CDIO模式下未來電子技術基礎教學改革的方向研究

趙勃

摘要：該文詳細闡述了CDIO模式的工程教育理念，分析了未來電子技術基礎實驗在教學中存在的問題，并深入探討了應用CDIO模式對未來電子技術基礎實驗開展教學改革，并詳細闡述了改革中的設計、實現、運作等過程，并對CDIO模式下電子技術基礎實驗教學提出了幾點建議。通過研究，我們發現有效運用CDIO模式能夠激發學生對于學科的興趣，提高其工程實踐能力。

關鍵詞：CDIO模式;電子技術基礎教學;改革;方向;研究

中圖分類號：G642 ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）15-0138-02

電子技術基礎是計算機應用專業基礎的平臺，其課程包括數字電路，低頻模擬電子線路相關知識，定理和方法。電子實驗技術是課程實驗教學的主要環節，主要是強化學生對于理論知識的理解能力以及實踐動手能力和運用能力，能夠為之后學習專業課程提供基礎。一直以來，學生能夠按照實驗指導書完成相應的實驗操作，但是這種模式下不利于培養高素質人才培養。具體CDIO表示：構思，設計，實現，運作這四個內容，是近年來提倡的一種工程教育理念。基于這種教學模式下將其有效運用于電子技術基礎實驗教學中，對于培養創新型高素質人才具有十分重要的意義。

1 CDIO工程教育理念

從CDIO工程教育理念來看，從研發到運行整個生命周期作為載體，要求學生能夠建立學科之間的聯系，實現主動性，實踐性學習，是由麻省理工學院，瑞典皇家工學院共同創立的一種教學新模式，這種模式認為在教學過程中應當讓學生參與產品的設計過程以及系統全生命周期的整個過程中。具體來看構思包括分析客戶的需求，考慮企業戰略，技術相關規定以及商業計劃，開發新的理念和技術。在設計階段主要集中于對于方案設計，圖紙，產品描述，系統實施的算法實施，實際上是指產品從設計到轉換的整個過程，包括軟、硬件測試，驗證。在運行階段，實現產品過程系統能夠為用戶提供價值，包括系統維護。這種教學模式能夠幫助學生鞏固學習基礎以及為培養其實踐能力提供學習經驗，闡述了可操作性的能力培養全面實施的標準。在2008年CDIO國際合作組織已經包括36名成員，國內主要代表有北京聯合大學，江西理工大學等多個學校，已經開展了CDIO模式下的教學改革，并能夠結合學校實際發展情況進行一定程度的創新和完善。

2 傳統實驗教學面臨的問題

在傳統教學中電子技術基礎實驗課主要是教師為學生講解實驗內容，要求學生按照實驗指導書和教師講解內容完成后續操作。教師為學生解答在實驗操作中所遇到的問題，這種模式主要是以學生被動式學習為主，學生展開實驗學習，主要是為完成教學任務，而無法從根本上提升知識與能力的。在實驗中各個項目之間沒有建立系統的概念，只注重簡單到系統的綜合，沒有將復雜系統具體到每個單元的劃分中，最終學生綜合能力和創新能力無法得到顯著提升。在實驗課講解中只局限于本單元電路調試功能講解，而沒有涉及工程概念和技術，同時在實驗過程和方法上僅按照課本要求完成線路測試和連接，沒有進行深入的探索。缺乏對于電路的構思，無法激發學生的創新意識?？己朔绞絾我?。電子技術基礎實驗成績是根據日常實驗成績以及報告，期末考試作為綜合評定結果，日常實驗考試依靠教師根據學生的實驗操作進行現場打分，為了能夠獲取良好的實驗成績，學生需要嚴格按照操作流程，在整個實驗過程中缺乏深入思索，為了能夠達到實驗效果展開實驗。教師為了評定學員實驗操作花費大量的課時時間，而對于學生的專業輔導時間有所減少，學生所提交的實驗報告相互之間有抄襲現象，無法反映其真實學習效果。在期末實驗考核中存在很多不確定因素，而期末考試占據實驗成績較大比重，未能真實反映其真實實驗技術水平。

3 教學方法改革

3.1 CDIO教學模式改革

我們根據國際組織推薦實現CDIO教學模式改革，根據下述方法展開。

按照CDIO的要求在開展教學模式改革時需要教師深入研究并理解CDIO的教學標準。在描述的CDIO教學模式上共有12條標準，分別是學習效果，背景環境，一體化課程設計，實踐經驗時間，一體化學習經驗，主動學習，教學能力，考核等，這些標準共涉及專業哲學課程開發，實踐場所，教與學的方法，教師能力考核等多個方面。在開展CDIO教學模式教學改革中，需要嚴格遵守上述12條標準。其次，為了能夠順利開展CDIO教學模式改革，需要對利益相關者展開調查，制定有效的教學大綱。尤其對于軍隊院校來說，其利益相關者是軍隊。在軍隊電子技術教學過程中需要了解軍隊對于電子技術人才培養的要求，電子技術基礎是一門基礎課程，各專業課以及利益相關者需要搞清楚專業課程中對于電子技術基礎課的一些要求，針對不同專業教學內容應當有所選擇性。在開展利益相關者調查之后，需要結合高校課程教學指導委員會提出的建議制定符合CDIO標準的教學大綱。最后，教師在教學模式改革中需要確保工程實踐條件以及滿足學員的學習時間。工程之間條件包括實驗室管理辦法，信息資源管理和計算機管理。目前很多院校無法滿足CDIO教學模式改革的要求，而且對于軍校學生來說，在部隊的學習時間比較沖突，因為很多院校學原生除了開展日常課程學習，還需要進行政治和軍事學習。

3.2 CDIO教學模式改革步驟

在傳統開展實驗教學時，首先需要開展一些基本實驗，之后完成綜合設計實驗，由教師為學生講解教學模式，學員需要按照教員的教學思路和要求，并結合指導書完成相應操作，以實現目標為目的，在本質上主要以知識灌輸為主，而采用這種新型的CDIO教學模式需要以CDIO標準為前提，以教學大綱作為依據，以項目教學法作為主要的教學方法。在實驗課程開展之前，教師需要提出綜合設計實驗。整個實驗教學對學員來說應當以綜合項目為依托，所有實驗均是圍繞該項目作為目標的展開的，在整個實驗過程中，學員需要思考在完成整體目標過程中需要具體劃分為哪些階段目標。具體來看，在構思階段，通常實驗課在理論課三周之后開展，由于很多學員對于電子系統有一定了解，但大部分理論知識沒有系統學習。為了能夠使其了解綜合設計實驗的具體過程以及重要性，一般不會涉及電路設計和實現，可以讓學員根據興趣進行小組討論，發揮其創新性思維。在設計階段是學生從理論課學習開始，并結合課本上學所學的理論知識，電路基本實驗以及構思的既定目標，這三個角度來完成電路設計。通過小組討論設計項目方案，由教師幫學生分析該方案是否可行，完成理論課程的學習之后確定最終的項目方案。在實驗階段學生需要印刷電路板制作與設計，完成電子系統的組裝，調試，并將設計階段形成的方案在面包板，多孔板上形成實物完成后續的性能，功能測試。在運行階段，為了能夠給予客觀公正的成績，需要以小組作為單位完成現場演示，并向其他學生講解作品原理，設計經驗，能夠解答其他人提出的問題，在答辯時說明小組內完成情況，有自評和他評的方式，對該作品進行綜合評價。最終由教員根據小組完成情況答辯表現提交報告，給出綜合成績。對于一些表現突出的項目，可推薦學生參與全國級別的世界大賽，并完成學術論文發表。

4 實驗教學方法改革實踐

基于CDIO模式下開展電子技術基礎教學，我們以陜西學前師范學院2017級計算機應用專業，并以該專業學生為研究對象展開教學改革實踐探究。開課之前對于CDIO理念，標準，教學大綱進行了深入研究，并確立以學院為中心，教員為引導的指導思想，在第一節課對學員進行劃分小組，根據學生興趣，分數進行自愿組合，以便相互提供學習上的幫助，結果發現學生在構思階段上積極性表現較高，而且能夠提出很多設計想法，在正式設計時由于知識的有限，可能會出現一些畏困難，但在教員的耐心指導下能夠解決問題。在實驗階段也會存在一些問題，比如在設計階段，經過仿真實驗，功能焊接在實物上并不符合要求，主要是由于焊接問題和元器件的問題。在答辯過程中，部分學員表達能力不高，整個實踐過程比較成功，利用CDIO模式能夠將理論課程與實驗課程緊密聯系在一起，轉變傳統教學過程，學員可以按照教師和指導書要求完成被動式學習，極大程度上提升學生的積極性和主動性。從教學改革效果來看，學員普遍認為自己可以通過努力收獲更多知識，相比過去的實踐課程來說能夠提高印象。

5 小結

總而言之，利用CDIO教學模式完成電子技術基礎實驗教學改革，我們可以發現采用這種教學模式之后，能夠提升學生的學習要求，使學員將更多時間投入到教學互動過程中。采用這種新型模式，使學員能夠將所學知識進行聯系，主動進行資料查閱和思考，有利于合作學習，在時間有限的情況下學校能夠為學員提供良好的學習環境，參考資料和信息資源，但是仍存在部分教師沒有完全轉變教學觀念，進而對學員學習存在一定的束縛，沒有真正以學員為中心，從一定程度上影響其學習積極性，因此在后期教學改革中，需要對這種傳統觀念進行進一步的革新。

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