劉偉麗，宋衛(wèi)海

（山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100）

隨著中國經(jīng)濟(jì)的飛速增長，中國的教育事業(yè)也在蓬勃發(fā)展，教育范圍在不斷擴(kuò)大，教育程度也在不斷的深化，我國教育已從精英式向大眾化教育轉(zhuǎn)變。尤其自“十三五”以來，高等教育質(zhì)量的提升已經(jīng)成為核心任務(wù)，教學(xué)改革是其主要內(nèi)容，而教學(xué)改革的核心是課程，重點(diǎn)是方法。就我國應(yīng)用型本科教育來看，規(guī)模雖大但質(zhì)量不高，集中體現(xiàn)在學(xué)生的綜合知識運(yùn)用能力不足，工程實(shí)踐能力不強(qiáng)，技術(shù)創(chuàng)新能力不高等方面，難以適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)對工程技術(shù)人才的要求。

近年來國際工程教育改革的最新成果CDIO工程教育模式與應(yīng)用型本科教育不謀而合。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[1-3]。截至2013年，已有幾十所世界著名大學(xué)加入了CDIO組織，其機(jī)械系和航空航天系全面采用CDIO工程教育理念和教學(xué)大綱，取得了良好效果，按CDIO模式培養(yǎng)的學(xué)生深受社會與企業(yè)歡迎。本文以《電子技術(shù)》作為研究對象，將CDIO這一教學(xué)模式引入課程教學(xué)過程中，希望通過這種一體化的培養(yǎng)方式，能夠讓學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面得到全面提升，從而滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。

1.《電子技術(shù)》課程的現(xiàn)狀

《電子技術(shù)》是電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，該課程是由《模擬電子技術(shù)》和《數(shù)字電子技術(shù)》兩部分內(nèi)容組成，具有邏輯性強(qiáng)、知識點(diǎn)較多、內(nèi)容容量大等特點(diǎn)?！峨娮蛹夹g(shù)》和其前續(xù)課程《電路基礎(chǔ)》雖同為專業(yè)基礎(chǔ)課，但該課程更突出“技術(shù)”二字，強(qiáng)調(diào)應(yīng)用性，傳統(tǒng)的“理論+實(shí)踐”的培養(yǎng)模式雖然突出了基礎(chǔ)但是忽略了其應(yīng)用性，容易造成理論與實(shí)踐的脫節(jié)，目前很多應(yīng)用型本科高校依然沿用的這種教學(xué)模式有以下三個(gè)方面的缺點(diǎn)：

（1）授課內(nèi)容與工程實(shí)踐相脫節(jié)。目前多數(shù)應(yīng)用型本科高校教學(xué)所選用教材多偏重理論性，授課內(nèi)容模電部分多偏重理論分析和計(jì)算，數(shù)電部分多偏重邏輯化簡和芯片介紹，學(xué)生對于各章節(jié)的學(xué)習(xí)有些零散，缺少連貫性，學(xué)習(xí)的內(nèi)容缺少各個(gè)領(lǐng)域的前沿知識，與實(shí)際工作中所用知識還有一定差距，無法真正培養(yǎng)學(xué)生解決工程實(shí)際問題的素質(zhì)和能力。

（2）教學(xué)模式、考核方式過于單一。由于《電子技術(shù)》課程知識點(diǎn)較多且邏輯性強(qiáng)，很多教師依然采用依照教材編寫順序?qū)χR點(diǎn)進(jìn)行羅列式講解，教學(xué)過程還是教師講、學(xué)生記、習(xí)題鞏固、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這種傳統(tǒng)的教學(xué)模式雖然保證了理論部分全面細(xì)致的講解，但是很容易使學(xué)生失去興趣，容易產(chǎn)生厭煩心理，學(xué)生也很難將知識點(diǎn)與真實(shí)的應(yīng)用場景結(jié)合起來。目前，該課程的考核形式依然是以試卷考試為主，形式過于單一。期末考試學(xué)生只要對照課程大綱完成考前突擊，就能夠獲得相對理想的成績，嚴(yán)重缺乏對學(xué)生的動手能力、分析解決問題、設(shè)計(jì)能力的考核，導(dǎo)致知識與能力失衡，考核結(jié)果缺少一定的公正性。

（3）缺少團(tuán)隊(duì)精神、創(chuàng)新意識等職業(yè)精神的培養(yǎng)。在傳統(tǒng)教育模式下，實(shí)驗(yàn)或?qū)嵱?xùn)教學(xué)部分大多都是驗(yàn)證性、單一性的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)題目相對固定，學(xué)生大多是根據(jù)老師的講解進(jìn)行機(jī)械驗(yàn)證，缺乏主動思考和運(yùn)用所學(xué)知識對題目進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程，缺少項(xiàng)目化訓(xùn)練和實(shí)踐能力的培養(yǎng)，以致在實(shí)際工作崗位中所需要的口頭表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、組織協(xié)調(diào)能力等職業(yè)精神在課程的學(xué)習(xí)中沒有能夠得到很好的培養(yǎng)和鍛煉，因此不光很難調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性，也缺乏對學(xué)生創(chuàng)新精神、團(tuán)隊(duì)意識等職業(yè)精神的培養(yǎng)。

2.CDIO模式下《電子技術(shù)》課程改革

《電子技術(shù)》課程改革的核心任務(wù)是轉(zhuǎn)變以往“以理論講授為主，以實(shí)驗(yàn)為輔”的教學(xué)模式，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極主動性，培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)理論基礎(chǔ)，具有較高職業(yè)能力素養(yǎng)。傳統(tǒng)應(yīng)用型本科高校電子技術(shù)的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)如下表1所示。

表1 《電子技術(shù)》教學(xué)大綱

在CDIO模式下，電子技術(shù)課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)分為兩種，一種是技術(shù)目標(biāo)，也就是教學(xué)過程中學(xué)生技能水平的提高，另外一種是CDIO能力培養(yǎng)目標(biāo)，主要是培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)協(xié)作與交流能力等。

2.2 CDIO教學(xué)模式的指導(dǎo)思想

《電子技術(shù)》課程在CDIO教學(xué)模式下基本指導(dǎo)思想是:依據(jù)應(yīng)用性本科人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，強(qiáng)調(diào)以基本概念、基本理論、基本方法、基本技術(shù)為原則，以技術(shù)應(yīng)用能力和工程素質(zhì)培養(yǎng)為主線，以對實(shí)踐環(huán)節(jié)的改革為突破口，以第二課堂為輔助手段，切實(shí)加強(qiáng)對學(xué)生工程素質(zhì)和應(yīng)用能力的培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生具備本課程技術(shù)領(lǐng)城相應(yīng)的知識、能力和素質(zhì)，培養(yǎng)科學(xué)基礎(chǔ)理論扎實(shí)、技術(shù)綜合應(yīng)用能力強(qiáng)、整體素質(zhì)高的高級工程技術(shù)人才。

在CDIO教學(xué)計(jì)劃的制訂中，確立“培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)精神，開發(fā)學(xué)生適應(yīng)社會的個(gè)人潛能，強(qiáng)化基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)，構(gòu)造合理的知識結(jié)構(gòu)，注重實(shí)踐能力與工程素質(zhì)、按行業(yè)特色人才需求培養(yǎng)”的教學(xué)指導(dǎo)思想。通過基礎(chǔ)理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和質(zhì)量管理三大培養(yǎng)體系，全面提高學(xué)生工程素質(zhì)和專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力，以提高學(xué)生畢業(yè)后在專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域的適應(yīng)性。

2.3 CDIO模式下教學(xué)內(nèi)容的整合

針對目前《電子技術(shù)》課程教學(xué)存在的不足，以CDIO工程教育理念和CDIO教育大綱內(nèi)容為指導(dǎo)思想，參照CDIO教學(xué)模式“系統(tǒng)的能力培養(yǎng)、全面的實(shí)施指導(dǎo)(包括培養(yǎng)計(jì)劃、教學(xué)方法、師資、學(xué)生考核、學(xué)習(xí)環(huán)境)以及實(shí)施過程和結(jié)果檢驗(yàn)的12條標(biāo)準(zhǔn)”，構(gòu)建虛擬的工程職業(yè)環(huán)境，對教學(xué)模式進(jìn)行“教學(xué)做一體化”和“項(xiàng)目式教學(xué)”的改革嘗試[6]。在CDIO的教學(xué)模式下，《電子技術(shù)》課程的教學(xué)內(nèi)容被分解成六個(gè)模塊，每個(gè)模塊對應(yīng)著與知識點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。每個(gè)模塊的學(xué)習(xí)過程包括以下兩項(xiàng)：一是相關(guān)模塊知識點(diǎn)的細(xì)化，包括基本知識的講解、學(xué)習(xí)和基本技能訓(xùn)練，其中基本技能主要是指：基本測試方法的學(xué)習(xí)、基本的儀器儀表的使用、仿真軟件的學(xué)習(xí)、以及驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)等內(nèi)容；二是在基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)和基本技能培養(yǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，學(xué)生在了解基本元器件和芯片的性能和使用方法的前提下上，利用所學(xué)知識進(jìn)行相關(guān)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)，通過搭建簡單的硬件電路、仿真、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證等內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和系統(tǒng)的調(diào)試能力等。《電子技術(shù)》課程如下面魚骨圖所示。

圖1

2.4 CDIO教學(xué)示例

基于CDIO的教學(xué)模式是按照以下4個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行，下面以項(xiàng)目一簡易手機(jī)充電器為例進(jìn)行說明。

環(huán)節(jié)一：設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)一個(gè)簡易手機(jī)充電器，要求：

（1）輸出直流電壓為5V；

（2）輸出紋波電壓（峰峰值電壓）小于2mV。

通過給出的設(shè)計(jì)任務(wù)和具體任務(wù)指標(biāo)，使學(xué)生明確自身設(shè)計(jì)需要達(dá)到的具體要求。

環(huán)節(jié)二：必備知識

向?qū)W生講解制作簡易手機(jī)充電器必備的理論知識。從拆裝一個(gè)廢舊的手機(jī)充電器引入半導(dǎo)體知識，講解PN結(jié)、二極管、二極管的應(yīng)用、濾波電路、穩(wěn)壓電路等知識模塊，并進(jìn)行基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)如二極管極性判斷和質(zhì)量判斷、信號發(fā)生器和示波器的使用等，提高學(xué)生的實(shí)際操作技能。

環(huán)節(jié)三：任務(wù)實(shí)施

（1）構(gòu)思——方案論證

讓學(xué)生自由組合，每3-4人一個(gè)小組，經(jīng)過小組內(nèi)部討論和學(xué)習(xí)，提交本小組所采用的具體方案并進(jìn)行課堂論證。

（2）設(shè)計(jì)——電路原理圖的設(shè)計(jì)

分析整體電路原理，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和元器件的主要參數(shù)，對設(shè)計(jì)方案中所用元器件進(jìn)行選型，參照設(shè)計(jì)要求，確定最終選用的器件型號，列出元器件清單，并用Multisim對設(shè)計(jì)原理圖進(jìn)行仿真。

（3）實(shí)現(xiàn)——組裝與調(diào)試

根據(jù)仿真結(jié)果，讓各個(gè)小組在面包板上進(jìn)行焊接、連線和調(diào)試，并根據(jù)調(diào)試結(jié)果進(jìn)行PCB電路板的設(shè)計(jì)[5]。

（4）運(yùn)行——作品展示

首先測試輸出的直流電壓和紋波電壓是否滿足設(shè)計(jì)要求。項(xiàng)目完成后，每個(gè)小組通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或?qū)嶒?yàn)波形，總結(jié)在本次實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中遇到的問題和經(jīng)驗(yàn)，形成項(xiàng)目報(bào)告，并進(jìn)行小組作品展示。

環(huán)節(jié)四：考核評價(jià)

項(xiàng)目完成后，每個(gè)團(tuán)隊(duì)整理一份項(xiàng)目報(bào)告進(jìn)行匯報(bào)，教師依據(jù)項(xiàng)目開展的具體情況對每組成員進(jìn)行提問，所提問題一般無標(biāo)準(zhǔn)答案，意在讓學(xué)生對項(xiàng)目進(jìn)行反思和自我總結(jié)?？己私Y(jié)果按照比例計(jì)入本門課程的最終成績。

2.5 課程考核

基于CDIO的教學(xué)模式與傳統(tǒng)教學(xué)方法有很大差異，傳統(tǒng)的試卷式的考核方法將很難全面反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，因此，基于CDIO教學(xué)模式《電子技術(shù)》的課程成績由三部分組成，平時(shí)成績（20%），理論成績（30%），項(xiàng)目成績（50%）。平時(shí)成績主要是由考勤成績、作業(yè)成績和課堂表現(xiàn)成績構(gòu)成；理論成績主要由隨堂測試成績和期末考試成績組成；項(xiàng)目成績由小組每次作品評議成績和匯報(bào)成績構(gòu)成。

3.教學(xué)改革的實(shí)施效果

CDIO模式倡導(dǎo)“做中學(xué)”為核心的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)以實(shí)踐項(xiàng)目貫穿到整個(gè)教學(xué)過程中，采用項(xiàng)目驅(qū)動式教學(xué)方法，突出以學(xué)生為中心，為學(xué)生構(gòu)建積極和諧的學(xué)習(xí)情境，以討論式學(xué)習(xí)和研究型學(xué)習(xí)為主要方法，通過實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目引領(lǐng)學(xué)生自主構(gòu)建完整的知識體系。

隨著新的教學(xué)改革方案的實(shí)施，基于CDIO模式的教學(xué)取得了不錯(cuò)的教學(xué)效果，很大程度上提升了學(xué)生的綜合知識運(yùn)用能力、基本工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，激發(fā)了學(xué)生從事科學(xué)研究與探索的興趣和潛能，在一定程度上發(fā)揚(yáng)了理論聯(lián)系實(shí)際、求真務(wù)實(shí)的學(xué)風(fēng)和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的人文精神。通過項(xiàng)目化、任務(wù)驅(qū)動式的教學(xué)，學(xué)生可以進(jìn)行貼近實(shí)際工程實(shí)踐的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，能夠真正理解并掌握《電子技術(shù)》的課程內(nèi)容和理論知識，這種教學(xué)模式得到學(xué)生的支持和歡迎，其取得的良好效果具體表現(xiàn)為以下三個(gè)方面：

（1）有效培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和溝通能力。分組教學(xué)有效提升了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識，小組成員分工協(xié)作，相互配合，共同完成同一目標(biāo)，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神；答辯式的項(xiàng)目匯報(bào)，提高了學(xué)生的口頭表達(dá)能力和人際交往能力。

（2）有效培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，提高學(xué)生的職業(yè)責(zé)任感。項(xiàng)目化的教學(xué)，使學(xué)生在一定程度上自行思考和解決實(shí)際實(shí)驗(yàn)中的問題，提高其分析問題、查閱資料和解決問題的能力，由于是分工協(xié)作，使得學(xué)生責(zé)任感清晰，能夠更加積極主動的完成自身所承擔(dān)的任務(wù)。

（3）有效引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高了學(xué)生的創(chuàng)新能力和水平。項(xiàng)目的完成和作品展示，使學(xué)生擁有滿足感，提高學(xué)習(xí)的信心，從而有效提升了自主學(xué)習(xí)的能力，學(xué)生開始有意識聯(lián)系老師，參加校、市、省乃至全國的競賽項(xiàng)目，大大提升了學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4.結(jié)束語

《電子技術(shù)》課程改革采用CDIO的教學(xué)模式，以模塊化教學(xué)為依托，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。通過Multisim仿真軟件，虛實(shí)結(jié)合，有助于學(xué)生加深理解，CDIO倡導(dǎo)“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的新型教學(xué)模式，在這種教學(xué)模式的驅(qū)動下，能夠有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識，拓展以問題為導(dǎo)引的自主型實(shí)踐，優(yōu)化學(xué)習(xí)過程，引導(dǎo)學(xué)生參加競賽?！峨娮蛹夹g(shù)》課程進(jìn)行的教學(xué)改革能夠很好的培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力、查閱資料解決問題的能力、創(chuàng)新意識、動手能力、表達(dá)能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識，能夠讓學(xué)生在工程基礎(chǔ)知識、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力等層面得到全面提升，滿足應(yīng)用型人才培養(yǎng)的要求。