CDIO在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式改革中的運用

余會娟

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CDIO在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式改革中的運用

余會娟

（安徽醫(yī)學(xué)高等專科學(xué)校 醫(yī)學(xué)技術(shù)系，安徽 合肥 230061）

CDIO技術(shù)是我國最新引進(jìn)并廣泛推廣的工程類教學(xué)模式，其教學(xué)理念有助于為國家培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型工程人才。論文基于CDIO基本理念，分析當(dāng)前我國數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式出現(xiàn)的問題，探討CDIO教學(xué)理念應(yīng)用到數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)模式改革的意義，并以CDIO為基礎(chǔ)對教學(xué)模式改革提出針對性建議，以期推動CDIO教學(xué)理念在我國高等教育中的發(fā)展應(yīng)用，促進(jìn)高素質(zhì)人才培養(yǎng)。

CDIO；數(shù)字電子技術(shù)；教學(xué)模式改革；合理運用

1　CDIO

1.1 起源和發(fā)展

CDIO是在2000年由麻省理工學(xué)院與瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)經(jīng)過四年探索研究，創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。在我國，從2005年開始，由汕頭大學(xué)執(zhí)行校長顧佩華教授發(fā)起，開始對CDIO工程教學(xué)模式進(jìn)行分析并實施，取得明顯效果。隨后我國教育部開始開展CDIO工程教育模式高校試點工作，包括汕頭大學(xué)、上海電機學(xué)院等數(shù)十所高校。

1.2 概念

CDIO（conceive，design，implement，operate）教學(xué)模式中，C代表構(gòu)思（conceive），D代表設(shè)計（design），I代表實現(xiàn)（implement），O代表運作（operate）。CDIO模式強調(diào)學(xué)生以學(xué)生主動實踐、課程之間有機聯(lián)系的方式進(jìn)行工程學(xué)習(xí)，CDIO培養(yǎng)大綱要求工程畢業(yè)生能力分為基礎(chǔ)知識能力、個人能力、團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個方面，以綜合培養(yǎng)的形式使學(xué)生達(dá)到工程師職業(yè)要求和預(yù)定目標(biāo)[1]。

2　教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 教學(xué)形式單一

受傳統(tǒng)教學(xué)模式影響，數(shù)字電子技術(shù)課程的授課通過教師灌輸式講解，學(xué)生聽課記憶并機械性的進(jìn)行實驗實踐，缺乏自主思考和主動實踐的過程，學(xué)生對學(xué)習(xí)的主動探究性和積極性不高，沒有自主學(xué)習(xí)的激情和興趣，對自身發(fā)展沒有合理規(guī)劃，長此以往，學(xué)生的個人能力發(fā)展將嚴(yán)重受阻，學(xué)生的創(chuàng)新思維將被扼殺，主觀能動性難以更好地培養(yǎng)。教師在授課過程中更注重理論知識傳授，忽視了學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，且對實踐課程的重視度不足，導(dǎo)致學(xué)生的職業(yè)技能和職業(yè)素養(yǎng)與社會要求不符，影響了學(xué)生畢業(yè)順利就業(yè)[2]。

2.2 教學(xué)內(nèi)容陳舊

數(shù)字電子技術(shù)課程分為理論課程和實踐課程兩個部分，多數(shù)學(xué)校在進(jìn)行授課時弱化了實踐教學(xué)，且實踐教學(xué)課題理論陳舊缺乏新意，缺乏實用背景，學(xué)生無法將所學(xué)知識應(yīng)用于實踐，使理論同實踐脫節(jié)，學(xué)校同社會脫節(jié)。在課程內(nèi)容設(shè)置上，數(shù)字電子技術(shù)內(nèi)容知識點孤立，每章都有相應(yīng)重點難點但不成體系，重點之間相對獨立，無法與EDA等課程形成循環(huán)知識體系，知識結(jié)構(gòu)缺乏完整性，無法使學(xué)生在腦海中形成知識框架，跟上數(shù)字電子技術(shù)發(fā)展。

2.3 教學(xué)評價僵化

當(dāng)前我國高校教學(xué)評價審核主要是通過課堂成績和期末成績兩個部分組成，課堂成績基本占30%，主要參考出勤率和隨堂測驗成績；期末成績基本占70%，主要通過閉卷筆試答題的方式進(jìn)行學(xué)生知識掌握能力檢驗。數(shù)字電子技術(shù)知識點較多，每章后面都有例題講解，學(xué)生只要通過平時知識積累和例題分析，就能通過考試，基于這種教學(xué)評價的學(xué)生學(xué)習(xí)還處在應(yīng)試教育的學(xué)習(xí)方式，學(xué)習(xí)積極性不高，以通過考試為目標(biāo)，忽視了個人能力的培養(yǎng)，甚至還會出現(xiàn)臨時抱佛腳的現(xiàn)象，與數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)要求和社會人才要求大相徑庭[3]。

3　基于CDIO理念的教學(xué)改革意義

3.1 提升技術(shù)知識

CDIO理念能力要求學(xué)生具備豐富的技術(shù)知識和推理能力，缺乏技術(shù)知識指導(dǎo)會造成實驗偏差，缺乏推理能力會造成實驗盲目。所以基于CDIO理念指導(dǎo)的教學(xué)改革能夠有效幫助教師拓寬教學(xué)渠道、改善教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué)方法，樹立以理論指導(dǎo)實踐的教學(xué)方向，進(jìn)而幫助學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、自主探究的方式提升技術(shù)知識技能水平，培養(yǎng)較強的實踐能力。根據(jù)CDIO能力一級綱要，學(xué)生需具備扎實的基礎(chǔ)科學(xué)知識、核心工程基礎(chǔ)知識，最后達(dá)到高級工程基礎(chǔ)知識儲備[4]。

3.2提升職業(yè)素養(yǎng)

學(xué)校在對學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)時，容易忽視人才對人才職業(yè)素養(yǎng)和職業(yè)道德培養(yǎng)，造成學(xué)生對工作的恐慌和對工作環(huán)境的不適應(yīng)，易在社會工作環(huán)境氛圍內(nèi)產(chǎn)生功利心里，進(jìn)而影響自身職業(yè)發(fā)展。CDIO中的能力要求學(xué)生掌握個人技能，善于調(diào)控個人態(tài)度，具備職業(yè)道德和責(zé)任感。在數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)中應(yīng)用CDIO理念能夠促進(jìn)學(xué)生的德育教育，培養(yǎng)學(xué)生樹立正確的三觀和職業(yè)操守，樹立高尚人格，進(jìn)而將個人素質(zhì)與職業(yè)規(guī)劃與世界工程界保持同步。

3.3培養(yǎng)人際交往

CDIO要求學(xué)生具備團隊能力、交流能力和外語交流能力，在教育改革中，教師應(yīng)該有意識的引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行團隊交流，例如在教學(xué)中以小組討論和實驗的形式促進(jìn)學(xué)生相互磨合、取長補短，在團隊中形成自我角色意識，形成協(xié)作能力和領(lǐng)導(dǎo)能力。同時應(yīng)鼓勵學(xué)生流暢掌握英語日常交流和所學(xué)專業(yè)知識英語，能夠順利吸收國外的先進(jìn)技術(shù)理念和實驗經(jīng)驗，不斷提升個人能力，能夠使用英語同國外相關(guān)人士進(jìn)行交流，保持同世界的同步性。

3.4提升實踐能力

高等教育對人才的培養(yǎng)應(yīng)以社會需要為主，數(shù)字電子技術(shù)作為實踐性強的科目，其教育教學(xué)的主要培養(yǎng)方向應(yīng)是學(xué)生實踐能力。根據(jù)CDIO理念要求，學(xué)生應(yīng)該能夠通過個人能力進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行，即具備社會對人才獨立性的要求。很多學(xué)生在經(jīng)過大學(xué)四年的學(xué)習(xí)之后依舊無法進(jìn)行獨立工作，還需要積攢2-3年經(jīng)驗，這都是由于在教學(xué)中實踐能力教學(xué)不突出，學(xué)生沒有相關(guān)的工作經(jīng)驗，需要很長的崗位適應(yīng)階段，所以CDIO模式的引進(jìn)有助于學(xué)生提升實踐能力，豐富工作經(jīng)驗，提高實際應(yīng)用能力，幫助學(xué)生盡快適應(yīng)工作需要[5]。

4　基于CDIO理念的教學(xué)改革建議

4.1 教學(xué)模式

理論教學(xué)。數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)理論教學(xué)改進(jìn)可以通過多種方式進(jìn)行，例如：①進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)，在授課前提出啟發(fā)性問題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主研究分析，通過個人研究或小組討論的方式進(jìn)行問題分析，自己尋求解決問題的答案，并通過教師的指導(dǎo)對問題進(jìn)行延伸，從而加深學(xué)生的知識印象，培養(yǎng)學(xué)生獨立自主、團隊協(xié)作、克服困難的能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)激情和靈感，提高主動學(xué)習(xí)的積極性；②互動式教學(xué)，即改變教師在教學(xué)中的角色，深入學(xué)生中同學(xué)生一起學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生同教師之間的交流，能夠幫助教師掌握每位學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況和理論知識掌握情況，建立良好的師生情感和關(guān)系，同時通過賞識教育培養(yǎng)學(xué)生的自信心，增強其對學(xué)習(xí)的興趣；③技術(shù)教學(xué)法，通過多媒體設(shè)備為同學(xué)演示實驗過程，著重實驗重難點進(jìn)行講解，如通過FDA軟件演示信號流向或器件連接，使知識點能夠串聯(lián)，組建關(guān)聯(lián)性強的知識網(wǎng)，活躍課堂氣氛，調(diào)動同學(xué)積極性，讓學(xué)生在輕松愉悅的氛圍中感受知識的魅力。同時，學(xué)?？梢酝ㄟ^聯(lián)合教學(xué)的方式，吸收先進(jìn)理論知識，分享理論研究成果，例如汕頭大學(xué)同加拿大卡爾加里大學(xué)進(jìn)行CDIO留學(xué)生交流項目[6]。

實驗教學(xué)。實驗教學(xué)中要注重學(xué)生自主動手解決問題能力的培養(yǎng)，通過案例教學(xué)的方式，引進(jìn)國際上的最新課題，從易到難進(jìn)行數(shù)字電子設(shè)計研究。首先在進(jìn)行實驗前，要讓學(xué)生們進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，利用FDA進(jìn)行模擬實驗，一方面能夠幫助學(xué)生掌握實驗環(huán)節(jié)和注意事項，另一方面能夠減少實驗失誤和儀器損壞，延長其使用壽命和周期。然后在實驗教學(xué)中可以進(jìn)行學(xué)生展示性實驗，即鼓勵學(xué)生進(jìn)行登臺實驗，能夠幫助學(xué)生找出自己的不足，挖掘自身潛力，分享實驗經(jīng)驗和設(shè)計理念。最后教師對實驗結(jié)果進(jìn)行客觀評價和指導(dǎo)，通過實驗結(jié)果和實驗過程中學(xué)生表現(xiàn)出的素質(zhì)給予雙向評價，鼓勵學(xué)生培養(yǎng)個人綜合能力。同時，實驗教學(xué)可以通過多科知識體系串聯(lián)的方式，進(jìn)行豐富實驗教學(xué)。例如以東北林業(yè)大學(xué)機電工程學(xué)院為例，在實驗中引進(jìn)FDA軟件進(jìn)行嘗試，在實驗課題、實驗過程等都各方面進(jìn)行有小常識，取得了良好的教學(xué)效果[7]。

4.2 教學(xué)內(nèi)容

基于CDIO教學(xué)培養(yǎng)原則和教育培養(yǎng)方向，對數(shù)字電子技術(shù)課程內(nèi)容改革應(yīng)明確以理論指導(dǎo)實踐，注重實踐實用性為主題，通過項目設(shè)計將理論知識體系進(jìn)行串聯(lián)，所有的教學(xué)項目都應(yīng)圍繞指導(dǎo)實踐應(yīng)用展開。根據(jù)CDIO教學(xué)對人才能力培養(yǎng)的要求，可以講課程教學(xué)內(nèi)容劃分為三部分：①數(shù)字電子技術(shù)原理；②數(shù)字邏輯電子電路設(shè)計；③數(shù)字電子技術(shù)應(yīng)用。通過對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行劃分能夠幫助教師清晰教學(xué)中的重點知識，梳理難點，選擇實用案例，幫助學(xué)生加深知識點記憶，掌握各課程之間的關(guān)聯(lián)，從而突顯設(shè)計與實踐的重要性[8]。例如北京交通大學(xué)侯建軍老師主講的數(shù)字電子技術(shù)書精品課中，課程設(shè)置從數(shù)制與編碼開始通過多媒體教學(xué)由簡至難，循序漸進(jìn)，突出重難點，例子新穎，課堂氣氛活躍。

4.3 考核評價

CDIO教學(xué)模式強調(diào)學(xué)生的實際能力和對知識理論的應(yīng)用，培養(yǎng)符合社會需求的工程人才[9]。因此在考核評價上，應(yīng)注重學(xué)生綜合評價，從日常學(xué)習(xí)學(xué)生能力和知識的積累，到期末考評，應(yīng)從多個方面開展評價考核機制，基于這種機制，應(yīng)關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中體現(xiàn)的態(tài)度、素養(yǎng)、人際能力和知識儲備，減少期末理論考試總評所占比例，筆者建議期末成績占總成績40%，平時成績占50%，引進(jìn)實踐評價機制，將學(xué)生在校外實踐和交流獲得的企業(yè)學(xué)校評價作為參考，放入總評價中，占10%。然而，考核評價標(biāo)準(zhǔn)需要規(guī)范的同時并不能僵化，對于有特殊設(shè)計才能和實踐才能的學(xué)生應(yīng)該給予鼓勵幫助，在考核中突出其優(yōu)勢，才能夠促進(jìn)學(xué)生開發(fā)自身潛能?？傊?，評價標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)合理而靈活，既要注重學(xué)生基礎(chǔ)理論儲備，又要注重學(xué)生實踐能力和個人素養(yǎng)[10]。

結(jié) 論

綜上所述，為應(yīng)對社會對電氣人才專業(yè)化需求，數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)改革迫在眉睫，基于CDIO理論指導(dǎo)和原則，重構(gòu)教學(xué)模式，完善教學(xué)內(nèi)容知識框架，重建考核評價標(biāo)準(zhǔn)，對人才進(jìn)行理論知識、職業(yè)素養(yǎng)、團隊人際交往和實踐應(yīng)用等多方面培養(yǎng)，以國家對精英人才的需求，推動我國電子工程事業(yè)不斷發(fā)展和國家綜合國力的提升。

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（責(zé)任編校：京華，俊華）

2016－03－11

余會娟（1979－），女，安徽合肥人，安徽醫(yī)學(xué)高等?？茖W(xué)校醫(yī)學(xué)技術(shù)系講師，碩士，研究方向為電子信息。

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