CDIO模式下的电子信息工程卓越人才培养模式改革与实践——以《低频电子线路》为例

宁仁霞，周云艳

（1.黄山学院 信息工程学院，安徽 黄山245041；2.黄山学院 机电工程学院，安徽 黄山245041）

近年来，研究者把国际工程教育改革的最新成果归纳为CDIO：构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），指的是以产品研发到产品运行的生命周期为载体, 让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[1]。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力4 个层面。

瑞典国家高教署(Swedish National Agency for Higher Education) 2005年采用CDIO 的12 条标准对本国100 个工程学位计划进行评估，新标准为工程教育的系统化发展提供了基础[2]。在我国，工科教育的实践环节还存在一些问题，比如重理论轻实践、重视知识学习而轻视开拓创新能力的培养等问题。

1 电子信息工程专业人才培养面临的机遇和挑战

在经历了世界金融危机之后，我国经济加速转向基于改革开放和科技创新的双轮驱动的新模式。因此，充分认识时代提出的挑战和机遇，开拓创新，培养大批社会所需的创新型工程科技人才是目前高校正在面临的课题之一。

在电子信息人才培养中，也面临着较好的机遇。国家正在科技投入，电子制造业也在持续发展，给电子信息专业人才培养提供了良好的机遇。

2 电子信息工程专业发展现状

近年来，随着电子信息产业的快速发展，作为传统专业的电子信息工程专业发展十分迅速，但同时也存在一些问题。

电子信息工程专业人才的培养面临的挑战和机遇：

1.国内多数电子类企业科技创新能力薄弱，核心竞争力不强，缺乏关键的核心技术。

2.工程科技人员和学生的创新能力不强。我国高等工程教育正面临着：实践教育环节改革力度不够，工程设计环节缺失，教育重理论、轻设计、缺实践，学生实践能力培养收效甚微；多数教师重视理论研究，缺乏工程意识；多学科知识的融合与交叉欠缺，创新教育不足；基础教育缺乏对工程科技所需的动手实践与创新的兴趣培养。

3.专业人才培养模式墨守成规，改革力度不够。目前，在专业人才培养上，大都以知识输入为导向的教学理念为主，近年来多数高校已经有了较强的改革意识，在人才培养模式上做出很多改革措施[3，4]。但仍存在一些问题。培养目标不够明确，不能适应快速发展的行业需求，且改革的步伐远跟不上产业的发展，导致学校毕业的学生就业率不高，就业效果不理想，知识落后严重，无法满足社会对电子信息类人才质量需求，需求与供给无法有效衔接。

人才培养方式往往以知识输入为导向，沿用“填鸭式”的教学方式，忽略了学生的能力需求，忽略了行业需求。在教学观念上仍然以“我要讲什么内容”，无法满足学生“需要掌握哪些内容”，造成了学生对知识需求不明确，进而学习目标不明确。忽略了电子信息行业对学生能力的要求。同时，对学生解决问题的能力锻炼不足，学生在学习过程中缺乏思考。

在课程体系上依然沿用传统的学科导向进行课程设置，重视知识逻辑体系的完整性，忽略了工程技术体系的需求。课程的设置重视知识的理论连贯度，未考虑工程应用背景及工程技术体系的需求。学生在学习的过程中往往顾此失彼。在课程体系中缺乏工程能力和工程素养教育环节。

近年来，随着教育部“卓越工程师”计划的推进[5，6]，多数高校积极开展了以应用型能力培养为核心的教育教学改革[7]，并取得了一定的成效。

3 卓越电子人才培养模式研究

我校作为全日制地方本科院校，在校生近20000 人，学校的定位着眼于服务地方经济社会，努力推进学科专业建设，注重培养应用型的高级专门人才。电子信息类专业作为“卓越工程师”计划的主要支撑专业之一，本文通过以能力为导向，构建卓越电子人才培养模式创新思想。

3.1 构建以能力为导向的培养目标

前面提到，CDIO 工程教育模式提出了12 条标准，其中标准之二是关于学习目标的制定与实现，从教育者的角度来看，就是要把学生培养成什么样的人才？ 这就关系到培养目标的定位是否准确清晰，是否具有可行性。CDIO 的核心思想就是建立工程的概念。本文以电子信息工程专业的《低频电子线路》（以下简称低频）课程为例，说明建立工程概念并进行模块化教学的具体过程。

《低频》是工科本科电子信息类专业的一门主干专业基础课程，这门课程涵盖的理论知识在电类专业中占有基础性地位，是理论与实际联系非常紧密、实践性很强的课程。本课程的培养目标是使学生获得电子线路方面的基本理论、基本分析方法和基本技能，着重培养学生发现问题、分析问题和解决问题的能力。

3.2 模块化教学设计

从《低频》课程的培养目标可以将对电子线路基础知识划分为3 个方面能力：理解基本理论能力、掌握基本分析方法能力以及解决问题的能力。根据这3 个方面的能力要求以及CDIO 理念，在教学改革中进入项目驱动法教学模式，即将课程内容分为几个不同专题，如器件专题、电路专题、系统电路专题等。每个专题中涉及理论知识、课程任务（项目）、实现过程等方面。如在课程中将晶体管与运放作为一个专题，学习完理论知识后，要求学生了解器件型号、特性等，设计一些趣味电子制作。学生在完成制作的过程中，加深了对理论知识的理解，同时也会遇到一些问题，如在制作过程中找不到理想的器件，有的学生就学会了分析电路，找出设计的关键参数，进行器件替换。这项技能看似简单，但在学习之初，教师能有效引导学生进行思考，这个过程对于培养学生分析问题的能力是十分重要的[8]。

3.3 创新实践教学体系，突出应用型能力培养

CDIO 模式中设计与实现在工科专业中主要依赖于实践环节。实践教学是工科专业中十分重要的教学环节之一，而学生不断探索的创新精神，创新潜力，创造意识，工程能力等是实践教学效果的十分重要的衡量指标。在《低频》课程中体现尤其明显，该课程都配有相应的实验课程。长期以来，学生实验课的任务就是将实验箱上相应的模块连线即可，或者是直接按照实验讲义上的电路直接连线。实验课的效果大打折扣，而且学期间的课程连贯性不强。比如在我校电子信息工程专业中《低频》课程和实验在第4 学期开设，在第3 学期和第5 学期分别开设了《电子工艺实习》和《电子技术课程设计》，体现出实践环节的训练强调学生动手能力的锻炼及知识的连贯性。具体做法是在开设《电子工艺》课程时，每人发一块面包板（尺寸：50cm*70cm）和基础元器件，在该课程中，注重学生对元器件的选用和线路连接能力。第4 学期开设《低频》时，学生实践能力的培养依然利用这块面包板自行设计电路，将实验项目设计成一些相对独立的小项目，按照从简单到复杂的过程，要求学生完成基础电路的设计，鼓励学生进一步完成具有挑战性的项目。到了第5学期，开设《电子技术课程设计》时，要求学生依然利用这块板子设计一个相对完整的系统。使用面包板的优点主要有提高使用效率，方便学生多次实践。学生在多次的设计中，逐步了解系统的设计的要点，建立初步的工程概念。

3.4 改革考核方式，注重学习过程

CDIO 教育模式依然离不开考核。《低频》作为电子信息工程专业的必修课，目前的考核标准，以闭卷考试为主的考核方式,考试形式单一,考试过分强调知识的记忆, 在很大程度上限制了学生的学习积极性和主动性。这种考核方式已无法反映本课程工程性，实践性的特点。结合本课程特点，在探索《低频》考核方式上，笔者从以下几个方面着手。一是注重基础理论的掌握。二是充分利用计算机，借助EDA 工具，如利用Multisim 等电路仿真软件实现电路设计的模拟考核。三是结合本课程工程性强的特点，以项目考核的方式进行。以上3 个方面又分为多个部分，每个部分完成后才能拿到相应的分数。学生在完成以上各个部分后，才有课程成绩，避免了一锤定音的现象。另外，在项目设计上充分考虑项目的趣味性，增强学生的学习兴趣和探索知识的愿望。

4 总 结

运用CDIO 的工程教育模式，研究了电子信息工程专业卓越人才培养模式的改革及实践。以《低频》为例，从构建培养目标到改革考核方式等方面进行探索，为我校电子信息工程专业应用型人才培养提供改革思路。

[1]俞汤卉，王凤春，胥焕岩，等.基于CDIO 模式下光电信息材料专业教学方法与手段的创新[J].中国电力教育，2011(28)：78-80.

[2]汪敬华，赵春锋，王佳，等.引入CDIO 工程教育理念的电子实习教学改革与实践[J].中国教育技术装备，2012(30)：132-134.

[3]王新辉，刘辉，谢明华.应用型电子信息工程本科生的创新素质培养[J].长沙大学学报，2011(2):127-129.

[4]昊莉莉，赵安庆，邢玉清，等.电子信息类专业创新应用型人才培养模式的研究[J].中国电力教育，2011(11):94-96.

[5]艾清慧，钱步仁，孙艳茹，等.面向“卓越计划”的电工电子实验教学改革与实践[J].中国电力教育，2013(11)：83-84.

[6]于卫，张正华，胡学龙.面向卓越工程师培养的电子技术教学研究与实践[J].武汉大学学报（理学版），2012(s2)：21-24.

[7]潘懋元.什么是应用型本科[J].高教探索，2010(1)：10-11.

[8]周云艳，宁仁霞，孙剑.应用型人才培养中电子技术课程开发探讨[J].黄山学院学报，2012,14(5):109-112.