將原有課程的核心模塊進行整合，如表1所示。

在初步制定的大綱指導之下，對該模塊進行整如表2所示。

其次，對整合后的通信信號與處理模塊給出具體的解決方法。

表1 通信信號與處理模塊表

表2 整合后通信信號與處理模塊表

（1）理論環節。適當削減理論學時，添加一定的工程背景。補充工程講義和工程實踐幫助學生理解、消化課堂教學中的不同知識點，并對學生進行篩選與拔高。同時在相關課程的銜接上增加綜合性的實踐內容幫助學生提高工程認識、設計、完成與運用的全部過程。

（2）實踐環節。將實踐學時統一拿出來作為綜合實踐的實訓時間，將簡單的驗證的實驗拿出去，將綜合實訓的相關部分作為實踐內容。目前已經設計出較為全面的綜合性實踐或者說案例，以語音信號為主在信號與系統中進行信號采集與頻譜分析與變換，在通信原理中進行調制或量化PCM編碼以及基帶傳輸，在信息論與編碼中進一步對語音進行編碼壓縮，在數字信號處理中進行信號濾波與提取。整個實踐完成語音信號的采集、編碼、調制、發送與傳輸、人后進行信號的接收與解碼，最后再進行語音信號的后期處理，包括語音提取、語音濾波及其語音變換等各種處理。就單單這一個實踐就可以包含通信信號分析與處理模塊全部的理論課程的相關內容，學生在此實踐中可構思整個通信與信號處理系統的各個模塊，設計系統中所涉及到得各個電路模塊，完成這個大的通信系統的各個環節，最后打包成一個完整的通信加信號通信系統。

類似的課題可以擴展到圖像以及其它的實際物理問題，具有很強的實用性和綜合性。

3 結論

應用型本科教育目標就是要為國家和社會培養能解決工程問題能力的硬素質的工程技術人才[3]。而針對我校應用型本科的實際情況，我們將理論課整合重組，注入新鮮的、實用的教學理念，如果能夠以本人所在專業為案例，從而在學生培養模式上有所突破，從中摸索出以理論整合，應用綜合為教學方法并為學生所接受的方案無疑是一項十分有意義的工作。

[1]楊菊英.“三段式”CDIO 教學模式在專業入門課程中的研究與實踐[J].科教導刊，2016(1).

[2]鐘金明,李苑玲.基于CDIO理念的工程教育實踐教學改革初探[J].實驗科學與技術，2011(6).

[3]鄭鋒.本科工程應用型人才的素質要求及培養[J].南京工程學院學報（社會科學版），2005(2).