基于CDIO教育理念的模拟电子技术课程的改革

黄浩

1 引言

为了应对经济全球化形势下的产业发展对创新工程人才的大量需求，麻省理工学院和瑞典皇家工学院等4所大学从2000年起组成跨国研究组织，经过4年的探索研究创立了CDIO工程教育理念，成立了CDIO国际合作组织，并制定了CDIO能力大纲。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工程教育理念就是要以此全过程为载体培养学生的工程能力，此能力不仅包括个人的学术知识，而且包括学生的终生学习能力、团队交流能力和大系统掌控能力。CDIO理念不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的12条标准。

我国中等职业技术教育面临的迫切任务是尽快培养与社会企业相接轨的技术型人才，然而我国中等职业技术教育在实践中还存在着不少的问题，如重理论轻实践，强调个人能力的培养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。

2 课程现状

模拟电子技术是中等职业教育电子信息类专业的必修课，是一门实践性很强的课程，是数字电子技术、高频电子线路、单片机技术等课程的学习基础，模拟电子电路可以说是整个电子技术的基础课程，在小信号放大、功率放大、反馈放大器、稳压电源、混频电路、调制解调电路等领域具有无法替代的作用。中职中专的人才培养是服务于一线的技能型人才，要求学生要掌握基本的理论，尤为重要的是要具备较强的动手能力，能够完成实际的电子产品的安装与调试等工作。但是，传统的模拟电子技术教学方法是老师在课堂上按照教科书的章节顺序进行授课，教科书中列举的实例大都是简单而且不满足实际应用，学生即使学完了教学计划所规定的全部内容，仍然无法系统地、彻底掌握模拟电子技术在一个电路系统中所起的作用。这种现状与培养技能型人才的理念相违背。

3 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果，是一种先进的工程教育理念和实施体系，也是目前我国高校工程教育领域的研究热点。CDIO的四个字母分别代表构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运行（Operate）。从产品的研发到产品的运行构成一个完整的周期，在整个过程中，学生积极主动参与每一个具体的环节，从而使学生体会到了产品设计的艰辛与乐趣，培养了学生具备一个工程师的职业道德和团队协作精神。CDIO教育理念符合中职教育对于技能型人才培养的理念，进行CDIO工程教育模式的教学改革，将会帮助我国职业教育更好地借鉴国际先进的工程教育研究成果，推进国内中职教育从课堂教学走向工程教学，从理论教学到实践教学，有助于改善我国中等职业教育的现状，同时促进了我国中等职业教育良性发展。

4.构思、设计、实施和运作

1.技术知识和推理能力 2.个人和专业能力 3.人际交往能力

4 基于CDIO工程教育模式的模拟电子技术教学改革探索

在教学改革中，CDIO的教学理念不仅体现在学科课程体系安排和整体教学实施上，还渗透了具体专业课程的教学实践中。本文以"三端集成直流稳压电源电路的安装与调试"项目为例，介绍结合CDIO教育理念的工程项目教学法在模拟电子技术课程中的一些教学实践和经验。

4.1 着重品德教育

但丁曾说过："道德能填补智慧的空缺，但智慧不能填补道德的空缺。"在参加市培时，重庆大学的教师给我们讲过，贵州工业职业技术学院的袁红兰校长曾对企业需要的职工应具备的素养做过调查，企业负责人认为职工最重要的素养，应该是职业道德与工作态度。所以，我们在整个项目教学的实施过程中，始终把德育放在首位，着重培养学生守纪、节约和责任意识，以及良好的行为习惯。

4.2 以教学计划为先导，以设计项目为主导，夯实教学做一体化的基础

教学计划是教师教学的指路明灯，是打造高效课堂的必要条件。因此，制定一个好的教学计划是整个教学的关键环节。首先，在制定计划和确定项目任务时要充分考虑学生的知识水平和基础能力，针对中职学生的逻辑思维能力偏弱，学习习惯不是很好，教师既要结合教学大纲的要求，将尽可能多的知识传授给学生，同时也要根据学生的知识基础和实际能力，对教学内容进行适当删减和调整。其次，教师还应充分考虑学校的教学设备是否能够满足教学需要；通过实践教学，让学生参与实际工程，培养学生的实践能力。例如，在设计"三端集成直流稳压电源电路的安装与调试"项目的任务要求时，既要充分考虑到学生的实际情况，又要提高学生的学习兴趣和操作技能；首先明确项目的总任务；元件的焊接安装要合理，工艺要求要好；电路的检测、调试；电路能够正常工作，灵敏度高，工作稳定性好。然后在下派各个小任务，让学生逐个完成各个小任务，实现分散难度，提高学生技能的目的；如原理图的仿真、元器件的识别检测、如何对器件引脚、导线进行整形、如何进行元件的布局和焊接、焊接的要求等任务。

4.3 强化学生的主体地位和教师的主导地位

模拟电子技术的理论来源于实践，又反过来指导实践。CDIO教学法是通过进行一个完整的"项目"工作而进行实践教学活动的培训方法；项目教学法是通过实施一个完整的项目来达到教学目标的方法，其目的是在教学中把理论与实践有机结合，培养学生的创造能力和解决实际问题的综合能力。在进行实训课时，结合项目法教学法的优点，教师的主要任务有：确定项目内容、任务要求、工作计划，设想在教学过程可能发生的情况以及学生对项目的承受能力，教师把学生引入到项目工作中后退居到次要的位置，时刻准备帮助学生解决困难问题。在这里仍然以"三端集成直流稳压电源电路的安装与调试项目"为例；根据项目教学发的这个特点，在实施项目教学时，把该次项目的任务要求向学生明确后，就先讲知识点和各个注意事项，如元器件插装工艺的方法、线路安装连接方法、使用电烙铁过程中各个注意事项等；然后让学生以小组（小组组长分配任务）的形式，按照项目中的各个小任务进行操作，让学生在做的过程中去发现问题，提出问题，教师及时指导学生解决问题。

在这种做法中，教师要关注到每一个学生，及时帮助学生解决遇到的问题。每一个项目结束后，要求学生做实训小结，针对小结中学生提出的典型问题，对全班进行讲解，个别问题个别指导。平时实训中要求每个学生都要亲手做一遍，避免出现滥竽充数现象。对于差等生，不盲目追求进度，而是要求学生弄懂会做；对于优等生要提出更高要求，在他们做好应做项目后，另布置任务，例如，如何在电源电路输出端添加指示灯、如何提高电路的输出稳定性或者帮助指导老师指导其他学生做实训等。不再是把教师掌握的现成知识技能传递给学生，或者说不是简单的让学生按照教师安排和讲授去得到一个结果，而是在教师的指导下，让学生去寻找得到这个结果的途径，最终得到这个结果。

在具体实验项目的安排方式上，灵活采取proteus 仿真软件与实验设备相结合的方式进行，部分验证性实验可通过实验开发平台进行实验，而对于较复杂的实验，可采用proteus 仿真软件进行仿真实验。在完成整个项目时，学生被分为若干组，同一小组的每个学生由组长根据每个人的兴趣特长分配不同的任务，而后采取集中讨论、设计最佳方案来完成项目设计。在项目实施过程中，学生在做中发现问题，可提示学生通过去图书馆或上网查阅资料，最后难以解决的问题由教师指导，充分发挥学生的自主学习能力，尽量促使学生能自主解决问题，完成项目任务。例如，在实施"三端集成直流稳压电源电路的安装与调试"项目时，要求每个同学先按照老师所给原理图在proteus软件上进行仿真，完成一份实训报告（仿真测得的结果），而仿真的原理图是要上交该指导教师的；在完成仿真和实训报告后，学生在进行分组，完成各个项目任务，在完成电路安装、调试后，同时完成一份实训报告，同仿真的实训报告表相比较，得出结论。这种教学方式和分组形式充分发挥和调动了学生的主观能动性，培养了学生的独立发现问题、解决问题的能力，并很好的培养了学生的团队协作能力，使学生体会到团队合作的力量，形成很好的团队合作意识，为毕业以后的工作打下坚实的基础。

4.4 做好实训评价

做好项目实训评价，便于教师及时掌握学生对知识和技能的掌握情况；根据学生对知识和技能的掌握情况调整下一阶段的教学。同时也杜绝了部分学生在实训课中认为随便做做就可过关，混日子的现象，每一个项目结束后，要做一次测评，以小组的形式进行，培养学生合作的品质；当然在平时的实训中有不懂装懂或是是而非的学生，尤其是女生，还有学生就是第一次见到这种测评方式，还不太适应，有点紧张，所以，在接下来的教学中，又作了调整，把学生重新按层次分组，实行强强联合，弱弱联合，强弱联合。这样便于教师辅导，尤其是加强对成绩差的同学辅导。例如，在验收"三端集成直流稳压电源"作品时，首先向学生明确验收作品的原则和评分标准，采取以非任教本班级的电子专业教师和学校中层干部为主体组成评委队伍，任教专业教师为辅导的方式进行；这样既可以保证考核成绩的公平性和真实性，又可以增强学生的成就感、荣誉感、归属感，鼓励先进，带动后进；最终提高其学习兴趣。

4.5 改进学生期末考核方式

传统的学生成绩考核通常是由任课教师以试卷考试的形式对学生进行考核，学生的考核成绩由平时成绩和卷面成绩按照若干比例构成。这种单一的考核方式难以考察出学生的综合能力，因此，为改善这种不合适的考核方式，认为对学生的考核不应该只是对其技能操作的考核，还应该有职业素质、基本素质、行为表现、创新思维、口头表达等多方面的综合考核，可采取多种考核形式。

（1）卷面成绩：40%，这个是考察的学生对整个模拟电子技术及应用课程的整体知识掌握程度，虽然CDIO强调的是动手能力，但是模拟电路理论知识是学生将来提高其技能的基础。

（2）平时成绩：20%，考察的是学生对模拟电子技术验证性实验的理解，这个考察还包括学生做实验的态度是否认真，是否有眼高手低的现象，是否按时提交实验报告等。

（3）动手能力考察：40%，考察的是学生在项目具体参与过程中的实际动手能力，是CDIO模式下的比较重要的环节，也是从理论知识到实践转化的重要环节。

因此，期末测评时，采取的期末成绩的考核方法为；期末总成绩=平时成绩20%+实训成绩40%+期末考试成绩40%。

5 结束语

把CDIO教育理念引入到模拟电子技术课程教学中，采取以项目为驱动的教学方法，使模拟电子技术的教学不仅仅生动、有趣，而且还能够很好地使学生把学到的知识及时地应用于实践中，使学生体会到模拟电子技术的广泛用途，并对电子专业产生浓厚的兴趣。由于在整个工程项目的学习过程中，都是以小组的形式进行，全体组员共同参与项目的各项活动，彼此互相配合，深入讨论，很好地锻炼了学生的团队协作精神，提高了学生的实践动手能力，培养了学生的分析问题和解决问题的能力；同时它需要有一个团结协作的集体，不虚华、不浮燥、求大同存小异，共同努力来完成。不试就不知道行不行，不改就不会前进。

参考文献：

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[4]张运涛. 基于CDIO工程教育模式的AutoCAD课程教学改革初探[J]. 安徽科技学院学报， 2010， 24（3）：60-62