基于CDIO的高频电子技术课程教学模式改革

石永华 王万叶 徐婷婷 林其斌 王昊东

[摘           要]  应用型高级专门人才的培养已经成為工科院校的重要任务。在此大环境下，高频电子技术课程教学模式的改革势在必行。探讨性地给出了课程教学模式的改革措施。其中，以能力培养为目标搭建了CDIO教学模式的结构，优化内容、合理设置了CDIO教学项目，详细讨论了CDIO项目的组织实施，建立了新型考核方式。通过此次改革，能够很好地提高教学质量并培养学生的综合能力。

[关    键   词]  CDIO;高频电子技术;教学模式改革

[中图分类号]  G642                 [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2019）28-0038-02

高频电子技术课程是工科院校电子信息工程、电子科学技术、通信工程等电子信息类专业中重要的专业基础课，是工程性、实践性非常强的课程，具有非常重要的地位。然而，长期以来，高频电子技术课程的教学存在诸多弊端。如突出知识内容的讲授，轻视学生分析能力的培养;强调按部就班的实验教学，忽视学生综合实践能力的培养。鉴于此，本文在前人的研究基础上，探讨基于CDIO的“高频电子技术”课程教学模式改革，克服课程教学中的难点，以实现学校培养应用型高级专门人才的目标。

一、教学模式结构的搭建

传统教学模式下，高频电子技术教学内容以分立元件为主，教学过程以教师黑板讲授为主，实验教学以验证性实验为主，对学生的实际动手能力培养重视不够。课程体系老化、教学内容和教材以及教学方法和手段单一，与电子技术的发展现状脱节的现象十分突出，为此建立一个新型的教学模式非常必要。利用CDIO理念构建的“教—学—做”一体的新型教学模式，如下图1所示。

新的教学模式中，使用CDIO教学项目优化理论教学内容、加强实践性实验的实施，将二者有机结合起来。将CDIO教学项目拓展到课程设计中，可以培养学生的综合设计能力和创新能力。将CDIO教学项目拓展到毕业设计中，可以使课程教学与毕业设计活动有效结合起来，避免理论课程的枯燥性、抽象性。CDIO教学项目延伸进教师科研活动，将学生吸收到课题中来，可以充分调动学生的积极性和主动性，有效地培养学生的科研意识和科学素养，进一步提高教学效果和教学质量。另外，将CDIO教学项目延伸到电子大赛等此类技能训练活动中，学生可以建立起团队协作意识、工程意识及创新意识，最终获得综合性的专业能力。

二、合理设置CDIO教学项目

运用CDIO模式，本次研究将高频电子技术课程分成两大部分七个项目：一是无线电信号发射部分，包括振荡器电路、谐振功率放大器电路、振幅调制、角度调制四个教学项目;二是无线电信号接收部分，包括混频电路、振幅解调电路、鉴频电路三个教学项目。每个项目又设置了相应的知识点小模块。

在CDIO模式下，每一个教学项目都采用构思、设计、实现和运作四个阶段来完成。构思阶段：明确项目任务、明确准备内容，要求学生明白做什么、打算怎样做。设计阶段：通过所需理论的学习，学生自己设计实施方案。实现阶段：使用各种方式完成自己设计的方案，如印刷电路、焊接元器件、仿真实验等。运作阶段：对完成的项目进行评价。

三、CDIO教学项目的组织实施

教学项目的实施主要在电子信息工程专业、电子科学与技术等专业进行。首先将学生分成相应的学习小组;其次发布项目任务;其次根据学生的需要讲解相关知识，最后听取所有测试学生的感受和意见。

1.构思

启发学生理解项目任务，细化具体要求。然后根据学生的疑问，发放相关的资料。资料主要有电子讲义、网上在线教程、视频教程（光盘形式），供学生自主学习。关于元器件的选取方面，启发学生根据工作频率和输出功率等要求选择合适的高频功率管，查找晶体管手册找到功率管的大信号输入和输出阻抗;再根据谐波抑制度、回路传输效率和元件数值可实现性等要求选择滤波匹配网络，并由阻抗转换的要求确定网络的各元件值，最后选定馈电电路。

2.设计

学生根据任务需求确定组成方案。在此教学中根据学生的分类，设计了四种方式：第一种教师完全不参与方案的设计;第二种教师有问必答，但不允许问方案的设计全过程;第三种教师启发学生一步一步完成方案的建立;第四种教师给出设计方案，引导学生按部就班地理解方案的建立，为下一个项目做好基础，引导学生对组成方案进行分析。

3.实现

引导学生建立一个团队，明确每个人的具体任务，分工合作。学生根据组成方案去选择器件和电路，进行实际电路的设计等。教师针对方案进行分组点评，给出调整意见，帮助学生完善设计。

由于调试过程是个复杂的过程，而教材中展示只是一种理想化的环境。调试是设计高频功放的关键。调试各级滤波匹配网络时，既要保证每一级的网络都谐振在工作频率上，又要保证最终全谐振时的等效阻抗满足匹配要求。这两种调试是相互影响的，每一种调试都不能一步调整到位，否则第二种调试就会失败。必须反复调试，直到同时达到谐振和匹配。

教师先进行整个安装和调试过程的培训，然后组织学生按照分组一组一组地安装和调试，同时对整个过程进行有效的监控和督导。

4.运作

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。考核结构表如下所示。

CDIO教学项目实施考核表

四、结语

基于CDIO工程教育的高频电子技术教学模式，有效地解决教师“难教”与学生“难学”的突出问题，极大地提高了学生综合能力的培养。通过对2014电信、电科和2015电信、电科等8个班级进行试点，反馈效果较好，但是占用时间较多，教师和学生都很辛苦;另外CDIO教学项目与企业及生产厂家的需求结合紧密度还需加强;这些都需要在今后的课程改革中作进一步大力研究。

参考文献：

[1]李厚杰.通信电子线路“渗透式”立体化实验教学模式的构建[J].实验技术与管理，2011，28（1）：134-136.

[2]谢嘉奎.电子线路非线性部分[M].第四版.北京：高等教育出版社，2007.

◎编辑 陈鲜艳