基于CDIO工程教育理念《电子技术》项目教学法研究

曾宪阳+杨红莉+郁汉琪

（1.南京工程学院工业中心，江苏 南京 211167；2.南京工程学院数理部，江苏 南京 211167；3.南京大学数学系，江苏 南京 210093）

摘要：为解决《电子技术》课程内容抽象学习枯燥的问题，提出以“机器人循迹小车”为主体的项目教学法，将《电子技术》教学内容贯穿其中，有效激发了学生的学习兴趣，提高了学生的学习效率。项目教学嵌入国际流行的CDIO工程教育理念，且融合学科交叉、素质教育等，形成了一套适合大多数理工科院校学生的EIPC-CDIO新的工程教育理念，为电子技术教学质量的提升奠定了基础。

關键词：电子技术；机器人小车；CDIO；项目教学法

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0188-02

一、引言

《电子技术》课程是理工科类专业最重要的基础课程之一，是通信工程、电子信息工程、计算机等专业的必修课。该课程不仅要求有较高的理论基础，而且还需要较强的实践动手能力。其内容抽象、知识点多、实践性强的特点，被众多教师和学生列为难教、难学的课程之一。学生的动手能力得不到应有的提高，这与传统教学模式存在的问题有直接关系。因此，电子技术课程教学改革势在必行。

二、教学改革的总体思路

本文基于CDIO（Conceive Design Implement Operate）国际先进教育理念，根据理工科学生的实际情况，研究出一套合适的EIPC-CDIO（Ethics Integrity Professionalism Cooperation）工程教育理念教学改革方案。将《电子技术》教学内容按章节生成几个子项目，各个子项目之间相互关联，且融合交叉学科内容，教师开篇教学以项目问题的形式引出，教师带着问题去引导学生学习相关章节知识，当子项目完成时，电子技术各章节知识点也随即完成。教师再将各个子项目融合在一起，适当加入当今流行的课外知识，并使其有机关联，形成一个综合项目，以任务的形式安排给学生。学生接到综合项目后，仔细分析发现与各个子项目关联很大，自然会思考如何根据之前所学子项目知识来设计综合项目。学生在整个学习过程中，始终带着问题去学习，注意力更加集中，有目的地去查找问题和解决问题，通过查找资料、设计电路、安装调试等环节，有效提高了实践创新能力。

三、教学项目设计

1.子项目设计。《电子技术》包括模拟电子技术、数字电子技术两部分内容。首先将各个章节知识点归类，联系紧密的章节可合二为一，考虑到模拟电路主要解决的问题为信号整形、放大、处理，数字电路解决的问题为组合逻辑电路与时序逻辑电路，因此电子技术内容可融合为控制领域类的项目。为了在教学中能更大程度的激发学生学习兴趣，结合历年全国大学生电子竞赛代表性题型，将综合项目定为机器人循迹小车较为合适，一方面其难度适中，容易入手，另一方面学生也有兴趣研究循迹小车。因此《电子技术》全篇教学将以机器人循迹小车的项目设计来展开，如图1所示。

将机器人循迹小车拆解为多个子项目：循迹模块子项目、控制模块子项目、驱动模块子项目、电源模块子项目等。其中循迹模块与电源模块可映射到模拟电路的基本放大电路、集成运算放大器、直流稳压电源等章节中，驱动模块、控制模块子项目内容可映射到数字电路的组合逻辑电路、时序逻辑电路中，因此机器人循迹小车整个项目已拆解并映射到《电子技术》各相关章节中。

2.教师教学过程设计。教师教学项目设计按以下步骤进行：①思考如何将《电子技术》按章节归类分解，这是一个构思（Conceive）过程；②对各个章节进行子项目设计，子项目要求与课堂教学实例接近，也可与教师科研实际相结合，这是一个设计（Design）过程；③各个子项目设计完成后，教师应该考虑如何教学生去实现这些子项目，学生带着问题去寻找答案，这是一个实现（Implement）的过程；④学生学会了如何设计这些子项目，可通过软件仿真、硬件搭建的方式去实现它，这是一个运作（Operate）的过程。教师项目设计包括构思、设计、实现、运作四个部分，与国际上先进的CDIO理念（构思Conceive 设计Design 实现Implement 运作Operate）四个部分一致，因此本教学设计思路具有较高的可行性。

3.学科融合与交叉设计。在教学过程中，设计、运作步骤可安排学生分组进行。实际教学中，为了丰富教学内容，应融入其他相关学科知识，比如高等数学、EDA、传感器等。这实际是对国际先进CDIO理念的补充和拓展，融合学科交叉、素质教育、道德诚信（Ethics Integrity Professionalism Cooperation）在内，形成一套新的适合我校学生的教学模式：EIPC-CDIO教学模式。

四、结论与思考

选择“机器人循迹小车”作为教学项目，可有效激发学生兴趣，提升教学效果。项目教学基于CDIO国际先进理念，保证了教学改革的可行性，实现了做中学、学中做的理念。结合学生实情，融合了学科交叉、素质教育、道德诚信等，形成了一套新的EIPC-CDIO项目教学法，该教学改革方案具有一定的普遍性，适合绝大多数理工科专业教师教学参考。

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