CDIO理念下的“模拟电路”网络教学研究

张雪姣 董汝靖 杨 洁 孙兴华

（河北北方学院，河北 张家口 075000）

近年来我国高度重视教育信息化建设并不断探索新工科专业的CDIO教学模式，为工科教学提供一条新的教学改革思路，网络教育作为新型的教育方式面临着前所未有的机遇和巨大的挑战。多样化的教学方式是开启在线教学的主要支撑，同时也是高校教师利用网络开展新工科教学研究的重大挑战。

互联网线上平台可以突破传统的教育模式，让教育没有地域限制，学校的教学资源对所有学生开放，体现出教育的公平性。在网络教学中，开展基于CDIO理念的课程教学研究，让学生即使在线上也能感受到工科的教育理念，将工程教育模式贯彻到整个课程的教学环节。不断探索基于CDIO的网络教学模式，改善单一网络教学方式的弊端，弥补学生自身学习过程中知识的缺陷，让学习更有针对性。教师通过开展基于CDIO理念的网络教学研究不断改进教学方式，寻求适合工科学生的网络教学思路。

一、探索与构建基于CDIO的网络教学模式

《模拟电路》是一门理论性、实践性都很强的课程，对于电子类学生的专业发展起到奠基作用，因此《模拟电路》的课程设计教学内容多，但课时紧［1］。就目前我校学生的情况来说，普遍存在基础差，学习动力不足的现象。因此，针对专业基础课程的线上教学、课程设计、教学手段等变得尤为重要，如何让学生更直观的获取课程的知识点，特别是重难点内容的理解和应用，是值得进行教学探索的。通过开展丰富的、细致的教学活动，提高学生的线上参与度，调动学生的积极性，让学生在疫情防控期间也能得到很好的发展，能力得到提高，并培养学生优秀的学习习惯，为后续专业课程的学习打下良好的基础。

二、基于CDIO理念的网络教学探索

（一）前期网络教学的问题

为保证网络课程的顺利开展，教师间不断研究行之有效的网络教学模式。在实施《模拟电路》网络教学过程中发现存在以下问题：

1.《模拟电路》更注重提高学生的动手能力和综合应用能力，而网络教学时学生不能面对实物，缺乏实际的实验操作，增加了授课难度，没有实验现象辅助学生对知识的消化变慢，从而间接增加了课程的难度。

2.《模拟电路》理论知识繁杂，当有多门课程开展网络教学时，学生需要长时间集中地面对电子设备，会造成状态不集中，精神容易困乏。进而影响学生的学习情绪，对学习缺乏积极性。

3.网络教学平台数量有限，当同一时间大范围的使用同一教学软件时，会出现网络拥堵的情况，导致课程无法继续。

4.网络课程无法做到实时监督学生的行为，随着学生学习兴趣的降低可能会从事与课程无关的事情，最终导致课程进度跟不上。

5.单纯的理论知识讲解，不利于学生建立工程概念，对团队的分工、合作意识及项目的完整设计、参与缺乏。

（二）教学问题解决方案

结合CDIO理念及《模拟电路》课程的特点，制定了以下解决方案，以提高学习效果：

1.为避免网络拥堵，并改善在线教学的状况，本课程混合使用腾讯课堂+学习通的教学方式，使用腾讯课堂进行课程直播，最后形成回放视频供学生多次观看、学习。使用学习通与同学互动，设置课堂在线的知识抢答、课前复习、布置课后作业等环节，增加学生的参与度，跟上教学进度。

2.为避免学生长时间紧盯电子设备，将课程时间碎片化，知识点根据重难点的分布，将课程分割为：在线直播、互动，线下视频学习，知识总结分享、答疑三个部分。首先，缩短网络教学的直播时间，每课时预留出25分钟的时间用于课程内容的讲解，10分钟用于学生对所学知识的总结，并在建立的课程群组中分享，教师负责答疑，这样2课时的课程能有序地分开进行，最后课程预留的20分钟可以在课后完成，由教师提前录制视频分析、讲解章节的重难点，上传到学习通中，用于巩固学生的知识，这样既保证学生不会用眼过度，也能保证课程进度。

3.为改善学生单方向的接收课堂知识，在网络课堂中加入了小组讨论等环节，将CDIO的理念运用于教学环节中，将学生设定为课程的主导者，培养学生的团队合作意识，让学生参与教学内容的设计与教学进度的把控［2］。老师给出讨论的主题，每组各自建群进行视频讨论，并保留视频文件作为学生平时成绩的主要参考项。这样基于CDIO理念的教学模式让学生勇于表达自己对课程内容的见解，而非填鸭式接受教学内容，多层面的锻炼学生的思维及表述能力，提高对知识的理解能力，更好地掌握知识的重难点，达到较好的学习效果。

4.《模拟电路》课程是工科的专业基础课，如果没有实验操作效果辅助，无法建立起工程概念和工程分析思维，不仅影响学生对知识的理解与掌握，更会影响学生对专业课程的思考方式。因此，本课程的讲解采用虚拟仿真软件辅助实施电路模拟实验，让学生先从电路搭建及实现原理上对知识的运用有个简单的认识，之后教师使用配套的实验设备进行实验课程的操作，录制视频并传送给学生，让学生不仅能掌握软件操作原理，更能了解硬件的实际搭建及操作过程，全方位地让学生的学习得到提高。

5.网络课程的开展依赖于网络的运行，在开展教学改革前对学生的网络环境及电子设备进行了调研，首先网络教学要将核心学习资源PPT共享到学习平台上，直播、录播课程内容及时形成方便下载的回放视频，便于学生在网络良好的情况下进行下载学习。学生可根据教师的学习资源自主建立知识体系，辅助学习，以保证及时跟进教学进度。知识的总结与分享、答疑活动尽量安排在常用软件中进行，学生能及时观看聊天记录，取长补短。

教师在教学过程中，全面考虑学生的综合情况，提出了以上解决方式，并时刻关注学生的学习状态，根据学生反应的问题随时总结教学过程的问题，及时调整上课方式，使线上教学达到良好的教学效果。

三、基于CDIO的网络创新探索

模拟电路是工科专业的入门学科，除需要掌握扎实的理论基础外，还包含有很多的元件功能学习，元件的基本实现原理及使用规范是设计电子电路的基础，只有掌握了元件的使用才能更好拓展到后续课程的设计［3］。

课堂时间有限，无论是在线上还是线下教学都存在该问题，若想深入学习电路知识，拓宽知识深度，激发自身潜能，则需要利用课余时间进行知识储备充电。为在专业培养的初期保证学生的培养质量，《模拟电路》课程开展除利用线上完成基础教学内容外，还在课后布置了课程小设计，小设计不限制完成难度及期限，主要目的是培养学生查阅资料的良好习惯，利用科学的手段去发现问题，利用储备的知识去解决问题。

学生以每5人为一组，设定组长，负责整个小组的分工、组织、协作。要求小组中全员参加，定期召开小组研讨会，讨论小设计的思路，元器件的选用、电路搭建及调试问题。让学生形成自学、查阅的习惯，紧跟最新科技信息，引导学生开阔眼界，同时小组中的互相学习、分享能有效地让学生取长补短，高效地完成小设计。

小设计作为课程的额外加分项，激励学生要不断创新、不断探索，勇于突破自我的能力，提升自身的素养［4］。

四、基于网络的教学成果

《模拟电路》是电子类专业的基础，是专业入门级课程，该门课程的知识掌握熟练度可能会直接影响学生后续专业课程的接受难易度及专业课程学习的积极性，是打造学生专业发展的基石，有着至关重要的作用［5］。经过一学期的基于CDIO理念的线上教学改革开展，统计了学习通软件上学生参与的痕迹、学生作业完成的质量、学生课前复习问题回答正确率等平台数据，结合学生的问卷调查报告，综合分析得出CDIO理念下的“模拟电路”网络课程的教学研究，提高了学生的参与度，提升了答题正确率，保障了作业及教学质量，受到了学生的好评。

CDIO的工程教学理念需要在基础课程中进行培养，让学生从基础就建立工程思维，锻炼学生对待项目的工程意识，提高学生的实践操作水平，培养学生团队协作能力及综合职业素养，进而提升学生在社会竞争中的优胜率。CDIO理念下的网络课程开展开创了一种新型的网络教学模式，为今后工程类专业的教学改革提供了新的思路。