CDIO在数字电子技术教学模式改革中的运用

2016-03-08余会娟

湖南科技学院学报 2016年5期

余会娟

余会娟

（安徽医学高等专科学校医学技术系，安徽合肥 230061）

CDIO技术是我国最新引进并广泛推广的工程类教学模式，其教学理念有助于为国家培养高素质复合型工程人才。论文基于CDIO基本理念，分析当前我国数字电子技术教学模式出现的问题，探讨CDIO教学理念应用到数字电子技术教学模式改革的意义，并以CDIO为基础对教学模式改革提出针对性建议，以期推动CDIO教学理念在我国高等教育中的发展应用，促进高素质人才培养。

CDIO；数字电子技术；教学模式改革；合理运用

1　CDIO

1.1 起源和发展

CDIO是在2000年由麻省理工学院与瑞典皇家工学院等四所大学经过四年探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。在我国，从2005年开始，由汕头大学执行校长顾佩华教授发起，开始对CDIO工程教学模式进行分析并实施，取得明显效果。随后我国教育部开始开展CDIO工程教育模式高校试点工作，包括汕头大学、上海电机学院等数十所高校。

1.2 概念

CDIO（conceive，design，implement，operate）教学模式中，C代表构思（conceive），D代表设计（design），I代表实现（implement），O代表运作（operate）。CDIO模式强调学生以学生主动实践、课程之间有机联系的方式进行工程学习，CDIO培养大纲要求工程毕业生能力分为基础知识能力、个人能力、团队能力和工程系统能力四个方面，以综合培养的形式使学生达到工程师职业要求和预定目标[1]。

2　教学现状

2.1 教学形式单一

受传统教学模式影响，数字电子技术课程的授课通过教师灌输式讲解，学生听课记忆并机械性的进行实验实践，缺乏自主思考和主动实践的过程，学生对学习的主动探究性和积极性不高，没有自主学习的激情和兴趣，对自身发展没有合理规划，长此以往，学生的个人能力发展将严重受阻，学生的创新思维将被扼杀，主观能动性难以更好地培养。教师在授课过程中更注重理论知识传授，忽视了学生综合能力的培养，且对实践课程的重视度不足，导致学生的职业技能和职业素养与社会要求不符，影响了学生毕业顺利就业[2]。

2.2 教学内容陈旧

数字电子技术课程分为理论课程和实践课程两个部分，多数学校在进行授课时弱化了实践教学，且实践教学课题理论陈旧缺乏新意，缺乏实用背景，学生无法将所学知识应用于实践，使理论同实践脱节，学校同社会脱节。在课程内容设置上，数字电子技术内容知识点孤立，每章都有相应重点难点但不成体系，重点之间相对独立，无法与EDA等课程形成循环知识体系，知识结构缺乏完整性，无法使学生在脑海中形成知识框架，跟上数字电子技术发展。

2.3 教学评价僵化

当前我国高校教学评价审核主要是通过课堂成绩和期末成绩两个部分组成，课堂成绩基本占30%，主要参考出勤率和随堂测验成绩；期末成绩基本占70%，主要通过闭卷笔试答题的方式进行学生知识掌握能力检验。数字电子技术知识点较多，每章后面都有例题讲解，学生只要通过平时知识积累和例题分析，就能通过考试，基于这种教学评价的学生学习还处在应试教育的学习方式，学习积极性不高，以通过考试为目标，忽视了个人能力的培养，甚至还会出现临时抱佛脚的现象，与数字电子技术教学要求和社会人才要求大相径庭[3]。

3　基于CDIO理念的教学改革意义

3.1 提升技术知识

CDIO理念能力要求学生具备丰富的技术知识和推理能力，缺乏技术知识指导会造成实验偏差，缺乏推理能力会造成实验盲目。所以基于CDIO理念指导的教学改革能够有效帮助教师拓宽教学渠道、改善教学内容，优化教学方法，树立以理论指导实践的教学方向，进而帮助学生通过自主学习、自主探究的方式提升技术知识技能水平，培养较强的实践能力。根据CDIO能力一级纲要，学生需具备扎实的基础科学知识、核心工程基础知识，最后达到高级工程基础知识储备[4]。

3.2提升职业素养

学校在对学生进行培养时，容易忽视人才对人才职业素养和职业道德培养，造成学生对工作的恐慌和对工作环境的不适应，易在社会工作环境氛围内产生功利心里，进而影响自身职业发展。CDIO中的能力要求学生掌握个人技能，善于调控个人态度，具备职业道德和责任感。在数字电子技术教学中应用CDIO理念能够促进学生的德育教育，培养学生树立正确的三观和职业操守，树立高尚人格，进而将个人素质与职业规划与世界工程界保持同步。

3.3培养人际交往

CDIO要求学生具备团队能力、交流能力和外语交流能力，在教育改革中，教师应该有意识的引导学生进行团队交流，例如在教学中以小组讨论和实验的形式促进学生相互磨合、取长补短，在团队中形成自我角色意识，形成协作能力和领导能力。同时应鼓励学生流畅掌握英语日常交流和所学专业知识英语，能够顺利吸收国外的先进技术理念和实验经验，不断提升个人能力，能够使用英语同国外相关人士进行交流，保持同世界的同步性。

3.4提升实践能力

高等教育对人才的培养应以社会需要为主，数字电子技术作为实践性强的科目，其教育教学的主要培养方向应是学生实践能力。根据CDIO理念要求，学生应该能够通过个人能力进行构思、设计、实施和运行，即具备社会对人才独立性的要求。很多学生在经过大学四年的学习之后依旧无法进行独立工作，还需要积攒2-3年经验，这都是由于在教学中实践能力教学不突出，学生没有相关的工作经验，需要很长的岗位适应阶段，所以CDIO模式的引进有助于学生提升实践能力，丰富工作经验，提高实际应用能力，帮助学生尽快适应工作需要[5]。

4　基于CDIO理念的教学改革建议

4.1 教学模式

理论教学。数字电子技术教学理论教学改进可以通过多种方式进行，例如：①进行启发式教学，在授课前提出启发性问题，引导学生进行自主研究分析，通过个人研究或小组讨论的方式进行问题分析，自己寻求解决问题的答案，并通过教师的指导对问题进行延伸，从而加深学生的知识印象，培养学生独立自主、团队协作、克服困难的能力，激发学生学习激情和灵感，提高主动学习的积极性；②互动式教学，即改变教师在教学中的角色，深入学生中同学生一起学习，促进学生同教师之间的交流，能够帮助教师掌握每位学生的学习状况和理论知识掌握情况，建立良好的师生情感和关系，同时通过赏识教育培养学生的自信心，增强其对学习的兴趣；③技术教学法，通过多媒体设备为同学演示实验过程，着重实验重难点进行讲解，如通过FDA软件演示信号流向或器件连接，使知识点能够串联，组建关联性强的知识网，活跃课堂气氛，调动同学积极性，让学生在轻松愉悦的氛围中感受知识的魅力。同时，学校可以通过联合教学的方式，吸收先进理论知识，分享理论研究成果，例如汕头大学同加拿大卡尔加里大学进行CDIO留学生交流项目[6]。

实验教学。实验教学中要注重学生自主动手解决问题能力的培养，通过案例教学的方式，引进国际上的最新课题，从易到难进行数字电子设计研究。首先在进行实验前，要让学生们进行课前预习，利用FDA进行模拟实验，一方面能够帮助学生掌握实验环节和注意事项，另一方面能够减少实验失误和仪器损坏，延长其使用寿命和周期。然后在实验教学中可以进行学生展示性实验，即鼓励学生进行登台实验，能够帮助学生找出自己的不足，挖掘自身潜力，分享实验经验和设计理念。最后教师对实验结果进行客观评价和指导，通过实验结果和实验过程中学生表现出的素质给予双向评价，鼓励学生培养个人综合能力。同时，实验教学可以通过多科知识体系串联的方式，进行丰富实验教学。例如以东北林业大学机电工程学院为例，在实验中引进FDA软件进行尝试，在实验课题、实验过程等都各方面进行有小常识，取得了良好的教学效果[7]。

4.2 教学内容

基于CDIO教学培养原则和教育培养方向，对数字电子技术课程内容改革应明确以理论指导实践，注重实践实用性为主题，通过项目设计将理论知识体系进行串联，所有的教学项目都应围绕指导实践应用展开。根据CDIO教学对人才能力培养的要求，可以讲课程教学内容划分为三部分：①数字电子技术原理；②数字逻辑电子电路设计；③数字电子技术应用。通过对教学内容进行划分能够帮助教师清晰教学中的重点知识，梳理难点，选择实用案例，帮助学生加深知识点记忆，掌握各课程之间的关联，从而突显设计与实践的重要性[8]。例如北京交通大学侯建军老师主讲的数字电子技术书精品课中，课程设置从数制与编码开始通过多媒体教学由简至难，循序渐进，突出重难点，例子新颖，课堂气氛活跃。

4.3 考核评价

CDIO教学模式强调学生的实际能力和对知识理论的应用，培养符合社会需求的工程人才[9]。因此在考核评价上，应注重学生综合评价，从日常学习学生能力和知识的积累，到期末考评，应从多个方面开展评价考核机制，基于这种机制，应关注学生在学习过程中体现的态度、素养、人际能力和知识储备，减少期末理论考试总评所占比例，笔者建议期末成绩占总成绩40%，平时成绩占50%，引进实践评价机制，将学生在校外实践和交流获得的企业学校评价作为参考，放入总评价中，占10%。然而，考核评价标准需要规范的同时并不能僵化，对于有特殊设计才能和实践才能的学生应该给予鼓励帮助，在考核中突出其优势，才能够促进学生开发自身潜能。总之，评价标准应合理而灵活，既要注重学生基础理论储备，又要注重学生实践能力和个人素养[10]。