基于CDIO模式的“虚拟仪器技术”课程教学改革

钟伟红 李园

【摘要】针对“虚拟仪器技术”课程实践性强、教学效果不佳的特点，基于CDIO模式对该课程进行教学改革，对该课程的教学内容、教学方法和考核方式进行了有效的改革探索和实践。结果表明，教学改革效果良好，可为其他课程的教学改革提供借鉴。

【关键词】虚拟仪器 LabVIEW 教学改革 CDIO

【基金项目】浙江大学宁波理工学院校级教学研究项目（NITJG-201615）。

【中图分类号】G642.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2018）08-0221-01

一、引言

CDIO（Conceive-构思，Design-设计，Implement-实施，Operate-运行）教学模式是当前国际上普遍采用的工程教育改革模式，CDIO倡导“做中学”和“基于项目教育和学习”，特别适合实践性强的课程的实施开展。我校作为一所应用型本科院校，非常注重学生的工程项目能力培养。“虚拟仪器技术”把测量技术、计算机技术、信号处理技术、软件技术等融为一体，是自动化专业一门实践性很强的主干课程。以往我们在组织该课程教学时，课堂上以教师讲课、学生听课为主，而这种传统的教学方法在该课程教学中学生的工程实践能力得不到很好的锻炼，实际教学效果欠佳。为了应对产业发展对自动化人才的需求，培养适应企业需求的应用型人才，结合CDIO模式对该课程进行教学改革势在必行。

二、课程教学改革

1.教学内容调整

（1）结合CDIO教学模式设置了贴近实际联系行业的工程项目——虚拟温度测试系统的设计，在学习每个知识点后逐步完善该测试系统，通过该项目的完成，学生掌握该软件在虚拟仪器设计中的应用，将软件的学习和应用紧密结合，体现了CDIO“做中学”、“基于项目教育和学习”的学以致用的理念。

（2）设置期末课程设计的工程项目。根据课程总的教学目标确定，内容包括：选题、软硬件设计、系统调试运行、设计报告撰写、答辩等环节，体现CDIO构思、设计、实施、运行四个环节。每个小组具有不同的课题题目，由小组成员分工协作完成，体现了CDIO团队协作能力、沟通协调能力培养的要求。

2.教学方法改革

根据CDIO理念，对教学方法进行改进，采用任务驱动法、项目法、分组讨论法等教学方法。

（1）任务驱动法。将LabVIEW软件教学过程中的知识点细分为若干任务，以学生为中心，在强烈求知欲的驱动下，在老师的指导、帮助下，进行自主探索和互动协作学习，使学生在完成特定任务的过程中获得知识与技能。

（2）项目法。设置工程项目之后，如果任务太大，难以完成，学生会产生畏惧心理，从而丧失信心。在充分了解学生的知识结构、学习行为特点的基础上，估计学生可能会遇到的困难与问题，将大项目分解成若干小项目，逐步实施，最终完成一个大项目，增强学生学习的成就感。

（3）分组讨论法。在完成虚拟温度测试系统的设计和期末课程设计的项目中，学生们分成若干小组共同完成任务，进行分组讨论、演示、提问等，分组讨论教学法对培养学生团队合作精神起到积极作用。

3.考核方式改革

针对本课程实践性强的特点，结合教学内容的调整和教学方法的改革，对虚拟仪器课程考核方式评定方法进行了相应的改革。舍弃试卷考试的模式，注重教学过程与教学效果的考核，通过小任务+大项目，进行综合考核，充分體现学生知识、能力和素质的综合水平。

三、教学效果与反馈

在本课程教学期末，采用发放问卷的形式进行无记名的调查，问卷内容涉及与传统教学法相比，CDIO模式的教学能否接受；项目设置的难易程度；学生完成项目时的态度，个人在小组中的参与度，小组的团队合作能力；该课程学习的收获、兴趣、成就感等。对课程教学的满意度等等多方位的问题，尽量做到客观反映实情。

通过对问卷调查结果进行统计分析可以看出：（1）90%以上的学生对课程的教学表示满意或者非常满意；（2）CDIO模式的项目教学法将项目细分后，学生能较快上手并完成项目，提高了学生解决实际问题的能力；（3）增强了学生学习的热情和成就感，培养了同学间团队合作精神。

四、结束语

虚拟仪器技术课程的CDIO教学模式改革在我校自动化专业、电气工程及其自动化专业两个专业实施两轮，收效显著。课程教学调动了学生学习的积极性、主动性，提高了学生获取知识、解决问题、团队协作、沟通交流的能力，该教学模式可为其他实践性较强的课程提供借鉴。

参考文献：

[1]刘旭明，高峰.基于 CDIO 的电气控制与 PLC 课程教学改革探索[J].大学教育，2016.1：148-149

[2]张广明.基于CDIO模式的测控专业建设构建与探索[J].中国电力教育，2013.7：56-58，65