CDIO模式下未来电子技术基础教学改革的方向研究

赵勃

摘要：该文详细阐述了CDIO模式的工程教育理念，分析了未来电子技术基础实验在教学中存在的问题，并深入探讨了应用CDIO模式对未来电子技术基础实验开展教学改革，并详细阐述了改革中的设计、实现、运作等过程，并对CDIO模式下电子技术基础实验教学提出了几点建议。通过研究，我们发现有效运用CDIO模式能够激发学生对于学科的兴趣，提高其工程实践能力。

关键词：CDIO模式;电子技术基础教学;改革;方向;研究

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）15-0138-02

电子技术基础是计算机应用专业基础的平台，其课程包括数字电路，低频模拟电子线路相关知识，定理和方法。电子实验技术是课程实验教学的主要环节，主要是强化学生对于理论知识的理解能力以及实践动手能力和运用能力，能够为之后学习专业课程提供基础。一直以来，学生能够按照实验指导书完成相应的实验操作，但是这种模式下不利于培养高素质人才培养。具体CDIO表示：构思，设计，实现，运作这四个内容，是近年来提倡的一种工程教育理念。基于这种教学模式下将其有效运用于电子技术基础实验教学中，对于培养创新型高素质人才具有十分重要的意义。

1 CDIO工程教育理念

从CDIO工程教育理念来看，从研发到运行整个生命周期作为载体，要求学生能够建立学科之间的联系，实现主动性，实践性学习，是由麻省理工学院，瑞典皇家工学院共同创立的一种教学新模式，这种模式认为在教学过程中应当让学生参与产品的设计过程以及系统全生命周期的整个过程中。具体来看构思包括分析客户的需求，考虑企业战略，技术相关规定以及商业计划，开发新的理念和技术。在设计阶段主要集中于对于方案设计，图纸，产品描述，系统实施的算法实施，实际上是指产品从设计到转换的整个过程，包括软、硬件测试，验证。在运行阶段，实现产品过程系统能够为用户提供价值，包括系统维护。这种教学模式能够帮助学生巩固学习基础以及为培养其实践能力提供学习经验，阐述了可操作性的能力培养全面实施的标准。在2008年CDIO国际合作组织已经包括36名成员，国内主要代表有北京联合大学，江西理工大学等多个学校，已经开展了CDIO模式下的教学改革，并能够结合学校实际发展情况进行一定程度的创新和完善。

2 传统实验教学面临的问题

在传统教学中电子技术基础实验课主要是教师为学生讲解实验内容，要求学生按照实验指导书和教师讲解内容完成后续操作。教师为学生解答在实验操作中所遇到的问题，这种模式主要是以学生被动式学习为主，学生展开实验学习，主要是为完成教学任务，而無法从根本上提升知识与能力的。在实验中各个项目之间没有建立系统的概念，只注重简单到系统的综合，没有将复杂系统具体到每个单元的划分中，最终学生综合能力和创新能力无法得到显著提升。在实验课讲解中只局限于本单元电路调试功能讲解，而没有涉及工程概念和技术，同时在实验过程和方法上仅按照课本要求完成线路测试和连接，没有进行深入的探索。缺乏对于电路的构思，无法激发学生的创新意识。考核方式单一。电子技术基础实验成绩是根据日常实验成绩以及报告，期末考试作为综合评定结果，日常实验考试依靠教师根据学生的实验操作进行现场打分，为了能够获取良好的实验成绩，学生需要严格按照操作流程，在整个实验过程中缺乏深入思索，为了能够达到实验效果展开实验。教师为了评定学员实验操作花费大量的课时时间，而对于学生的专业辅导时间有所减少，学生所提交的实验报告相互之间有抄袭现象，无法反映其真实学习效果。在期末实验考核中存在很多不确定因素，而期末考试占据实验成绩较大比重，未能真实反映其真实实验技术水平。

3 教学方法改革

3.1 CDIO教学模式改革

我们根据国际组织推荐实现CDIO教学模式改革，根据下述方法展开。

按照CDIO的要求在开展教学模式改革时需要教师深入研究并理解CDIO的教学标准。在描述的CDIO教学模式上共有12条标准，分别是学习效果，背景环境，一体化课程设计，实践经验时间，一体化学习经验，主动学习，教学能力，考核等，这些标准共涉及专业哲学课程开发，实践场所，教与学的方法，教师能力考核等多个方面。在开展CDIO教学模式教学改革中，需要严格遵守上述12条标准。其次，为了能够顺利开展CDIO教学模式改革，需要对利益相关者展开调查，制定有效的教学大纲。尤其对于军队院校来说，其利益相关者是军队。在军队电子技术教学过程中需要了解军队对于电子技术人才培养的要求，电子技术基础是一门基础课程，各专业课以及利益相关者需要搞清楚专业课程中对于电子技术基础课的一些要求，针对不同专业教学内容应当有所选择性。在开展利益相关者调查之后，需要结合高校课程教学指导委员会提出的建议制定符合CDIO标准的教学大纲。最后，教师在教学模式改革中需要确保工程实践条件以及满足学员的学习时间。工程之间条件包括实验室管理办法，信息资源管理和计算机管理。目前很多院校无法满足CDIO教学模式改革的要求，而且对于军校学生来说，在部队的学习时间比较冲突，因为很多院校学原生除了开展日常课程学习，还需要进行政治和军事学习。

3.2 CDIO教学模式改革步骤

在传统开展实验教学时，首先需要开展一些基本实验，之后完成综合设计实验，由教师为学生讲解教学模式，学员需要按照教员的教学思路和要求，并结合指导书完成相应操作，以实现目标为目的，在本质上主要以知识灌输为主，而采用这种新型的CDIO教学模式需要以CDIO标准为前提，以教学大纲作为依据，以项目教学法作为主要的教学方法。在实验课程开展之前，教师需要提出综合设计实验。整个实验教学对学员来说应当以综合项目为依托，所有实验均是围绕该项目作为目标的展开的，在整个实验过程中，学员需要思考在完成整体目标过程中需要具体划分为哪些阶段目标。具体来看，在构思阶段，通常实验课在理论课三周之后开展，由于很多学员对于电子系统有一定了解，但大部分理论知识没有系统学习。为了能够使其了解综合设计实验的具体过程以及重要性，一般不会涉及电路设计和实现，可以让学员根据兴趣进行小组讨论，发挥其创新性思维。在设计阶段是学生从理论课学习开始，并结合课本上学所学的理论知识，电路基本实验以及构思的既定目标，这三个角度来完成电路设计。通过小组讨论设计项目方案，由教师帮学生分析该方案是否可行，完成理论课程的学习之后确定最终的项目方案。在实验阶段学生需要印刷电路板制作与设计，完成电子系统的组装，调试，并将设计阶段形成的方案在面包板，多孔板上形成实物完成后续的性能，功能测试。在运行阶段，为了能够给予客观公正的成绩，需要以小组作为单位完成现场演示，并向其他学生讲解作品原理，设计经验，能够解答其他人提出的问题，在答辩时说明小组内完成情况，有自评和他评的方式，对该作品进行综合评价。最终由教员根据小组完成情况答辩表现提交报告，给出综合成绩。对于一些表现突出的项目，可推荐学生参与全国级别的世界大赛，并完成学术论文发表。

4 实验教学方法改革实践

基于CDIO模式下开展电子技术基础教学，我们以陕西学前师范学院2017级计算机应用专业，并以该专业学生为研究对象展开教学改革实践探究。开课之前对于CDIO理念，标准，教学大纲进行了深入研究，并确立以学院为中心，教员为引导的指导思想，在第一节课对学员进行划分小组，根据学生兴趣，分数进行自愿组合，以便相互提供学习上的帮助，结果发现学生在构思阶段上积极性表现较高，而且能够提出很多设计想法，在正式设计时由于知识的有限，可能会出现一些畏困难，但在教员的耐心指导下能够解决问题。在实验阶段也会存在一些问题，比如在设计阶段，经过仿真实验，功能焊接在实物上并不符合要求，主要是由于焊接问题和元器件的问题。在答辩过程中，部分学员表达能力不高，整个实践过程比较成功，利用CDIO模式能够将理论课程与实验课程紧密联系在一起，转变传统教学过程，学员可以按照教师和指导书要求完成被动式学习，极大程度上提升学生的积极性和主动性。从教学改革效果来看，学员普遍认为自己可以通过努力收获更多知识，相比过去的实践课程来说能够提高印象。

5 小结

总而言之，利用CDIO教学模式完成电子技术基础实验教学改革，我们可以发现采用这种教学模式之后，能够提升学生的学习要求，使学员将更多时间投入到教学互动过程中。采用这种新型模式，使学员能够将所学知识进行联系，主动进行资料查阅和思考，有利于合作学习，在时间有限的情况下学校能够为学员提供良好的学习环境，参考资料和信息资源，但是仍存在部分教师没有完全转变教学观念，进而对学员学习存在一定的束缚，没有真正以学员为中心，从一定程度上影响其学习积极性，因此在后期教学改革中，需要对这种传统观念进行进一步的革新。

参考文献：

[1] 刘海英， 戴璐平， 熊俊俏. 基于CDIO模式的电子技术基础课程教学改革研究[J]. 电子世界， 2016（14）：31-32.

[2] 周妮， 贺达江. CDIO模式下的模拟电子技术教学改革方法的探索与研究[J]. 科技创新导报， 2016（34）.

[3] 马永力， 侯玲英. CDIO模式下电子技术课程教学研究[J]. 湖北理工学院学报， 2017（1）.

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