基于CDIO教育理念的數(shù)字電路教學(xué)設(shè)計(jì)*

宋彩霞　張金政　丁　男　李　霞

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)　理學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，山東　青島　266109；2.大連理工大學(xué)　計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧　大連　116024)

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基于CDIO教育理念的數(shù)字電路教學(xué)設(shè)計(jì)*

宋彩霞1張金政1丁男2李霞1

(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)理學(xué)與信息科學(xué)學(xué)院，山東青島266109；2.大連理工大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，遼寧大連116024)

文章以CDIO為教育理念，通過對當(dāng)前數(shù)字電路教學(xué)中存在問題的分析，提出具體的教學(xué)改革方案。并以“多路智力競賽搶答器”為例，探討以項(xiàng)目驅(qū)動為基礎(chǔ)，采取“自上而下”層層分解的教學(xué)方法，劃分項(xiàng)目為5個階段：發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目、澄清項(xiàng)目需求、項(xiàng)目分解、項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)、項(xiàng)目評價與改進(jìn)，給出了每階段的實(shí)施過程。實(shí)踐表明這樣的教學(xué)改革達(dá)到了很好的教學(xué)效果。

CDIO；自上而下；項(xiàng)目驅(qū)動；做中學(xué)；教學(xué)改革

人才是信息產(chǎn)業(yè)的主要因素，隨著社會的發(fā)展進(jìn)步，對人才的需求除了要具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識之外，更關(guān)鍵的是要具備較強(qiáng)的實(shí)踐能力、交流能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等工程師素質(zhì)。2001年由美國麻省理工學(xué)院和瑞典皇家理工學(xué)院等4所大學(xué)組成的工程教育改革研究團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)了一種全新工程教育理念和實(shí)施體系——CDIO[1-3]，CDIO是指構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)，它以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，以產(chǎn)品研發(fā)至產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以積極主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，其更加注重培養(yǎng)學(xué)生工程理論基礎(chǔ)知識、個人實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力等[4-6]。

數(shù)字電路是通信工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)中一門非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)必修課。與其他專業(yè)基礎(chǔ)課相比，不但具有很強(qiáng)的理論性，更重要的是具有較強(qiáng)的工程實(shí)踐性。其側(cè)重于通過對常用數(shù)字芯片、邏輯電路的學(xué)習(xí)，使學(xué)生在掌握基本理論知識的基礎(chǔ)上，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，為后續(xù)課程如單片機(jī)技術(shù)、微機(jī)原理等課程奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。本文從深入分析目前數(shù)字電路課程教學(xué)存在的問題入手，探討將CDIO教育理念引入課程教學(xué)頂層設(shè)計(jì)之中，以自上而下的方式貫穿課程教學(xué)始終，進(jìn)而配以實(shí)例對具體改革措施、方法、步驟進(jìn)行闡述。作者通過對所在高校計(jì)算機(jī)專業(yè)、通信專業(yè)的課程改革的實(shí)施，證明該方法已在培養(yǎng)學(xué)生的動手實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力方面取得良好的效果。

一、CDIO工程教育模式

CDIO是一種倡導(dǎo) “做中學(xué)(Learning-by-doing)”的新型工程教育教學(xué)模式，其核心理念是以“用”導(dǎo)“學(xué)”，在做中學(xué)，在學(xué)中做，理論與實(shí)踐緊密聯(lián)系、不可分割。學(xué)生是教學(xué)活動中的積極參與者，教師是學(xué)生學(xué)習(xí)活動中的協(xié)助者[7]。在實(shí)施中讓學(xué)生以工程項(xiàng)目為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方法(Projected-Based Learning，PBL)進(jìn)行學(xué)習(xí)，在培養(yǎng)方式上則以實(shí)踐性或創(chuàng)新性的項(xiàng)目為載體。工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)是工程實(shí)踐的精髓所在，CDIO項(xiàng)目按規(guī)模范圍劃分為三級[5]12-20：本專業(yè)主要核心課程和能力要求的項(xiàng)目；一組相關(guān)核心課程、能力要求的項(xiàng)目；單門課程而設(shè)的項(xiàng)目。在課程的開始就以項(xiàng)目為導(dǎo)向引入項(xiàng)目，用項(xiàng)目把相關(guān)的課程貫穿起來，在教學(xué)中引入工程項(xiàng)目的全生命周期，著眼于能力、知識的教學(xué)、做過程的關(guān)聯(lián)(Context)[4]1-6，使學(xué)生畢業(yè)后能很快適應(yīng)工作崗位，滿足社會對工程人才的需要。

二、基于CDIO教育理念的教學(xué)改革探究

(一)傳統(tǒng)數(shù)字電路課程教學(xué)問題分析

1.理論教學(xué)方式單一固化，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與工程實(shí)踐脫節(jié)

在傳統(tǒng)授課中，教師單純的對理論知識進(jìn)行講解，沒有與實(shí)際的工程實(shí)例相結(jié)合，而且內(nèi)容比較孤立，缺乏相互銜接，知識點(diǎn)“碎片化”，比如編碼器只講編碼器、計(jì)數(shù)器只講計(jì)數(shù)器，缺乏對兩者應(yīng)用場景以及兩者聯(lián)合應(yīng)用的介紹，不利于學(xué)生對知識的系統(tǒng)理解掌握；課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多是以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論知識，且因缺少工程項(xiàng)目支持，學(xué)生動手實(shí)踐能力缺失；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容簡單，學(xué)生基本可獨(dú)立完成，無需團(tuán)隊(duì)合作，不利于團(tuán)隊(duì)意識培養(yǎng)，與工程實(shí)際相脫節(jié)，無法滿足現(xiàn)代工程師的要求[8-10]。

2.教師與學(xué)生的角色顛倒，教學(xué)方式“本末倒置”

以往傳統(tǒng)教學(xué)中，教師是中心，學(xué)生是知識的被動接受者。教師多單純灌輸，學(xué)生多是被動接受，教學(xué)過程也大多先是在課堂上講解基礎(chǔ)知識：每塊邏輯器件的功能，然后再到實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這種先微觀后宏觀、先局部后整體的教學(xué)方式[11]，不僅無法調(diào)動學(xué)生研究探索的積極性，更與實(shí)際工程設(shè)計(jì)實(shí)踐活動規(guī)律相背離。

3.考核形式與內(nèi)容單一，綜合實(shí)踐能力考察缺失

傳統(tǒng)的數(shù)字電路考核方式一般是理論成績(占總成績的70%左右)加上實(shí)驗(yàn)成績(占總成績的30%左右)?？疾閮?nèi)容多以基礎(chǔ)知識與邏輯器件(譯碼器、數(shù)值比較器、計(jì)數(shù)器等)的使用為主。實(shí)驗(yàn)成績主要是根據(jù)學(xué)生平時實(shí)驗(yàn)步驟以及提交的實(shí)驗(yàn)報告給出。總體來說，這種方法比較科學(xué)規(guī)范，但是標(biāo)準(zhǔn)過于單一，不足以反映學(xué)生獨(dú)立綜合設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力。

(二)基于CDIO的教學(xué)改革思路

依據(jù)數(shù)字電路課程教學(xué)大綱，授課內(nèi)容主要包括：邏輯代數(shù)基礎(chǔ)、組合邏輯電路以及常用的中規(guī)模集成電路(Medium-Scale Integration，MSI)、時序邏輯電路以及MSI、脈沖波形的產(chǎn)生與整形、模/數(shù)與數(shù)/模轉(zhuǎn)換等。為使學(xué)生掌握基礎(chǔ)理論知識的同時具備交流能力、創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神等工程師素質(zhì)，以CDIO理念確定具體思路：

1.采用基于項(xiàng)目的教學(xué)方法

項(xiàng)目教學(xué)法是一種基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的方法，通過把實(shí)際生活中的工程項(xiàng)目引入教學(xué)，并將教學(xué)內(nèi)容、知識點(diǎn)融入工程項(xiàng)目的真實(shí)環(huán)境之中[12]。

2.突出自上而下的教學(xué)思路

確定合適的工程項(xiàng)目后，引導(dǎo)學(xué)生采取“自上而下”的工程設(shè)計(jì)理念，先搭建宏觀、整體輪廓，再由宏觀到微觀，由整體到局部，進(jìn)而抽絲剝繭，層層分解，運(yùn)用工程所涉及的專業(yè)知識過渡到本專業(yè)課程涉及的基礎(chǔ)知識[13]，一步一步解決問題。

3.增設(shè)綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)

增加綜合性與設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題目，通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、項(xiàng)目調(diào)研、項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)合作、開設(shè)項(xiàng)目討論等多種教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)并利用Protel、Multisim 等EDA軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真，進(jìn)而掌握利用EDA技術(shù)進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的必備技能[14-16]。在實(shí)驗(yàn)中，著重培養(yǎng)學(xué)生管理項(xiàng)目能力、語言表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等。

4.實(shí)施多元化教學(xué)考核

在理論內(nèi)容考試中增加設(shè)計(jì)性的題目，且應(yīng)是對兩種邏輯電路的綜合考查；在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考察中，把實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)構(gòu)思、實(shí)驗(yàn)過程中問題解決、對本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)、項(xiàng)目討論、項(xiàng)目報告等也納入考查內(nèi)容。不但考查學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、理解能力，也側(cè)重考查團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力、創(chuàng)新能力。

(三)CDIO理念下的項(xiàng)目教學(xué)法開展

在數(shù)字電路課程教學(xué)中引進(jìn)工程項(xiàng)目，采取“自上而下”的教學(xué)方式，全面詮釋CDIO的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作4個過程，并依據(jù)項(xiàng)目目標(biāo)劃分為5個階段：發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目(Finding)、澄清項(xiàng)目需求(Clarifying)、項(xiàng)目分解(Decomposition)、項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)(Implementing)、項(xiàng)目評價與改進(jìn)(Evaluation and Improvement)(見表1)。

表1　基于CDIO的項(xiàng)目教學(xué)過程

1.構(gòu)思：這個過程分為兩個階段——發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目和澄清項(xiàng)目需求

發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目：從實(shí)際生活(如下文中“多路智力競賽搶答器”就是從學(xué)校的各種競賽中受到啟發(fā))或是科研中發(fā)現(xiàn)適合的工程項(xiàng)目，將其引入教學(xué)作為配套項(xiàng)目。項(xiàng)目的選擇應(yīng)兼具趣味性與知識性。

澄清項(xiàng)目需求：通過調(diào)研與資料搜集澄清項(xiàng)目的需求，找出問題的本質(zhì)，并把問題逐一規(guī)范化，最終寫出項(xiàng)目的具體功能。

2.設(shè)計(jì)：此過程對應(yīng)項(xiàng)目分解階段

此階段是在澄清問題需求的基礎(chǔ)上把問題層層分解，將大項(xiàng)目分解為一個個層次分明的子模塊，實(shí)現(xiàn)對各模塊的描述以及明確各模塊之間的交互關(guān)系。系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)包括電路原理圖設(shè)計(jì)、元器件選擇、電路仿真及系統(tǒng)的性能優(yōu)化(可靠性、經(jīng)濟(jì)性)，用做工程的視角設(shè)計(jì)項(xiàng)目：選取少而精確的芯片，達(dá)到可靠性與經(jīng)濟(jì)性兼顧。學(xué)生使用各種EDA軟件進(jìn)行仿真測試與設(shè)計(jì)，使用Multisim對電路仿真、系統(tǒng)可靠性分析及優(yōu)化，運(yùn)用Protel軟件完成PCB的設(shè)計(jì)。在此過程中，教師通過子模塊的需求來講解相應(yīng)的理論知識，實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目的自然引入。

在進(jìn)行本階段前，應(yīng)根據(jù)需要將學(xué)生分為3～4人的項(xiàng)目小組，選出項(xiàng)目經(jīng)理，由項(xiàng)目經(jīng)理組織做好項(xiàng)目的調(diào)研、資料查閱等工作，并負(fù)責(zé)項(xiàng)目的進(jìn)度控制和溝通交流。

3.實(shí)現(xiàn)：對應(yīng)于項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)階段

PCB設(shè)計(jì)完成后，在板子上面進(jìn)行組裝、焊接，形成產(chǎn)品；用示波器等工具對產(chǎn)品進(jìn)行功能及性能測試，不斷調(diào)整參數(shù)直到滿足項(xiàng)目要求。

4.運(yùn)作：對應(yīng)于項(xiàng)目評價與改進(jìn)階段

此階段學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目演示與匯報，匯報內(nèi)容包括：項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路、工作原理、關(guān)鍵技術(shù)、工作流程、存在的問題以及挑戰(zhàn)等內(nèi)容。教師對各項(xiàng)目進(jìn)行答辯和項(xiàng)目評價，評價的指標(biāo)要以體現(xiàn)學(xué)生的動手能力、創(chuàng)新能力為主。包括：市場調(diào)研、完成項(xiàng)目的工作量、實(shí)驗(yàn)方案(經(jīng)濟(jì)性與可靠性方案的兼顧)、實(shí)驗(yàn)報告的規(guī)范性、創(chuàng)新點(diǎn)等。幫助引導(dǎo)學(xué)生實(shí)現(xiàn)從“聽明白”到“想明白”再到“說明白”的飛躍，鞏固對理論知識的理解和運(yùn)用[17]。

(四)基于CDIO理念的教學(xué)項(xiàng)目設(shè)計(jì)

結(jié)合上述CDIO 理念下的項(xiàng)目教學(xué)法，教學(xué)中我們以多路智力競賽搶答器作為實(shí)際工程項(xiàng)目，其涵蓋了數(shù)字電路大部分知識：組合邏輯電路(編碼器、譯碼器)、時序邏輯電路(觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器)、脈沖的產(chǎn)生與整形(555定時器)等。實(shí)現(xiàn)的主要功能包括：搶答器同時供8名選手比賽，每人對應(yīng)一個按鈕；主持人一個控制開關(guān)，控制搶答開始及系統(tǒng)清零；搶答器具有鎖存與顯示功能，搶答開始鎖存搶答成功者并禁止其他選手搶答，同時顯示搶答成功者編號；參賽選手在設(shè)定時間(30秒)內(nèi)搶答有效，并用顯示器顯示倒計(jì)時時間；搶答開始、成功、結(jié)束有揚(yáng)聲器進(jìn)行聲音提示[18](見圖1)。

圖1　多路智力搶答器的“自上而下”項(xiàng)目教學(xué)過程實(shí)施

第一，發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目：學(xué)校里面經(jīng)常組織各種知識競賽，學(xué)生對此比較熟悉，也比較感興趣。用學(xué)過的知識自己設(shè)計(jì)一個搶答器，既可以把知識轉(zhuǎn)化為成果使用，又能實(shí)現(xiàn)所做即所見，進(jìn)而達(dá)到學(xué)以致用的目的。

第二，澄清項(xiàng)目需求：通過引導(dǎo)學(xué)生調(diào)研及查閱資料，一般確定為8名選手參加比賽即可滿足要求，且搶答器一般應(yīng)該具有搶答、倒計(jì)時、顯示參賽選手編號、顯示時間、語音提示等功能。

第三，項(xiàng)目分解：按照自上而下、由宏觀到微觀、由整體到局部層層劃分的原則，多路智力搶答器分為：搶答電路、定時電路及報警電路3部分。

搶答電路包含：參賽選手選擇(用型號為74HC/LS148的編碼器)、號碼顯示(型號為74HC/LS48的顯示譯碼器)、數(shù)據(jù)鎖存(型號為74HC/LS279的RS觸發(fā)器)，涉及的知識點(diǎn)有組合邏輯器件、觸發(fā)器與反饋控制電路。

定時電路：時鐘脈沖產(chǎn)生(型號為NE555的定時器)、倒計(jì)時計(jì)數(shù)(型號為74HC/LS192的可逆計(jì)數(shù)器)、時間顯示(型號為74HC/LS48的顯示譯碼器)，涉及的知識點(diǎn)有組合邏輯電路、時序邏輯電路、波形的產(chǎn)生與整形電路。

報警電路：脈沖驅(qū)動(型號為NE555的定時器組成的多諧振蕩器)、聲音提示(型號為SFM-27的蜂鳴器)，涉及的知識點(diǎn)有波形的產(chǎn)生與整形電路。

利用各種EDA軟件工具進(jìn)行仿真設(shè)計(jì)。畫出電路圖在Multisim軟件上仿真，然后利用Protel軟件進(jìn)行PCB版的設(shè)計(jì)。

第四，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)：根據(jù)PCB制成的電路，拿到工廠里面去做成板子。在實(shí)驗(yàn)室里面，利用電烙鐵等把芯片在制成的板子上面進(jìn)行組裝與焊接。用示波器進(jìn)行功能與性能的測試以及參數(shù)的修改，對電路中出現(xiàn)的問題進(jìn)行排查、改正，直到完成系統(tǒng)功能為止。此過程不斷重復(fù)，對鍛煉學(xué)生的實(shí)際動手能力、查閱資料能力、解決問題能力助益頗多。同學(xué)普遍反映這個階段是最痛苦也是最快樂的一段經(jīng)歷。

第五，項(xiàng)目評價與改進(jìn)：對成果進(jìn)行匯報展示，并且討論擴(kuò)展及改進(jìn)。比如：添加加分與減分功能，增加參賽選手等。教師當(dāng)場對項(xiàng)目的成果、創(chuàng)新方面等做出評判，同學(xué)對演示的項(xiàng)目積極提問，熱烈討論，相互之間進(jìn)行評判。

根據(jù)上述教學(xué)方法，多路智力搶答器被分解為多個不同的知識點(diǎn)，并被穿插到平時的理論與實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。在講解基礎(chǔ)知識的時候，導(dǎo)入相關(guān)的項(xiàng)目目標(biāo)，并鼓勵學(xué)生積極思考、勇于探索，學(xué)會用學(xué)過的知識解決現(xiàn)實(shí)生活中的相關(guān)問題，把所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為實(shí)際的產(chǎn)品。從項(xiàng)目的各個知識點(diǎn)的一步步講解，到項(xiàng)目的一步步實(shí)施，不但可體驗(yàn)探究的樂趣，而且也加深了對知識的理解。由于所選項(xiàng)目涵蓋了大部分?jǐn)?shù)字電路的知識點(diǎn)，內(nèi)容前后聯(lián)系性強(qiáng)，有助于學(xué)生掌握和建構(gòu)完整的知識體系。實(shí)現(xiàn)了“在學(xué)中做，在做中學(xué)”，提高了創(chuàng)新能力與動手實(shí)踐能力。

(五)多元化的考核形式

最終成績包括理論成績(占總成績的70%左右)和實(shí)驗(yàn)成績(占總成績的30%左右)兩部分。理論考核除了考查基本知識點(diǎn)(占理論成績的80%)，增加設(shè)計(jì)性題目(占理論成績的20%)，每次考試給出兩個題目，學(xué)生選擇其中一道作答，題中包含多個知識點(diǎn)，考查學(xué)生綜合運(yùn)用知識能力。實(shí)驗(yàn)成績由調(diào)查報告、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、演示匯報、創(chuàng)新應(yīng)用組成，各占實(shí)驗(yàn)成績的20%。實(shí)驗(yàn)成績的評定不但注重實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更側(cè)重于對學(xué)生前期的調(diào)查(分析問題、溝通能力、查閱文獻(xiàn)能力)、實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題以及對問題的解決(動手能力、解決問題能力、協(xié)作能力)、演示匯報(表達(dá)能力、文字組織能力)、創(chuàng)新應(yīng)用(開拓創(chuàng)新能力)等過程的考查。

三、教學(xué)效果

基于CDIO的教育理念的項(xiàng)目教學(xué)法的實(shí)施，激發(fā)了學(xué)生對數(shù)字電路課程的興趣及鉆研精神，增強(qiáng)了學(xué)生的動手實(shí)踐能力、協(xié)調(diào)能力、創(chuàng)新能力。學(xué)生利用課外活動組織興趣小組參加國家級、省級比賽，取得了較好成績。2014年，山東省舉辦的第二屆全國高校物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用創(chuàng)新大賽中獲得1個一等獎，1個二等獎；第十五屆“能力風(fēng)暴杯”中國教育機(jī)器人大賽，獲一等獎1個；山東省大學(xué)生科技創(chuàng)新大賽中，獲得1個二等獎，1個三等獎；山東省高校機(jī)器人大賽中獲得2個一等獎。從學(xué)生的畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))來看，優(yōu)秀論文占比明顯提高，很多學(xué)生實(shí)現(xiàn)了由“理論武裝”的“內(nèi)功高手”到“理論+實(shí)踐”的“內(nèi)外兼修大家”的轉(zhuǎn)變，其在畢業(yè)之后能較快適應(yīng)崗位要求，大大提高了就業(yè)競爭力，于學(xué)生本人、企業(yè)、社會均實(shí)現(xiàn)了多方共贏。

四、結(jié)束語

數(shù)字電路課程是工科一門很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，具有很強(qiáng)的理論性與實(shí)踐性。本文分析了目前高校在數(shù)字電路教學(xué)中存在的問題，探討了CDIO教育理念的數(shù)字電路教學(xué)新模式。實(shí)現(xiàn)了4個轉(zhuǎn)變：授課方式由“自下而上型”轉(zhuǎn)變?yōu)椤白陨隙滦汀?，教師由“主?dǎo)者”向“引導(dǎo)者”轉(zhuǎn)變，學(xué)生由“被動學(xué)習(xí)者”向“主動學(xué)習(xí)者”轉(zhuǎn)變，考核方式由“單一化”向“多元化”轉(zhuǎn)變。

實(shí)踐證明，這種以項(xiàng)目為主線、由宏觀到微觀、由全局到局部、層層分解的CDIO教學(xué)模式符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，較好地培養(yǎng)了學(xué)生作為工程師的五大能力：扎實(shí)的基礎(chǔ)知識、動手實(shí)踐能力、溝通能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力，取得了良好的教學(xué)效果，對同類課程有一定的借鑒意義。

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(責(zé)任編輯李世萍)

Instructional Design of Digital Circuit Based on the Concept of CDIO Education

SONGCai-xia1，ZHANGJin-zheng1，DINGNan2，LIXia1

(1.School of Science and Information，Qingdao Agricultural University，Qingdao，266109，China；2.School of Computer Science and Technology，Dalian University of Technology，Dalian，116024，China)

Based the concept of CDIO education，this paper analyzes the problems in the current teaching of digital circuit，and proposes a new teaching reform scheme.Taking the "multi-way intellectual contest responder" as an example，it discusses the teaching method of top-down and decomposition upon the project-driven exploration .The project is divided into five phases：finding projects，clarifying requirements，projects decomposition，implementing projects，evaluation and improvement，and the implementation of every phase is also proposed.The practice shows that the teaching reform has achieved a good teaching effect.Keywords：CDIO；top-down；project-driven；learning by doing；teaching reform

2015-06-01

山東省應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校建設(shè)工程校級精品課程“數(shù)字電路與數(shù)字邏輯”(項(xiàng)目編號：XJP2013032)；山東省應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校建設(shè)工程省級精品課程“計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)”(項(xiàng)目編號：XDSJP2013023)；山東省應(yīng)用型人才培養(yǎng)特色名校建設(shè)工程教學(xué)研究項(xiàng)目“基于大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目驅(qū)動的計(jì)算機(jī)專業(yè)應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式的研究與探索”(項(xiàng)目編號：XJG2013013).

宋彩霞(1977-)女，山東即墨人，講師，博士研究生，主要從事數(shù)字電路與計(jì)算機(jī)組成與結(jié)構(gòu)教學(xué)與研究.

G642.421

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