CDIO理念下的“模擬電路”網(wǎng)絡(luò)教學(xué)研究

張雪姣 董汝靖 楊 潔 孫興華

（河北北方學(xué)院，河北 張家口 075000）

近年來我國高度重視教育信息化建設(shè)并不斷探索新工科專業(yè)的CDIO教學(xué)模式，為工科教學(xué)提供一條新的教學(xué)改革思路，網(wǎng)絡(luò)教育作為新型的教育方式面臨著前所未有的機(jī)遇和巨大的挑戰(zhàn)。多樣化的教學(xué)方式是開啟在線教學(xué)的主要支撐，同時(shí)也是高校教師利用網(wǎng)絡(luò)開展新工科教學(xué)研究的重大挑戰(zhàn)。

互聯(lián)網(wǎng)線上平臺(tái)可以突破傳統(tǒng)的教育模式，讓教育沒有地域限制，學(xué)校的教學(xué)資源對所有學(xué)生開放，體現(xiàn)出教育的公平性。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中，開展基于CDIO理念的課程教學(xué)研究，讓學(xué)生即使在線上也能感受到工科的教育理念，將工程教育模式貫徹到整個(gè)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)。不斷探索基于CDIO的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，改善單一網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式的弊端，彌補(bǔ)學(xué)生自身學(xué)習(xí)過程中知識(shí)的缺陷，讓學(xué)習(xí)更有針對性。教師通過開展基于CDIO理念的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)研究不斷改進(jìn)教學(xué)方式，尋求適合工科學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)思路。

一、探索與構(gòu)建基于CDIO的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式

《模擬電路》是一門理論性、實(shí)踐性都很強(qiáng)的課程，對于電子類學(xué)生的專業(yè)發(fā)展起到奠基作用，因此《模擬電路》的課程設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容多，但課時(shí)緊［1］。就目前我校學(xué)生的情況來說，普遍存在基礎(chǔ)差，學(xué)習(xí)動(dòng)力不足的現(xiàn)象。因此，針對專業(yè)基礎(chǔ)課程的線上教學(xué)、課程設(shè)計(jì)、教學(xué)手段等變得尤為重要，如何讓學(xué)生更直觀的獲取課程的知識(shí)點(diǎn)，特別是重難點(diǎn)內(nèi)容的理解和應(yīng)用，是值得進(jìn)行教學(xué)探索的。通過開展豐富的、細(xì)致的教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生的線上參與度，調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性，讓學(xué)生在疫情防控期間也能得到很好的發(fā)展，能力得到提高，并培養(yǎng)學(xué)生優(yōu)秀的學(xué)習(xí)習(xí)慣，為后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

二、基于CDIO理念的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)探索

（一）前期網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的問題

為保證網(wǎng)絡(luò)課程的順利開展，教師間不斷研究行之有效的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式。在實(shí)施《模擬電路》網(wǎng)絡(luò)教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)存在以下問題：

1.《模擬電路》更注重提高學(xué)生的動(dòng)手能力和綜合應(yīng)用能力，而網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)學(xué)生不能面對實(shí)物，缺乏實(shí)際的實(shí)驗(yàn)操作，增加了授課難度，沒有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象輔助學(xué)生對知識(shí)的消化變慢，從而間接增加了課程的難度。

2.《模擬電路》理論知識(shí)繁雜，當(dāng)有多門課程開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)時(shí)，學(xué)生需要長時(shí)間集中地面對電子設(shè)備，會(huì)造成狀態(tài)不集中，精神容易困乏。進(jìn)而影響學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，對學(xué)習(xí)缺乏積極性。

3.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)數(shù)量有限，當(dāng)同一時(shí)間大范圍的使用同一教學(xué)軟件時(shí)，會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵的情況，導(dǎo)致課程無法繼續(xù)。

4.網(wǎng)絡(luò)課程無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)督學(xué)生的行為，隨著學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的降低可能會(huì)從事與課程無關(guān)的事情，最終導(dǎo)致課程進(jìn)度跟不上。

5.單純的理論知識(shí)講解，不利于學(xué)生建立工程概念，對團(tuán)隊(duì)的分工、合作意識(shí)及項(xiàng)目的完整設(shè)計(jì)、參與缺乏。

（二）教學(xué)問題解決方案

結(jié)合CDIO理念及《模擬電路》課程的特點(diǎn)，制定了以下解決方案，以提高學(xué)習(xí)效果：

1.為避免網(wǎng)絡(luò)擁堵，并改善在線教學(xué)的狀況，本課程混合使用騰訊課堂+學(xué)習(xí)通的教學(xué)方式，使用騰訊課堂進(jìn)行課程直播，最后形成回放視頻供學(xué)生多次觀看、學(xué)習(xí)。使用學(xué)習(xí)通與同學(xué)互動(dòng)，設(shè)置課堂在線的知識(shí)搶答、課前復(fù)習(xí)、布置課后作業(yè)等環(huán)節(jié)，增加學(xué)生的參與度，跟上教學(xué)進(jìn)度。

2.為避免學(xué)生長時(shí)間緊盯電子設(shè)備，將課程時(shí)間碎片化，知識(shí)點(diǎn)根據(jù)重難點(diǎn)的分布，將課程分割為：在線直播、互動(dòng)，線下視頻學(xué)習(xí)，知識(shí)總結(jié)分享、答疑三個(gè)部分。首先，縮短網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的直播時(shí)間，每課時(shí)預(yù)留出25分鐘的時(shí)間用于課程內(nèi)容的講解，10分鐘用于學(xué)生對所學(xué)知識(shí)的總結(jié)，并在建立的課程群組中分享，教師負(fù)責(zé)答疑，這樣2課時(shí)的課程能有序地分開進(jìn)行，最后課程預(yù)留的20分鐘可以在課后完成，由教師提前錄制視頻分析、講解章節(jié)的重難點(diǎn)，上傳到學(xué)習(xí)通中，用于鞏固學(xué)生的知識(shí)，這樣既保證學(xué)生不會(huì)用眼過度，也能保證課程進(jìn)度。

3.為改善學(xué)生單方向的接收課堂知識(shí)，在網(wǎng)絡(luò)課堂中加入了小組討論等環(huán)節(jié)，將CDIO的理念運(yùn)用于教學(xué)環(huán)節(jié)中，將學(xué)生設(shè)定為課程的主導(dǎo)者，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，讓學(xué)生參與教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)與教學(xué)進(jìn)度的把控［2］。老師給出討論的主題，每組各自建群進(jìn)行視頻討論，并保留視頻文件作為學(xué)生平時(shí)成績的主要參考項(xiàng)。這樣基于CDIO理念的教學(xué)模式讓學(xué)生勇于表達(dá)自己對課程內(nèi)容的見解，而非填鴨式接受教學(xué)內(nèi)容，多層面的鍛煉學(xué)生的思維及表述能力，提高對知識(shí)的理解能力，更好地掌握知識(shí)的重難點(diǎn)，達(dá)到較好的學(xué)習(xí)效果。

4.《模擬電路》課程是工科的專業(yè)基礎(chǔ)課，如果沒有實(shí)驗(yàn)操作效果輔助，無法建立起工程概念和工程分析思維，不僅影響學(xué)生對知識(shí)的理解與掌握，更會(huì)影響學(xué)生對專業(yè)課程的思考方式。因此，本課程的講解采用虛擬仿真軟件輔助實(shí)施電路模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生先從電路搭建及實(shí)現(xiàn)原理上對知識(shí)的運(yùn)用有個(gè)簡單的認(rèn)識(shí)，之后教師使用配套的實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程的操作，錄制視頻并傳送給學(xué)生，讓學(xué)生不僅能掌握軟件操作原理，更能了解硬件的實(shí)際搭建及操作過程，全方位地讓學(xué)生的學(xué)習(xí)得到提高。

5.網(wǎng)絡(luò)課程的開展依賴于網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，在開展教學(xué)改革前對學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境及電子設(shè)備進(jìn)行了調(diào)研，首先網(wǎng)絡(luò)教學(xué)要將核心學(xué)習(xí)資源PPT共享到學(xué)習(xí)平臺(tái)上，直播、錄播課程內(nèi)容及時(shí)形成方便下載的回放視頻，便于學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)良好的情況下進(jìn)行下載學(xué)習(xí)。學(xué)生可根據(jù)教師的學(xué)習(xí)資源自主建立知識(shí)體系，輔助學(xué)習(xí)，以保證及時(shí)跟進(jìn)教學(xué)進(jìn)度。知識(shí)的總結(jié)與分享、答疑活動(dòng)盡量安排在常用軟件中進(jìn)行，學(xué)生能及時(shí)觀看聊天記錄，取長補(bǔ)短。

教師在教學(xué)過程中，全面考慮學(xué)生的綜合情況，提出了以上解決方式，并時(shí)刻關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，根據(jù)學(xué)生反應(yīng)的問題隨時(shí)總結(jié)教學(xué)過程的問題，及時(shí)調(diào)整上課方式，使線上教學(xué)達(dá)到良好的教學(xué)效果。

三、基于CDIO的網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新探索

模擬電路是工科專業(yè)的入門學(xué)科，除需要掌握扎實(shí)的理論基礎(chǔ)外，還包含有很多的元件功能學(xué)習(xí)，元件的基本實(shí)現(xiàn)原理及使用規(guī)范是設(shè)計(jì)電子電路的基礎(chǔ)，只有掌握了元件的使用才能更好拓展到后續(xù)課程的設(shè)計(jì)［3］。

課堂時(shí)間有限，無論是在線上還是線下教學(xué)都存在該問題，若想深入學(xué)習(xí)電路知識(shí)，拓寬知識(shí)深度，激發(fā)自身潛能，則需要利用課余時(shí)間進(jìn)行知識(shí)儲(chǔ)備充電。為在專業(yè)培養(yǎng)的初期保證學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量，《模擬電路》課程開展除利用線上完成基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容外，還在課后布置了課程小設(shè)計(jì)，小設(shè)計(jì)不限制完成難度及期限，主要目的是培養(yǎng)學(xué)生查閱資料的良好習(xí)慣，利用科學(xué)的手段去發(fā)現(xiàn)問題，利用儲(chǔ)備的知識(shí)去解決問題。

學(xué)生以每5人為一組，設(shè)定組長，負(fù)責(zé)整個(gè)小組的分工、組織、協(xié)作。要求小組中全員參加，定期召開小組研討會(huì)，討論小設(shè)計(jì)的思路，元器件的選用、電路搭建及調(diào)試問題。讓學(xué)生形成自學(xué)、查閱的習(xí)慣，緊跟最新科技信息，引導(dǎo)學(xué)生開闊眼界，同時(shí)小組中的互相學(xué)習(xí)、分享能有效地讓學(xué)生取長補(bǔ)短，高效地完成小設(shè)計(jì)。

小設(shè)計(jì)作為課程的額外加分項(xiàng)，激勵(lì)學(xué)生要不斷創(chuàng)新、不斷探索，勇于突破自我的能力，提升自身的素養(yǎng)［4］。

四、基于網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)成果

《模擬電路》是電子類專業(yè)的基礎(chǔ)，是專業(yè)入門級課程，該門課程的知識(shí)掌握熟練度可能會(huì)直接影響學(xué)生后續(xù)專業(yè)課程的接受難易度及專業(yè)課程學(xué)習(xí)的積極性，是打造學(xué)生專業(yè)發(fā)展的基石，有著至關(guān)重要的作用［5］。經(jīng)過一學(xué)期的基于CDIO理念的線上教學(xué)改革開展，統(tǒng)計(jì)了學(xué)習(xí)通軟件上學(xué)生參與的痕跡、學(xué)生作業(yè)完成的質(zhì)量、學(xué)生課前復(fù)習(xí)問題回答正確率等平臺(tái)數(shù)據(jù)，結(jié)合學(xué)生的問卷調(diào)查報(bào)告，綜合分析得出CDIO理念下的“模擬電路”網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)研究，提高了學(xué)生的參與度，提升了答題正確率，保障了作業(yè)及教學(xué)質(zhì)量，受到了學(xué)生的好評。

CDIO的工程教學(xué)理念需要在基礎(chǔ)課程中進(jìn)行培養(yǎng)，讓學(xué)生從基礎(chǔ)就建立工程思維，鍛煉學(xué)生對待項(xiàng)目的工程意識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐操作水平，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力及綜合職業(yè)素養(yǎng)，進(jìn)而提升學(xué)生在社會(huì)競爭中的優(yōu)勝率。CDIO理念下的網(wǎng)絡(luò)課程開展開創(chuàng)了一種新型的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，為今后工程類專業(yè)的教學(xué)改革提供了新的思路。