基于CDIO模式的《高频电子线路》教学改革探索

张雪姣+黄勇+刘建军+曹燕燕+马艳丽

摘 要 《高频电子线路》课程是电子信息工程及通信工程等专业的专业必修课，本文以CDIO模式为主要指引方向，分别应用于理论课堂教学、实验操作教学及考核方式中，强调在基础知识、团队意识、个人才能等方面进行重点培养。实践证明，学生的人际交往能力及团队合作意识有明显提升，课程间脱节的现象也有显著的改善，为后续课程提供了良好的基础，更好的提高了教师的课程教学水平，具有很好的可行性和指导意义。

关键词 CDIO理念 高频电子线路 教学改革探索

《高频电子线路》是普通高校电子信息工程、通信工程及电子信息科学与技术等专业的一门重要的专业必须课，它主要研究高频电子线路各功能电路的原理、组成及其分析方法。该课程不仅要求学生有较强的前期理论基础知识，更要求具有很强的实践动手能力，是一门综合运用能力很强的一门课程，因此《高频电子线路》也成为各高校电子专业的教学重点和学生要突破的难点。

CDIO的概起始于2000年的工程教育理念，主要将调动学生的主动性、理论课程的教授及实践应用有机的结合在一起的一种工程学习方式，旨在培养学生的基础知识、个人能力、人际团队能力及工程系统能力，如图1所示。CDIO分别由Conceive、Design、Implement和Operate组成，是从构思设计再到实践完成的指导工程教学过程。CDIO体现了系统性、科学性和先进性的统一，代表了当代工程教育的发展趋势。

1 CDIO理念进入理论课程

高频电子线路由于其课程自身课程：理论抽象、公式推导繁杂、实验课基本上只是验证结果，这样会造成学生对课程乏味、厌烦、积极性不高。因此，首先需要从一本优秀的教材着手。

1.1 注重教材整体性

教学应对基础知识与理论适度讲解，着重关注应用型本科人才培养所需的内容和关键知识点，理论不宜过深过繁，应注重其来源、应用以及与其它功能模块的联系，主要实现让学生学而有用、学能致用。

教材的选择应以整个通信系统为整体，各个章节的内容为通信系统的各个环节及功能电路。教学内容应具有 “前呼后应”的结构，在绪论部分对通信系统的介绍从组成框图出发，每一环节都能与后续章节的内容对应，课程呈现一个完整性，而后续章节的讲解也要围绕通信系统来深入，让学生感觉在学习一个完整的东西，学习结束后能设计出一个高频电子设备，体现出CDIO的工程教学模式。

1.2 注重教学内容的扩展

随着信息处理基础的快速发展，通信系统的相关设备已进入我们的生活，比如数字电视、手机、收音机等都是生活的必需品，因此《高频电子线路》课程的内容要适当的补充与完善。另外，由于半导体及无线通信技术的发展，目前的通信系统的工作频率已达到几百兆，其功能电路大多由集成电路构成。因此，在教学内容中要保留经典的高频电子线路分析基础，补充一些新技术及新器件，主要完成从分立元件构成的高频电路过渡到射频集成电路上。让学生的学习不与实际应用脱节。

1.3 注重教学的纵向连接

《高频电子线路》是电子类专业中承上启下的课程，需要有《高等数学》、《电路原理》及《模拟电子技术》等工程知识做基础，同时也是后续课程Zigbee、RFID及移动通信技术等无线通信系统的基础。因此，《高频电子线路》的教学内容要做到：一方面把先导课程纵向的连接；另一方面对后续课程中所关联的教学内容做相关性介绍，体现出CDIO模式的集成课程设计的概念。

1.4 注重教学模式的合理分配

板书具有对于基本原理和基本理论分析的讲解更容易理解，加深记忆。而多媒体形式多样，尤其在动画演示上能更生动、形象的体现抽象物体的演变过程，更易于接受。因此在《高频电子线路》的讲解中应注重板书与PPT相结合，促进教学内容的理解。例如，在讲解振幅调制、角度调制与解调时利用PPT来演示信号波形的变化进程，从而更加深刻的了解各调制解调电路的频谱变换功能。利用板书推演高频的基本电路与理论分析，让学生放慢思绪，跟随课堂节奏，加深基础知识的掌握。

1.5 教学过程的参与性

在课堂上需要提高学生的积极参与度，因此在课堂上要提出相关问题让学生自己来解决，这些问题最好围绕实验的教学内容进行，更具有实际意义，这就是CDIO工程教学模式的第一要素：构思。

2 CDIO理念进入实验教学课程

2.1 重视学生的团队能力

CDIO工程教学模式的第二个要点是设计，将学生分组，每个小组在实验课程进行前要提前预习实验，并分别安排每一组学生对本次实验进行讲解，促进学生理论与实践的结合。整个实验过程都以整体效果为评价标准，这就要求小组成员要分工合作，相互交流，进而培养学生的人际交往能力与团队合作精神。

2.2 重视学生分析问题的能力

CDIO工程教育模式的第三个要点是实现，这就需要着重培养学生分析问题、解决问题的能力，这是贯穿于CDIO模式的整个过程。在实验教学中，可以借助仿真软件对各单元電路进行模拟仿真，了解电路的性能指标和参数，并能更直观的观察电路的动态变化，提高系统的开发设计能力和工程调试能力。

2.3 重视学生解决问题的能力

《高频电子线路》实验大多以试验箱为基础来完成，虽然操作简单、易于观察结果，但是实验内容单一只是导线的连接，缺乏实际动手和发现问题的能力。在整个实验中应注重学生的调试过程，这不仅需要了解电路的功能还需要发现问题所在，可以综合培养学生发现及解决问题的能力。同时利用仿真软件可以通过设置电路障碍点等多种手段，让学生自己分析故障原因、判断故障位置，总结修复方案，并进行修复。实验与仿真软件的结合能够以有效的提高学生分析及解决问题的能力，更能提高工程实践能力。

3 CDIO理念融入教学考核

教学考核是对学生学习能力最直接的评价，《高频电子线路》需要理论与实践双重结合的课程，因此在做教学考核时，不能只由理论成绩来决定个人能力。CDIO更注重综合能力的评价，这不仅需要有学习能力还需要有实践能力及团队协作能力等多方面因素决定。在《高频电子线路》考核中，采用比例分制，按照理论知识、实验内容、个人作业、平时出勤5：2：2：1的比例加权求和进行最后的评价，如表1所示。其中理论知识以期末试卷考试成绩为依据；实验内容则根据小组完成的过程与结果进行综合评价；个人作业主要考核作业的正确性、自主性及思路的多样性；平时出勤根据课堂学生的实际出勤情况评分。

4 CDIO理念融入课程教学改革实施效果

针对参与CDIO模式课程教学的学生进行问卷调查，90%的学生认为团队合作是实践过程中最重要的，92%的学生感觉在教学过程中提高了学习的积极性，98%的学生认为《高频电子线路》为后续课程的学习做了重要的铺垫。

5 结语

在《高频电子线路》课程中将CDIO工程教育模式融入教学，极大地提高了学生的主动性，培养了学生的人际交往能力及团队合作意识，有效的改善了课程间脱节的现象，为后续课程提供了良好的基础，更重要的是提高了教师的课程教学水平。实践证明，基于CDIO工程教学模式的《高频电子线路》在电子类专业教学中具有很好的可行性和指导意义。