基于CDIO模式的《模拟电子技术》课程改革与实践

王照平 李文方 王玉巧 肜 瑶

（黄河科技学院嵌入式系统应用技术郑州市重点实验室 450006）

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），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。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。

我国高等工科教育的迫切任务是尽快培养与国际接轨的中国工程师，然而我国工科的教育实践中还存在着重理论轻实践、强调个人学术能力而忽视团队协作精神、重视知识学习而轻视开拓创新的培养等问题。

从2005 年起，汕头大学工学院开始学习研讨CDIO 工程教育模式并加以实施，现在已经取得明显的效果。

为进一步在中国推广这种模式，使CDIO服务于更多的国内高校，从2008年4月教育部高等教育司发文成立“CDIO工程教育模式研究与实践课题组”，开展CDIO教育模式交流高级研修班、CDIO工程教育模式与实践培训班、CDIO工程教育模式试点高校骨干教师培训班等，至今，国内超过100所的高等院校的老师全面地接受CDIO人才培养模式的培训，并逐步有序地开展基于CDIO理念的教学改革。

1 课程的现状及主要问题

《模拟电子技术》作为电子信息工程专业的一门实践性较强的专业基础课，多年来遵循“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的基本指导思想，在教学、实验和科研上都取得了很多的成绩，但是与工程教育的目标还有很大的差距。传统教学主要侧重于电路原理的讲解.过分追求理论分析的严谨，强调定量概念理解，强化定量分析和微观细节内容，这样的教学方式对于理论知识较为薄弱、自主学习能力不是很强的学生来说授课效果较差，容易导致大多数学生产生厌学情绪，且不易培养学生的电路认识和应用能力。主要表现在：

1.理论教学与工程教育联系不紧密。选用高等教育出版社《电子技术基础（模拟部分）》作为教材，全书11个章节，理论体系缜密，不失为一本好教材，但与我校三本生源实际情况和技能型人才培养的目标有偏差；

2.沿用之前多年的实验教材，从13个实验项目选作其中10个，多个实验内容不能构成一个完整的小项目；

3.课程设计的题目与理论课讲授、实验课实践的内容联系不够紧密，与工程教育的要求相差太远。

2 基于CDIO模式的课程改革

《模拟电子技术》的课程改革遵循引入CDIO教学模式改革，培养学生对电路的分析、设计和实际应用能力的原则，要求首先把CDIO思想贯穿在整个教学过程中；其次把CDIO思想灌输给学生；最后授课方式从以讲授为主转为以引导为主，建立基于CDIO的新型授课模式。主要从以下几个方面进行：

2.1 教材选择与内容的调整

针对之前教材理论性较强的问题，仔细斟酌，反复比较，选用机械工业出版社的《模拟电子线路分析与Multisim仿真》作为教材，该书本书介绍了基本概念懂得同时，详细介绍了电子线路模型分析和仿真，并以放大器电路、振荡器电路、模拟信号运算电路、滤波电路、信号交换电路、开关电路、交流功率放大电路为实例进行了详细讲述。其特点在于该书以元器件和电路的分析模型及仿真为主线，以模拟分析和仿真为基本工具，比较全面地介绍了通过仿真实验研究电子线路的方法。

在分析电路的时候结合Multisim辅助分析软件。一方面可以提高课程的教学效果，另一方面可以培养和强化学生的计算机应用能力。例如在分析放大电路失真情况，可以在Multisim运行电路，用示波器观察各电流电压波形，改变电路参数，可以直观观察饱和失真和截止失真波形。

2.2 将CDIO理念贯穿于课程每一个章节

结合电子技术的发展现状，加强课程的信息量，拓展视野。在教学内容方面，从外部电路分析元件，强化元件的外部特性，淡化元件的内部原理；从工程思维的观念出发，强化定性分析，淡化定量推导；从典型电路出发，注重分析规律和思维方法的讲授，强化宏观设计应用，淡化微观细节内容；增加应用电路举例，建立以实例驱动的教学模式。

在教学过程中应该注重学生的主体地位，经常组织学生进行分组讨论和课堂提问，提出引导性问题引发学生的辩论。例如在讲授二极管的应用时，引导学生利用二极管的单向导电性，分组讨论，利用二极管设计电路实现某种功能。

2.3 实验教学方式的改革

在过去传统的教学中，理论教学学时较长，实验教学学时较短，学生的动手实践的愿望得不到满足，而且实验课程内容上以验证性实验为主，不能反映社会实际和生产、科研实际，不能激发学生兴趣。针对这一点重新修订了实验学时数量和实验教学内容。经调整，实验学时增加至30学时。实验教学内容由原来孤立的15个实验项目，调整为基础实验、晶体管放大电路、运算放大电路、功率放大电路和电源电路五个单元，同时后五个单元结合具体的生产实际，构建相应的工程项目向课程设计过渡。如图1所示就是在这种思想指导下，从实验教学向“音频功率放大器”工程项目过渡的示意图。

另一方面，改变以往提供实验箱让学生连接电路的教学模式，要求老师提出设计构想、让学生自主完成计算机Multisim软件仿真、自主焊接实验电路和检测相关电路参数，一方面提高了学生的应用所学知识设计电路、电路调试能力，同时熟悉了从理论知识到工程实践的流程。

2.4 考核方式的改革

传统的纯笔试考核方式只能体现学生对理论知识的掌握程度，很难体现学生的实践能力。因此在CDIO思想的指导下改革了《模拟电子技术》课程的考核机制。整个考核包括平时成绩、实验成绩和期末成绩三部分。

图1 基于CDIO理念的实验教学向课程设计过渡图

其中，平时成绩占最终总成绩的10%，主要是平时作业和课堂表现为主。作业主要是以理论学习内容为主.这一部分要求基本跟传统的平时成绩考核方式一致。课堂表现主要以分组讨论的表现为主.分为个人表现和团队表现两个部分。

实验成绩占最终总成绩的30%，主要是实验内容的完成情况为主。由于实验是分组完成的，所以，在考核中又分为个人实验、团队实验两个部分。个人实验主要以基本实验内容为主，要求独立完成 团队作业主要以扩展实验内容为主，组内成员相互讨论、设计电路。要求通过仿真软件Multisim完成，并要提供电路原理说明。

期末成绩最终占总成绩的60%，分为理论考试部分和综合设计部分。理论考试部分采用笔试方式，以选择、判断、电路分析题、电路设计题的形式考核基本理论知识，综合设计部分要求每组学生提供一个电路设计作品。

3 结束语

从2009年，我校开始在电子信息工程专业教学中引入CDIO的教学理念，把CDIO的“项目教学”观念贯穿于教学中，构建了课程体系，改革了核心课程教学，培养了师资队伍，提高了学生素质。但是现有教材偏重理论，与应用型工程实践有一定距离，期待符合自身特点的应用型本科教材和实验指导教材；同时期待建立完善CDIO模式下的课程反馈机制，有效监控教学质量和效果。

[1]顾佩华 沈民奋 李升平等.从CDIO到EIP-CDIO—汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究,2008年第1期.

[2]康全礼 陆小华 熊光晶.CDIO大纲与工程创新型人才培养[J].高等教育研究学报, 2008年第31卷第4期15-18页.

[3]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究.2008年第3期.

[4]李哲秀，骆丽，李金平.模拟电子线路分析与Multisim仿真, 北京:机械工业出版社，2008年1月

[5]黄河科技学院 ，黄河科技学院信息工程学院本科专业培养方案，2009年.