基于CDIO教育理念的“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程改革

吳靜+安嘉黛+徐艷

摘 要 文章介紹了基于CDIO教育理念的“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程改革。闡述了培養(yǎng)目標(biāo)和課程設(shè)置等。對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)并指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)。該課程教學(xué)改革目的在于提高學(xué)生的專業(yè)知識(shí)，培養(yǎng)綜合能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞 CDIO教育理念 課程改革 實(shí)踐教學(xué)

中圖分類號(hào)：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2016.09.035

Abstract Curriculum Reform in Electromagnetic field microwave technology and antenna based on CDIO educational idea is proposed. Training target and curriculum set are introduced. Curriculum teaching is set reasonably and is used to guide practical teaching. Realizing talent cultivation target are the purposes of curriculum reform which can improve students professional knowledge and train students abilities.

Key words CDIO educational idea； curriculum reform； practical teaching.

0 引言

CDIO是2004年由瑞典皇家工學(xué)院、瑞典查爾摩斯工業(yè)大學(xué)、瑞典雪平大學(xué)和美國(guó)麻省理工學(xué)院共同創(chuàng)立的工程教育改革模式。CDIO分別代表Conceive 、Design、Implement和Operate，即學(xué)生以所學(xué)的專業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)，自主在產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行中“做中學(xué)，學(xué)中做”，讓學(xué)生主動(dòng)的在實(shí)踐中將理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，提高學(xué)生的能力。CDIO理念從四個(gè)方面培養(yǎng)學(xué)生的能力，即基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力（自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力等）、團(tuán)隊(duì)能力（表達(dá)、溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等）和工程系統(tǒng)能力。

“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程改革以CDIO教育理念為向?qū)?，結(jié)合地方院校學(xué)生自身特點(diǎn)和課程結(jié)構(gòu)積極探索人才培養(yǎng)新思路新方法，首先，給出培養(yǎng)目標(biāo)。其次，依據(jù)培養(yǎng)目標(biāo)合理設(shè)置課程。最后，指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)。學(xué)生在開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境中以理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為載體， 學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊孕〗M的形式積極主動(dòng)進(jìn)行產(chǎn)品構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，用理論基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，學(xué)生在實(shí)踐中積累、總結(jié)知識(shí)，小組的共同協(xié)作完成學(xué)習(xí)任務(wù)培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)能力等。培養(yǎng)學(xué)生綜合能力實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

1 基于CDIO教育理念的“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程改革

1.1 課程改革培養(yǎng)目標(biāo)

基于CDIO教育理念的“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程改革根據(jù)目前國(guó)家和社會(huì)對(duì)電子信息工程專業(yè)和通信工程專業(yè)人才培養(yǎng)需求，并結(jié)合地方院校學(xué)生自身特點(diǎn)和“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程結(jié)構(gòu)明確該課程培養(yǎng)目標(biāo)，對(duì)課程教學(xué)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)并指導(dǎo)實(shí)踐教學(xué)。

基于CDIO教育理念的“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程本科人才培養(yǎng)目標(biāo)為：要求學(xué)生掌握電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線相關(guān)專業(yè)知識(shí)，即要求學(xué)生掌握宏觀電磁場(chǎng)分布及電磁波輻射和傳播的基本規(guī)律，要求學(xué)生掌握用微波網(wǎng)絡(luò)理論來(lái)研究簡(jiǎn)單微波系統(tǒng)，要求學(xué)生掌握線天線的方向圖特性和線天線的基本測(cè)量方法；培養(yǎng)學(xué)生個(gè)人能力（自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力等）；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)能力（表達(dá)、溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等）；培養(yǎng)學(xué)生工程系統(tǒng)能力。

1.2 課程設(shè)置

以CDIO為理念，根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)，編寫(xiě)教學(xué)大綱，科學(xué)設(shè)置課程。課程設(shè)置包括教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)手段和課程評(píng)價(jià)體系，目的是實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該課程所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的融會(huì)貫通，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

1.2.1 教學(xué)內(nèi)容

教學(xué)內(nèi)容包括理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)兩部分。理論教學(xué)從電磁場(chǎng)、微波技術(shù)和天線三個(gè)方面來(lái)介紹課程相關(guān)內(nèi)容。理論教學(xué)內(nèi)容如表1所示。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)由教師依據(jù)理論教學(xué)內(nèi)容合理給定若干實(shí)驗(yàn)題目及實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹Ｒ髮W(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)題目及實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖约涸O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)框圖并選定實(shí)驗(yàn)器材，寫(xiě)出相關(guān)實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并最終以實(shí)驗(yàn)報(bào)告呈現(xiàn)自己的學(xué)習(xí)成果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)內(nèi)容如表2所示。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)包括“學(xué)中做”和“做中學(xué)”兩個(gè)階段。例如： /4阻抗匹配器的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。“學(xué)中做”指學(xué)生以小組的學(xué)習(xí)形式根據(jù)教師給定的實(shí)驗(yàn)題目及實(shí)驗(yàn)?zāi)康拿鞔_認(rèn)識(shí)自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考、分析實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題自行查閱資料、分辨信息、獲取有價(jià)值的信息，畫(huà)出自己的實(shí)驗(yàn)框圖，選擇器材并測(cè)量相關(guān)參數(shù)?！白鲋袑W(xué)”指學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題表達(dá)、討論、溝通、查閱資料、修正、調(diào)整直至完全達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，并得出自己的學(xué)習(xí)小結(jié)?！皩W(xué)中做”和“做中學(xué)”在要求學(xué)生掌握“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程基礎(chǔ)知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生個(gè)人能力（自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考、分析和解決實(shí)際問(wèn)題能力等）；培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)能力（表達(dá)、溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等）；培養(yǎng)學(xué)生工程系統(tǒng)能力。

1.2.2 開(kāi)放式教學(xué)環(huán)境

理論教學(xué)每個(gè)2/3學(xué)時(shí)先由教師講解“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程相關(guān)專業(yè)知識(shí)，剩余1/3學(xué)時(shí)由學(xué)生自主學(xué)習(xí)、思考、討論和老師解惑答疑。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)包括三個(gè)階段。首先，學(xué)生在開(kāi)放式教學(xué)環(huán)境根據(jù)教師給定的實(shí)驗(yàn)題目，以小組的形式，依據(jù)理論教學(xué)中學(xué)習(xí)的相關(guān)理論知識(shí)表達(dá)自己的想法，共同交流、溝通和探討，完成對(duì)實(shí)驗(yàn)原理構(gòu)思、設(shè)計(jì)，學(xué)生通過(guò)“學(xué)中做”將理論聯(lián)系實(shí)際，能夠深刻理解所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，學(xué)有所用。其次，小組在實(shí)驗(yàn)中根據(jù)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題查找資料、交流、討論和反復(fù)修正直到完成實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。最后，每一位學(xué)生根據(jù)本次實(shí)驗(yàn)遞交學(xué)習(xí)小結(jié)書(shū)面報(bào)告，完成“做中學(xué)” 。

2 課程評(píng)價(jià)

“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程改革實(shí)行考試制度改革，強(qiáng)化過(guò)程性考核評(píng)價(jià)。過(guò)程性考核評(píng)價(jià)涉及考查內(nèi)容包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ▽?shí)驗(yàn)紀(jì)律、實(shí)驗(yàn)態(tài)度和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ龋┖蛯?shí)習(xí)報(bào)告鑒定。過(guò)程性考核評(píng)價(jià)合理測(cè)評(píng)教學(xué)效果，反饋課程改革成果，提高教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于CDIO教育理念的“電磁場(chǎng)微波技術(shù)與天線”課程在開(kāi)放式教學(xué)環(huán)境中學(xué)生自主學(xué)習(xí)、溝通協(xié)作，教師解惑答疑、因材施教，將傳統(tǒng)的教師教轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)該課程所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的融會(huì)貫通，培養(yǎng)學(xué)生能力，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)目標(biāo)。

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