基于CDIO教育理念的模擬電子技術(shù)課程教學(xué)改革初探

周飛紅

摘 要 針對課程教學(xué)必須服從和服務(wù)于人才培養(yǎng)目標，我校推行模擬電子技術(shù)課程教學(xué)改革。在教學(xué)改革過程中引入CDIO工程教育理念，以CDIO能力培養(yǎng)為主線組織課程教學(xué)。介紹了課程教學(xué)組織方式、教學(xué)方法、實踐教學(xué)三個環(huán)節(jié)的改革措施。教學(xué)過程中強調(diào)學(xué)生工程素質(zhì)的培養(yǎng)，在實踐中取得了良好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞 模擬電子技術(shù) CDIO 教學(xué)改革 工程素質(zhì)

中圖分類號：G424 文獻標識碼：A

Exploration on Teaching Reform of Analog Electronic

Technology Based on CDIO Conception

ZHOU Feihong

（School of Information Science and Engineering， Hu'nan International Economics University， Changsha， Hu'nan 410205）

Abstract For teaching must obey and serve the talent training goal， we implement teaching reform for Analog Electronic Technology. Introducing the concept of CDIO engineering education in the teaching reform process， we organize teaching process according to the main line of the CDIO ability cultivation. Reform measures include teaching organization， teaching methods and practice teaching. Emphasis on the students' engineering quality in the process of teaching， we achieved good teaching results in practice.

Key words Analog Electronic Technology； CDIO； teaching reform； engineering quality

模擬電子技術(shù)是電學(xué)類專業(yè)的一門具有鮮明工程背景的專業(yè)基礎(chǔ)課，課程的基本任務(wù)是使學(xué)生掌握電子技術(shù)方面的基本概念、基本原理和基本分析方法，從而初步具備電子技術(shù)工程人員的基本素質(zhì)，為進一步學(xué)習(xí)后續(xù)各類課程打下良好的基礎(chǔ)。①然而傳統(tǒng)的教學(xué)在教學(xué)方式與手段上，一般只注重知識的傳授，忽略了工程素質(zhì)的培養(yǎng)。有學(xué)者對企業(yè)對當代大學(xué)生素質(zhì)的要求作了調(diào)查，認為當前大學(xué)生的素質(zhì)與企業(yè)需求還有一定的差距，大學(xué)生需要從能力、經(jīng)驗、道德品行等各個方面全面地提升。②在這種學(xué)習(xí)形勢下，湖南涉外經(jīng)濟學(xué)院（以下簡稱“我?！保┳鳛橐凰鶓?yīng)用型大學(xué)，在全校推行以高素質(zhì)的應(yīng)用型人才培養(yǎng)為目標的課程教學(xué)改革。而CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）工程教育模式恰好是這方面的先行模式和典范，③CDIO代表著構(gòu)思-設(shè)計-實施-運行，它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為藍本，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。該模式強調(diào)將能力、素質(zhì)教育融入專業(yè)知識教育中。為了提高模擬電子技術(shù)課程的教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和工程實踐能力的應(yīng)用型人才，我們以CDIO工程教育理念為指引，從課程教學(xué)組織方式、教學(xué)方法、實踐教學(xué)三個環(huán)節(jié)進行了教學(xué)改革。

1 一體化的課程教學(xué)組織方式

1.1 不同課程教學(xué)的對接與支撐

我校的模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)都在大二第一個學(xué)期開設(shè)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，這兩門課程的教學(xué)是相互獨立的，解決問題時，思維受到限制，不能很好地將各門課程內(nèi)容融會貫通，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)也無從談起。推行CDIO教育模式后，對兩門課程整個學(xué)期的教學(xué)內(nèi)容和授課次序進行了調(diào)整，無論是案例與例題分析還是設(shè)計性的實驗或作業(yè)，學(xué)生都可以運用所學(xué)的知識來解決。如設(shè)計信號產(chǎn)生電路時，有的同學(xué)用555來實現(xiàn)，有的同學(xué)用運放來實現(xiàn)，這樣就可以引導(dǎo)學(xué)生對不同方法設(shè)計的電路的成本、準確度和穩(wěn)定性進行分析，從而找到最合適的設(shè)計方法。經(jīng)常進行這樣的訓(xùn)練，有助于提高學(xué)生的工程素養(yǎng)。

1.2 個體學(xué)習(xí)與團隊學(xué)習(xí)

隨著團隊在組織中的廣泛應(yīng)用，人們提出“團隊，而非個體，是現(xiàn)代組織中最基本的學(xué)習(xí)單位”，個體創(chuàng)新行為往往是在團隊工作背景下產(chǎn)生的。④CDIO工程教育模式強調(diào)個人能力以及個人交往能力的培養(yǎng)。在學(xué)習(xí)過程中個體學(xué)習(xí)是培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)的好方法，也是培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力的手段。團隊學(xué)習(xí)則比較注重的是培養(yǎng)團隊精神。創(chuàng)建良好的學(xué)習(xí)伙伴關(guān)系和學(xué)習(xí)化團隊，不僅是一種重要的學(xué)習(xí)能力，對團隊中每個成員的學(xué)習(xí)效率產(chǎn)生著決定性的影響，而且對學(xué)生健康人格的發(fā)展和協(xié)作、交往能力的培養(yǎng)具有不可替代的作用。因此在教學(xué)過程中，除了強調(diào)個體學(xué)習(xí)還特別注重團隊學(xué)習(xí)。個體學(xué)習(xí)主要在課堂進行，團隊學(xué)習(xí)除了課堂時間還有課余時間。將學(xué)生以寢室為單位分成若干個小團隊，上課的時候各組同學(xué)坐在一起，方便課堂的團隊討論，也有利于促進團隊作業(yè)的順利完成。

1.3 教師講授與學(xué)生講授及討論

傳統(tǒng)的教學(xué)主要采用“說教”的形式，由于學(xué)習(xí)內(nèi)容比較枯燥，學(xué)生主動學(xué)習(xí)的積極性低。雖然對基本電路的分析方法有所掌握，但卻不能靈活運用，缺乏系統(tǒng)項目的訓(xùn)練。課程組通過分析課程特點，在教學(xué)過程中采用教師講授和學(xué)生講授相結(jié)合的方式。教師講授主要以案例分析為主，通過具體案例來講授所涉及到的專業(yè)知識。一章結(jié)束以后，布置幾個設(shè)計性的實例，讓學(xué)生以團隊為單位自己設(shè)計，并安排兩到四節(jié)課的時間供學(xué)生講授設(shè)計思路、所涉及到的知識，并組織全班同學(xué)進行討論。理論聯(lián)系了實際，學(xué)生的學(xué)習(xí)就有了興趣，這種組織方式能讓學(xué)生體驗了過程的艱辛以及探得結(jié)果的成就感。

1.4 教學(xué)反饋機制

傳統(tǒng)的以考試成績來反映教學(xué)效果以及學(xué)生的掌握程度的反饋機制不僅不能反映真實的情況，對學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也有一定程度的打擊。因此，必須建立更加合理的教學(xué)反饋機制來監(jiān)控教學(xué)質(zhì)量和效果。圖1可以用來概括在整個教學(xué)活動中的過程管理。

本反饋環(huán)中小節(jié)的反饋主要采用提問復(fù)習(xí)知識點的方式進行，一般在講授新內(nèi)容之前進行；小節(jié)結(jié)束以后通過作業(yè)來鞏固知識點；章結(jié)束后通過設(shè)計型電路來測試學(xué)生的綜合應(yīng)用能力；全部章結(jié)束后，采用一次綜合性的課程設(shè)計來測試學(xué)生對所有已學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)課程知識的應(yīng)用能力。在各反饋環(huán)節(jié)中，除了作業(yè)外可以根據(jù)學(xué)生的層次制定不同難度和學(xué)習(xí)目標的考核內(nèi)容；在成績計入方面，有區(qū)別地對待。對于特別有想法，設(shè)計思路特別好的學(xué)生可以適當加分。

與一般的教學(xué)模式相比，該反饋機制更加關(guān)注工程推理，可以訓(xùn)練學(xué)生的系統(tǒng)思維模式，有助于提高學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的能力。

2 多元化的課程教學(xué)方法

2.1 演示教學(xué)法與案例法的靈活運用

模擬電子技術(shù)課程內(nèi)容復(fù)雜枯燥，掌握程度依賴于學(xué)生的理解能力。演示教學(xué)法就是將特定的教學(xué)內(nèi)容形象生動地介紹給學(xué)生。⑤如在講解器件時，為了避免了抽象可以通過實物展示的方式使學(xué)生認識器件；在講解PN結(jié)時，可以采用flash多媒體演示，將半導(dǎo)體內(nèi)部載流子的運動過程直接生動地展示在學(xué)生眼前，可以加深學(xué)生的理解；而對于具體電路的分析，如單管共射極放大電路的研究時，采用Multisim軟件仿真對于元件參數(shù)對放大電路性能的影響則顯得更直觀，更有說服力。在分析各種電路時，教師還要選擇好案例，最好同一個案例用不同的分析方法或是同一個案例經(jīng)過小小的變化以后變成另一個例子來分析。這樣學(xué)生就對同一電路的不同分析方法或是不同組態(tài)電路的分析有一個系統(tǒng)的了解。

2.2 項目驅(qū)動與問題引導(dǎo)

項目教學(xué)法在教學(xué)過程中注重理論與實踐相結(jié)合，在教學(xué)過程中，選擇合適的項目，比如一個具有電子混響、音調(diào)控制，并可實現(xiàn)卡拉OK伴唱的音響放大電路。音響放大電路可以分成幾個小的模塊，比如話筒放大電路，電子混響電路包括濾波電路、延時電路、時鐘脈沖產(chǎn)生電路、混響前置放大電路，音調(diào)控制電路和功率放大電路。在講授相應(yīng)內(nèi)容時可以作為案例，也可以作為章結(jié)束后的設(shè)計性電路。課程結(jié)束后，學(xué)生整合并適當調(diào)節(jié)參數(shù)就可以設(shè)計出音響放大電路。在教學(xué)過程中還要注意多采用問題引導(dǎo)的方式，讓學(xué)生自己去摸索，教學(xué)效果更好。

3 實踐教學(xué)改革

我校的模擬電子技術(shù)課程課時安排為：理論72課時，實驗18課時。為了在實驗中體現(xiàn)模擬電子技術(shù)理論知識在實際電子電路中的應(yīng)用，采用驗證性實驗在課堂或課后以仿真的形式進行，在實驗室進行綜合性和設(shè)計性實驗的方式。在實驗教學(xué)過程中，指導(dǎo)學(xué)生按“設(shè)計目的及要求—查閱相關(guān)資料—實驗方案設(shè)計—計算機仿真—元器件選擇—實驗室實施”過程完成實驗。前面四個步驟在課后進行，最后兩個步驟到實驗室完成。這種實踐教學(xué)方式一方面提高了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識設(shè)計電路及調(diào)試能力，另一方面也熟悉了從理論到工程實踐的流程。

4 結(jié)束語

通過模擬電子技術(shù)課程改革，我們發(fā)現(xiàn)引入CDIO工程教育理念后，逐漸建立了以往教學(xué)中缺乏的工程觀念，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的團隊意識，同時對教師自身的水平也做出了更高的要求。教學(xué)改革永無止境，是一個需要一直探索的領(lǐng)域。只有這樣，我們才能夠培養(yǎng)出適應(yīng)時代需要的高素質(zhì)的創(chuàng)新性應(yīng)用型人才。

基金項目：湖南省普通高校2013年度教學(xué)改革研究項目（湘教通[2013]223號-496）；湖南省普通高等學(xué)校2012年度教學(xué)改革研究項目（湘教通[2012]401號-489）；湖南省普通高等學(xué)?！笆濉睂I(yè)綜合改革試點項目（湘教通[2012]266號-65）；湖南省普通高等學(xué)校2011年度教學(xué)改革研究項目（湘教通[2011]315號-427）；湖南涉外經(jīng)濟學(xué)院2013年度教學(xué)改革研究項目招標項目（湘外經(jīng)院教字[2013]77號-14）

注釋

① 華成英，王紅，葉朝輝.電子技術(shù)基礎(chǔ)課程研究型教學(xué)模式的探索與實踐[J].北華航天工業(yè)學(xué)院學(xué)報，2011（4）：41-43.

② 許慶亞.企業(yè)對當代大學(xué)生素質(zhì)要求的調(diào)查與思考[J].文教資料，2013.10：151-153.

③ 胡雄心，姚遠，高紅俐.CDIO模式下模電授課模式的探討[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2008.4（30）：106-108.

④ 王莉紅，顧琴軒等，團隊學(xué)習(xí)行為、個體社會資本與學(xué)習(xí)傾向：個體創(chuàng)新行為的多層次模型[J].研究與發(fā)展管理，2011.4（23）：11-18.

⑤ 何敏，趙鍇等.演示教學(xué)法在模擬電子技術(shù)難點內(nèi)容教學(xué)中的運用研究[J].當代教育論壇，2010.7：104-105.