CDIO教學(xué)模式下電子實(shí)習(xí)教學(xué)改革與實(shí)踐

孫立輝 王海彪

一、引言

高等教育最主要的職能之一是服務(wù)社會(huì)，這就要求我們?cè)诮逃^程中，除了傳授理論知識(shí)，更應(yīng)注重學(xué)生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。目前，高等院校培養(yǎng)大批接受良好工程教育，具有堅(jiān)實(shí)基本工程素養(yǎng)和卓越創(chuàng)新能力的未來(lái)工程師是國(guó)家走新型工業(yè)化道路、建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)的必然要求。

2000年，經(jīng)過4年的探索研究，由美國(guó)麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)發(fā)起的CDIO教育模式得以創(chuàng)立，即“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)作”的模式。在這種教學(xué)模式下，教師突破了傳統(tǒng)教學(xué)中只重視學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能學(xué)習(xí)的弊端，更加注重學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。通過在教學(xué)過程中設(shè)置一系列項(xiàng)目并加以實(shí)施運(yùn)作，將學(xué)生的整個(gè)課程體系有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，不僅可以促進(jìn)學(xué)生對(duì)該課程的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，還可以提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

電子實(shí)習(xí)是吉林化工學(xué)院信控學(xué)院（以下簡(jiǎn)稱我院）各專業(yè)學(xué)生在完成專業(yè)基礎(chǔ)課程之后開設(shè)的一門綜合實(shí)踐課程。通過該課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生不僅能鞏固所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，更能培養(yǎng)運(yùn)用綜合知識(shí)的能力、工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，但就整體而言，該實(shí)踐課程還缺乏綜合性、設(shè)計(jì)性的教學(xué)內(nèi)容，不能滿足國(guó)家對(duì)人才培養(yǎng)的綜合要求，更無(wú)法達(dá)到國(guó)家提出的卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃的要求。因此，我院引入了CDIO工程教學(xué)理念，對(duì)電子實(shí)習(xí)課程進(jìn)行了必要的教學(xué)改革。

二、電子實(shí)習(xí)教學(xué)中存在的問題

我院電子實(shí)習(xí)教學(xué)中存在一系列問題：首先，教學(xué)理念落后。在電子實(shí)習(xí)的整個(gè)教學(xué)中，仍以傳統(tǒng)的灌輸式教學(xué)方法為主，教師只重視講內(nèi)容而忽視了學(xué)生接受知識(shí)的能力和自主獲取知識(shí)的能力。其次，教學(xué)內(nèi)容陳舊。以往電子實(shí)習(xí)的內(nèi)容主要包括基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)仿真、系統(tǒng)焊接與調(diào)試三個(gè)方面。實(shí)習(xí)的內(nèi)容都已陳舊，很難激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。此外，教學(xué)方法單一。電子實(shí)習(xí)講解與理論課一樣，教師只通過板書進(jìn)行講解，缺少多媒體等先進(jìn)教學(xué)手段的使用，教學(xué)效果不理想。同時(shí)，考核方式不合理。電子實(shí)習(xí)成績(jī)主要以出勤情況、平時(shí)表現(xiàn)、作品質(zhì)量、實(shí)習(xí)報(bào)告和開卷考試等幾方面成績(jī)綜合而成，在整個(gè)考核過程中，客觀成績(jī)比重較大，不能全面反映一個(gè)學(xué)生的綜合能力。

三、CDIO工程教育理念下的教學(xué)改革

根據(jù)本校電子實(shí)習(xí)的實(shí)際條件，我院在電子實(shí)習(xí)的教學(xué)改革中注重引入和借鑒CDIO工程教育理念，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)的能力。

首先，樹立以學(xué)生為主體的教學(xué)理念。在整個(gè)教學(xué)過程中，要教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)。例如，在講解基礎(chǔ)知識(shí)部分時(shí)，教師不親自講解，而是鼓勵(lì)學(xué)生講解。教師把相關(guān)任務(wù)下發(fā)給學(xué)生后，讓學(xué)生先預(yù)習(xí)，然后讓學(xué)生上講臺(tái)講解以前課程中學(xué)過的相關(guān)知識(shí)，最后教師作補(bǔ)充。通過這樣的方式，一方面，學(xué)生可以展示他們對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，大大提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力；另一方面，教師可以觀察學(xué)生在知識(shí)理解上的盲點(diǎn)，有利于及時(shí)查漏補(bǔ)缺。其次，倡導(dǎo)“做中學(xué)”的教學(xué)理念，注重對(duì)學(xué)生的引導(dǎo)和啟發(fā)，讓學(xué)生在動(dòng)手過程中學(xué)會(huì)思考，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

2.把強(qiáng)化創(chuàng)新實(shí)踐能力的課程與現(xiàn)有課程融合，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐環(huán)節(jié)。在整個(gè)教學(xué)過程中，教師要整合所學(xué)知識(shí)，設(shè)置合適的項(xiàng)目，讓每個(gè)學(xué)生都有一個(gè)完整的項(xiàng)目經(jīng)歷。第一，把項(xiàng)目作為主線貫穿課程教學(xué)的全過程。所有的教學(xué)內(nèi)容都以項(xiàng)目的形式呈現(xiàn)出來(lái)，學(xué)生實(shí)施項(xiàng)目的過程也是回顧和掌握知識(shí)的過程。教學(xué)過程流程如133頁(yè)圖所示。由于所設(shè)置的項(xiàng)目包含的內(nèi)容豐富，需進(jìn)行細(xì)分，并納入到課程的各個(gè)章節(jié)中，因此在講解課程時(shí)，只大致介紹項(xiàng)目的功能和每個(gè)部分的組成，讓學(xué)生帶著疑問學(xué)習(xí)，這樣可以加深理解。第二，不同專業(yè)的學(xué)生設(shè)計(jì)不同的項(xiàng)目。由于本校對(duì)信控學(xué)院和機(jī)電學(xué)院各專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行電子實(shí)習(xí)，所以，為信息與控制工程學(xué)院的學(xué)生多設(shè)置與電類相關(guān)的項(xiàng)目，為機(jī)電工程學(xué)院的學(xué)生多設(shè)置與機(jī)械類相關(guān)的項(xiàng)目。通過這樣的設(shè)置可以讓學(xué)生對(duì)專業(yè)知識(shí)有更深層次的掌握。第三，組建合理的項(xiàng)目小組。根據(jù)班里的人數(shù)設(shè)置小組，學(xué)生根據(jù)自己的特長(zhǎng)自由組隊(duì)。根據(jù)老師布置的項(xiàng)目，把項(xiàng)目細(xì)分成幾個(gè)部分：資料查閱、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、原理設(shè)計(jì)等。小組的每個(gè)學(xué)生分別承擔(dān)其中一部分。通過這樣的項(xiàng)目小組，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神。學(xué)生從確定方案到項(xiàng)目設(shè)計(jì)以及項(xiàng)目調(diào)試都獨(dú)立完成。教師只提供必要的理論支持和幫助。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計(jì)能力和協(xié)作能力。

項(xiàng)目教學(xué)流程圖

3.“個(gè)人表現(xiàn)+團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)”的考核方式，鍛煉學(xué)生個(gè)人綜合能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。在學(xué)生成績(jī)的考核上，加入了考核學(xué)生在團(tuán)隊(duì)中的表現(xiàn)及作用。每個(gè)項(xiàng)目需要團(tuán)隊(duì)里的每個(gè)成員團(tuán)結(jié)協(xié)作才能圓滿完成。學(xué)生電子實(shí)習(xí)成績(jī)的評(píng)定包括兩大部分：個(gè)人成績(jī)（占50%）和團(tuán)隊(duì)成績(jī)（占50%）。其中個(gè)人成績(jī)主要包括出勤情況、自己負(fù)責(zé)部分的質(zhì)量。團(tuán)隊(duì)成績(jī)是團(tuán)隊(duì)在項(xiàng)目實(shí)施過程中的整體表現(xiàn)，團(tuán)隊(duì)精神越好，表現(xiàn)越突出，則個(gè)人成績(jī)也就越高?？紤]到有些學(xué)生在項(xiàng)目中的積極作用，教師可有額外加分。通過這種考核方式，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力，更可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神，更好地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力。

四、改革后的教學(xué)效果

進(jìn)過實(shí)驗(yàn)中心教師們的共同努力，我院在2011～2012年度對(duì)電子實(shí)習(xí)進(jìn)行了各個(gè)環(huán)節(jié)的改革，并在兩個(gè)學(xué)期內(nèi)，在兩個(gè)學(xué)院30多個(gè)自然班的電子實(shí)習(xí)過程中進(jìn)行了嘗試，受到了老師和學(xué)生的高度贊譽(yù)。第一，學(xué)生獲取知識(shí)的能力得到了鍛煉。整個(gè)項(xiàng)目過程中，所有的項(xiàng)目成員都參與進(jìn)來(lái)。為了完成項(xiàng)目，項(xiàng)目成員必須通過各種途徑查閱大量相關(guān)資料，相互交流，論證，最后確定出合理的設(shè)計(jì)方案。通過這樣一系列的過程，學(xué)生獲取知識(shí)的能力都得到了提高。第二，提高了學(xué)生解決問題的能力。電子實(shí)習(xí)是提高個(gè)人能力的一個(gè)環(huán)節(jié)，特別是電路的設(shè)計(jì)、焊接和最后的調(diào)試階段。在焊接電路時(shí)，學(xué)生必須仔細(xì)辨認(rèn)元件的極性，合理安排元件的位置，熟練而細(xì)心地焊好每一個(gè)連接點(diǎn)。在調(diào)試過程中，一旦遇到故障，需要學(xué)生利用相關(guān)的儀器儀表進(jìn)行反復(fù)檢測(cè)，逐一排查，耐心調(diào)試。整個(gè)完成項(xiàng)目的過程也是一個(gè)不斷發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的過程。第三，提高了學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。電子實(shí)習(xí)的成績(jī)考核把團(tuán)隊(duì)的表現(xiàn)納入進(jìn)來(lái)。所以團(tuán)隊(duì)的表現(xiàn)直接影響到最終成績(jī)。因此，項(xiàng)目中的每個(gè)成員必須承擔(dān)責(zé)任，完成好自己的任務(wù)，這無(wú)形中提高了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

五、結(jié)語(yǔ)

我院通過把CDIO工程教育理念引入電子實(shí)習(xí)教學(xué)，加強(qiáng)了對(duì)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作的培養(yǎng)。改革后的電子實(shí)習(xí)，以學(xué)生為主體，激發(fā)了學(xué)生獨(dú)立思考和自主學(xué)習(xí)的能力；采用以能力培養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)理念，把項(xiàng)目引入教學(xué)；改變了以往的教學(xué)模式，采用了“做中學(xué)”的教學(xué)手段；改變了成績(jī)考核方式，把學(xué)生在項(xiàng)目中的協(xié)作能力納入考核，更加全面地衡量學(xué)生的能力。實(shí)踐證明，在電子實(shí)習(xí)中引入CDIO工程教育理念，極大地提高了學(xué)生的工程實(shí)踐能力，教學(xué)效果明顯增強(qiáng)。