基于CD IO模式《高频电子线路》课程教学改革探索

陈彦彬

（揭阳职业技术学院 实训与信息中心，广东 揭阳 522051）

基于CD IO模式《高频电子线路》课程教学改革探索

陈彦彬

（揭阳职业技术学院 实训与信息中心，广东 揭阳 522051）

以CDIO工程教育模式为指导，构建以学生为主体，融“教学做”为一体的《高频电子线路》课程教学体系。从理论教学改革、实训教学改革、课程考核以及课程教学体系实施效果等方面阐述了CDIO在高职教学改革中的具体应用。以CDIO为主线，从学生工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力等四个层面进行教学设计，增强学生岗位适用能力、行业发展能力、职业生涯发展能力等三方面能力，促进课程教学质量和教学水平的提升。实践证明，该课程教学体系在高职教学中具有很大的可行性和重要的指导意义。

CDIO工程教育模式；高频电子线路；课程教学改革

一、引言

从2000年起，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究获得Knutand AliceWallenberg基金会近2000万美元巨额资助，经过四年的探索研究，创立了CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate：分别代表构思、设计、实现和运作）工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。CDIO的理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，该模式以工程项目为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习[1]。

二、CDIO工程教育模式下课程教学体系的构建

《高频电子线路》是《模拟电子技术》的后续课程，同时也是电子信息工程专业的一门必修专业课。通过课程的学习，让学生掌握无线通信系统的基本构成和基本原理，掌握无线通信设备各单元电路的组成原理和设计理论，使学生具备从事无线通信系统发送和接收设备的应用开发能力和工程调试能力。但由于其理论性相对较强[2]，对实验实训技能要求较高，一方面学生对该课程学习兴趣不高，认为该课程枯燥无味、难懂；另一方面即使学生理论学会了也不知道该课程有何作用，如何应用。

基于CDIO工程教育模式改革《高频电子线路》课程的教学组织，努力构建融“教学做”为一体的课程教学体系，能够很好地调动学生的学习兴趣，提高学生的工程实践和工程应用能力。CDIO工程教育模式下课程教学体系如图1所示。

图1

在构思、设计环节主要培养学生系统思维和设计能力；实现环节主要培养学生的综合能力；运作环节主要培养学生适应未来工作岗位的工作能力[3]。从图1我们可以看出，该课程教学体系将CDIO工程教育理念贯穿于《高频电子线路》课程的整个教学过程，CDIO中构思与设计环节的训练主要集中在理论教学中，而实训教学则侧重于CDIO中实现环节的训练，课程设计则是侧重训练CDIO中的运作环节，这样从理论教学、实训教学、课程设计等多个方面有所侧重的贯彻CDIO工程教育理念。

三、理论教学改革

（一）CDIO模式下的理论教学

基于CDIO的工程教育模式强调以产品研发到产品运行的整个生命周期为载体来学习工程，主要培养学生工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力等四个层面的能力。CDIO模式下《高频电子线路》课程理论教学体系应该以工程应用为背景，涉及数学、系统开发硬件知识、开发软件使用，要求学生能够对高等数学、电路原理、模拟电路等工程基础知识、常用开发软件、微处理器等课程进行综合运用。CDIO模式下理论教学体系如图2所示。

图2

（二）教学方法的改革

1.重视绪论内容的教学。鉴于该门课程内容理论性较强，学生学习兴趣不高等原因，通过重视绪论内容的教学，让学生对无线通信系统的发展史、高频电子线路的研究对象、无线通信系统的组成原理、无线发送设备、无线接收设备等基本组成框图理解的基础上，还提供了无线通信系统的实际工程案例，包括无线传感器网络、Zigbee、RFID等无线通信系统前沿技术，使学生明白其应用价值，增强学生对该门课程的学习兴趣和学习欲望。

图3

2.重视工程系统设计方法的培养。该门课程是理论性和实践性极强的专业课。将发送设备、接收设备的原理框图贯穿于课程整个教学过程中，充分体现工程系统设计理念。调幅式无线电广播发射机方框图如图3所示，发射机由信号源、低频放大器、高频振荡器、高频放大器（倍频器）、振幅调制器、高频功率放大器及天线等构成。在各章节理论教学中，要让学生理解好这个系统框图与各章节内容的对应关系，明确所学的各单元内容在通信系统中的地位和扮演的角色。同时，还要重视信号流程在构建工程系统设计方法中的作用，要让学生明确构成系统各个单元电路的输入输出信号波形，以及信号在整个系统各个单元电路中的变换关系，从而构建起各个单元内容的联系。

3.重视学生分析问题能力的培养。CDIO工程教育模式更加注重对学生分析问题、解决问题能力的培养，贯穿于CDIO整个过程。在课程教学中，借助先进的电路仿真软件Multisim 10.0对所学各个基本单元电路进行模拟仿真，了解和测量电路性能指标，另一方面通过仿真软件可以很简单地改变电路的参数，通过查看电路性能的改变，从而熟悉掌握电路的动态性能，提高系统的开发设计能力和工程调试能力。

利用电子仿真软件还可以设置电路故障点，让学生利用已学知识分析故障现象，判断故障位置，并且修复故障，方便高效。通过电子仿真软件的使用，进一步提高学生分析问题、解决问题的能力，提高工程实践能力。

四、CDIO工程教育模式下实训教学改革

实训项目和课程设计是加深和强化学生对课程内容的理解与应用的重要载体，也是CDIO的主要实现形式，是融知识教育和能力培养为一体的教育过程。

实训项目的教学设计和教学过程应该着重培养学生三方面的能力：岗位适用能力、行业发展能力、职业生涯发展能力[4]。CDIO模式下实训项目教学实施体系如表1所示。

1.项目立项。项目立项主要集中训练CDIO工程教育模式的构思环节。学生要根据项目需求、项目任务，收集项目相关资料，获得项目设计所需的知识储备。指导教师对学生进行指导和答疑，确定项目最合理的实施方案。这个项目过程能够提高学生学习兴趣和学习主动性，提高学生工程设计和创新能力。

表1 实训项目教学实施体系

2.项目实施。项目实施阶段是CDIO综合训练环节，是设计、实现、运作等CDIO过程综合作用。该项目阶段主要是根据构思环节形成的项目实施方案，完成项目电路原理图、元器件清单、项目电路板PCB图设计、项目元器件安装图（作业指导书）等工程文档的过程。

为了学生适应和体验社会与企业工作岗位，在项目实施过程中努力创设真实职业环境。例如，在收音机实训项目中，焊接阶段采取企业流水线作业的教学方式，让学生分工训练，按照作业指导书的要求进行实训，同时进行轮岗，让学生在有限的时间进行多个岗位的体验，增强学生就业适应能力。

3.项目验收[5]。每个项目的参与学生选出一名代表，利用PPT做项目汇报，并对作品进行功能演示。教师组成答辩评委会对学生各组项目完成情况作综合评价，主要考查学生的理论知识应用能力、工程实践能力、应变能力和团队协作能力。

五、课程考核

基于CDIO工程教育模式教学体系的课程考核包括学生的个人学习能力和人际能力，产品、过程和系统构建能力以及学科知识。课程期末成绩采用综合评分法，学生课程成绩构成如表2所示。

表2 CDIO课程考核成绩结构表

六、CDIO课程教学改革实施效果

对实施CDIO课程教学体系的学生进行问卷调查显示，95%的学生认为团队协作精神在项目实施中很重要，92%的学生认为在项目过程中更能提高学习的主动性，98%的学生认为工程能力得到了很大提高。

通过实施CDIO工程教育模式，利用现代教育技术，按照产品研发到产品运行整个生命周期组织教学，构建起以学生为主体，融“教学做”为一体的工科教学体系，同时形成了一套课程教学文档，极大地提高了课程教学质量和教学水平。

七、结束语

CDIO工程教育模式在《高频电子线路》课程中的实践与应用，有效地解决了课堂教学与工程实践之间脱节的问题。通过CDIO的实施，有力地提高了学生学习的主动性和积极性，有力地提高了学生分析问题和解决问题的能力，有力地提高了学生沟通能力、团队协作能力、语言表达能力，极大地增强学生的工程应用能力和工程素养。实践证明，基于CDIO工程教育模式课程教学体系在高职教学中具有很大的可行性和重要的指导意义。

[1]蒉秀惠.“CDIO”模式下单片机课程改革探索[J].宁波职业技术学院学报，2010，14（6）：35—36.

[2]李德雄，靳会超，罗玉柱.CDIO授课模式在高职《微机原理》中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报，2012，11（2）：125.

[3]李芳丽.CDIO理念下高职机电一体化专业实验教学改革探索[J].实验科学与技术，2012，10（3）：72.

[4]易铭.CDIO模式下“PLC应用技术”课程改革[J].职教通讯，2012，（15）：28.

[5]刘思远，姜万录，陈刚，等.基于CDIO项目式教学的课程改革与实践[J].教学研究，2012，35（3）：46.

G642.0

A

1674-9324（2014）26-0028-03

陈彦彬（1987-），男，广东揭阳人，助教。本科学士，主要从事电子信息系统开发、人工智能等嵌入式技术教学与科研。