基于CDIO模式的电源技术课程改革探索与研究

陈学锋，左 阳



基于CDIO模式的电源技术课程改革探索与研究

陈学锋，左 阳

（河南机电高等专科学校，河南 新乡 453003）

电源技术是应用电子技术专业的专业课，课程特点是工程实践要求高，新技术新工艺发展迅速。基于这些特点，结合学生的实际情况，从课程的教学内容、教学手段、教学设计、考核方式以及教材建设等方面进行深化改革。以直流稳压电源为主线，以工程项目的思路按构思、设计、实施、运行的CDIO模式开展教学活动，培养学生在电源技术领域的系统工程技术能力。

CDIO模式；教学内容；教学手段；教学考核

电源技术是应用电子技术专业开设的一门专业课，主要讲述电源的电路组成、工作原理、电路设计、维护检测等。电源是一切电子设备的心脏，是所有电子设备的动力，没有电源，电子设备就不能工作。电源设备是一种技术含量高，涉及面广，更新换代快的产品。为了培养学生在电源技术领域的系统工程技术能力，尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力，以及较强的自学能力、组织沟通能力和协调能力，在总结以往成功教学经验的同时，探讨基于CDIO模式，即构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）的电源技术课程改革。它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项目[1]。围绕CDIO模式从电源技术课程的教学内容、教学手段、教学设计、考核方式以及教材建设等方面进行深化改革。

1 教学内容的整合

由于应用电子技术专业属于弱电类专业，接触的电源设备主要倾向于直流稳压电源。根据专业的需求，将过去的电源技术课程内容中交流电源部分删除，增加直流稳压电源部分的内容。在增加的直流稳压电源内容中着重体现基于CDIO模式的工程项目内容，其中包括直流稳压电源的设计和实现过程中方案的确定、元件的选取、电源产品的制作以及电源产品的维护和检测。经过整合，教学内容分为两大工程项目：线性直流稳压电源工程项目和开关直流稳压电源工程项目。课程总学时由原来30纯理论学时变更为24理论学时加6实验学时，理论教学采用多媒体课件和板书相结合，提高课堂教学效果。实验教学中，除使用仿真软件、仿真直流稳压电源外，还使用学生动手制作的直流稳压电源，以培养学生的知识应用能力和实际动手能力。通过教学内容的整合，使学生在有限的教学时间内掌握入门电源技术，并具备相应的电源工程项目所需的能力。

2 教学方法和教学手段改革

在教学方法上，更新教师的教学观念，从以教师为中心转向以学生为中心，引导学生主动学习，引导学生思考研讨，增加学生动手实践机会，培养学生分析问题和解决问题的能力。将实验课并入相关的课程内，任课教师自然成为课程实验课的教师之一，并主导实验内容、统筹安排课程内的实验。针对学生缺少实际动手能力的现状，设置丰富的设计-实现项目，利用课堂和现代学习场所或实验室加强学生学习的主动性、实践性和团队合作精神。

教学过程中可采用项目驱动式教学，把电源技术课程分成两大项目：线性直流稳压电源项目和开关直流稳压电源项目。项目驱动教学法最根本的特点就是“以任务为主线、教师为主导、学生为主体”，改变了以往“教师讲，学生听”的被动教学模式，创造了学生主动参与、自主协作、探索创新的新型学习模式。通过项目驱动教学激发学生的学习兴趣，培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生自主学习及与他人协作的能力。

针对线性直流稳压电源项目和开关直流稳压电源项目，教学过程也可采用CDIO模式教学。围绕CDIO模式从项目的构思、设计、开发到实施的过程中培养学生的工程基础知识、个人能力、团队合作能力和工程系统能力。

下面以开关直流稳压电源项目为例说明CDIO模式。首先是项目的构思：（1）开关电源主电路可选择升压式、降压式、单端反激式、单端正激式，推挽式、半桥式和全桥式主电路。（2）控制电路按激励方式可以分为自激式和它激式控制电路，按控制方式又可以分为脉宽调制、脉频调制和混合调制控制电路。（3）附属电路可根据实际需要选取所需的附属电路，比如EMI滤波电路、功率因数校正电路、保护电路等等[2]。其次是项目的设计：项目构思确定了开关直流稳压电源的电路方案，项目设计主要完成电路中元件参数的计算以及元件选取。最后是项目开发和实施：项目的开发和实施主要实现开关直流稳压电源电路仿真、PCB设计、产品制作及检测调试。

3 教材建设

针对学校应用电子技术专业学生的层次，为了满足教学内容整合和CDIO模式教学的需要，自编了教材《电源技术基础》，为全国高等职业教育机电类“十二五”规划教材。教材适时跟踪最新电源技术的发展，优化教材内容，满足高素质人才培养及市场需求。

4 考核方式的改革

基于CDIO模式的教学评价体系的建立，教学评价体系分为三大部分：一是学生平时成绩，占20%。二是期末考试成绩，期末考试内容为直流稳压电源项目设计方案的确立，占40%。三是直流稳压电源工程实践项目成绩，占40%。工程实践项目采用多人自由组合的方式（原则上不超出5人），以小组为单位选择工程项目。工程项目成绩主要从项目设计、产品制作、检测和调试、项目报告四个方面进行评价，在整个过程中要求各小组成员分工明确，团结协作。通过工程实践项目的考核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。

5 结语

通过基于CDIO模式的教学改革以后，教学质量和效果有了明显的提高，学生的学习积极性被激发。学生在电源技术领域的系统工程技术能力，尤其是项目的构思、设计、开发和实施能力，以及自学能力、组织沟通能力、协调能力、分析问题以及解决问题的能力得到锻炼和提高。

（责任编辑吕春红）

[1] 张琨.CDIO模式下课程的教学特点[J].2014(15):201-201.

[2] 陈学锋.电源技术基础[M].郑州:黄河水利出版社,2011.

The Curriculum Reform Exploration and Research in Power Technology Based on CDIO Model

CHEN Xue-feng，et al

(Henan Mechanical and Electrical Engineering College, Xinxiang 453003, China)

Power Technology is a specialty courses to the application of electronic technology, its curriculum is characterized by demanding engineering practice and the rapid development of new technologies. Based on these characteristics, we were deepening reform in terms of teaching the course content, teaching methods, instructional design in combined with the actual situation of the students. Assessment methods and construction materials to the DC power supply main line to the idea of the project from conception, designed , implementation, operation of the CDIO model to carry out teaching activities, students systems engineering capabilities in the field of power technology.

CDIO model; teaching content; teaching methods; teaching assessment

G642

A

1008–2093(2016)02–0078–02

2016-01-27

河南机电高等专科学校教育教学改革项目；河南省高等学校“专业综合改革试点项目”

陈学锋（1980―），男，河南新乡人，讲师，硕士，主要从事电子信息工程研究。