CDIO模式電子信息工程導(dǎo)論的教學(xué)探討

廖小芳

【摘 要】基于國際流行的CDIO模式和高等工程教育的先進(jìn)理念，探索構(gòu)建電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論的課程體系，將理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)體驗(yàn)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)實(shí)踐過程。

【關(guān)鍵詞】CDIO；電子信息工程；導(dǎo)論

0 引言

電子信息工程專業(yè)具有很強(qiáng)的工程性和應(yīng)用性，電子信息工程人才應(yīng)該是掌握了專業(yè)知識(shí)和綜合性技能，具有開拓精神和創(chuàng)新實(shí)踐能力的復(fù)合型人才。而現(xiàn)階段的大學(xué)教育仍然存在“重理論、輕實(shí)踐”的現(xiàn)象，忽視了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]，與企業(yè)和社會(huì)需求嚴(yán)重脫節(jié)。而CDIO工程教育模式強(qiáng)調(diào)“知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)并重”[2]。因此，為使剛?cè)雽W(xué)的大一新生從理科生向工科生轉(zhuǎn)變，通過開設(shè)導(dǎo)論性課程，從新生入學(xué)的起始階段就將工程實(shí)踐引導(dǎo)入門，盡早對(duì)新生進(jìn)行工程訓(xùn)練，激發(fā)學(xué)生對(duì)工程領(lǐng)域的興趣?；贑DIO模式的電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論就是基于以上問題提出的專業(yè)引導(dǎo)課程，它將理論教學(xué)和項(xiàng)目實(shí)踐有機(jī)聯(lián)系起來，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的同時(shí)體驗(yàn)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程，幫助學(xué)生樹立正確的工程教育理念[3-4]，為學(xué)生了解本專業(yè)、深入學(xué)習(xí)本專業(yè)的知識(shí)打下良好的基礎(chǔ)。

1 CDIO模式與電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論課程有機(jī)融合

電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論是電子信息學(xué)科一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，它的作用在于系統(tǒng)全面地介紹電子信息的基礎(chǔ)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入電子信息學(xué)科的大門。該課程在教學(xué)中主要面臨兩個(gè)方面的問題：一是該課程的授課對(duì)象是電子信息技術(shù)類專業(yè)剛?cè)雽W(xué)的大一新生，由于入學(xué)前大多數(shù)學(xué)生僅通過專業(yè)名稱或?qū)I(yè)介紹對(duì)所學(xué)專業(yè)作簡單的了解，造成學(xué)生對(duì)電子信息工程專業(yè)認(rèn)識(shí)甚少，不知道這個(gè)專業(yè)主要學(xué)習(xí)哪些課程，甚至不清楚學(xué)這個(gè)專業(yè)將來會(huì)從事什么工作。二是電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論課程的特點(diǎn)是知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)，其知識(shí)范圍涉及電子線路、物聯(lián)網(wǎng)、FPGA、嵌入式、及其他計(jì)算機(jī)、通信交叉融合學(xué)科等方面。因此，如果采用課堂講授這種傳統(tǒng)教學(xué)模式，由學(xué)科基礎(chǔ)到專業(yè)基礎(chǔ)再到專業(yè)課程，對(duì)各個(gè)課程間的相互關(guān)系和課程的內(nèi)容進(jìn)行逐點(diǎn)具體講解，這種授課方式的優(yōu)點(diǎn)在于能把具體知識(shí)點(diǎn)闡釋清楚，突出重點(diǎn)，缺點(diǎn)是讓學(xué)生著重于記憶這些知識(shí)點(diǎn)，趨向于死記硬背，缺乏一種思維方式和行為習(xí)慣，新生可能難以接受部分教學(xué)內(nèi)容，不能正確理解課程內(nèi)容，這樣不但不能幫助學(xué)生建立起對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的整體認(rèn)識(shí)，反而打擊其專業(yè)的學(xué)習(xí)積極性，這將極大地影響學(xué)生對(duì)后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)。其實(shí)，電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論這門課與生活體驗(yàn)息息相關(guān)，電子信息產(chǎn)品在人們的生活中隨處可見，只要將理論教學(xué)和外部實(shí)踐結(jié)合起來，就可以培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)興趣，加深其對(duì)專業(yè)的認(rèn)識(shí)。

本文將CDIO模式引入電子信息專業(yè)導(dǎo)論課程的教學(xué)當(dāng)中，通過導(dǎo)論性的專業(yè)基礎(chǔ)課程，從入學(xué)開始階段就將工程實(shí)踐引導(dǎo)入門，將理論知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問題的解決中，培養(yǎng)一種工程思維習(xí)慣，在知識(shí)的學(xué)習(xí)和工程應(yīng)用之間形成良性互動(dòng)。

2 電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論理論及實(shí)踐內(nèi)容的設(shè)置

基于CDIO工程教育理念，根據(jù)電子信息工程專業(yè)教育教學(xué)的特點(diǎn)，構(gòu)建CDIO模式下的電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論的課程體系及實(shí)踐體系，在傳統(tǒng)教學(xué)的基礎(chǔ)上引入具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和實(shí)施，把創(chuàng)新精神貫徹在項(xiàng)目工程實(shí)施的整個(gè)過程中，提升學(xué)生素質(zhì)和能力，并培養(yǎng)必要的個(gè)人和人際交往能力。電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論課程內(nèi)容包括兩個(gè)部分：理論課教學(xué)與實(shí)踐項(xiàng)目，其中理論主要以專題報(bào)告的形式開展；實(shí)踐項(xiàng)目讓學(xué)生進(jìn)行電子作品設(shè)計(jì)和制作為主。

2.1 理論課教學(xué)設(shè)置

電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論課程通過向?qū)W生全面介紹電子信息工程的學(xué)科體系和專業(yè)課程計(jì)劃，讓學(xué)生了解專業(yè)特點(diǎn)及培養(yǎng)目標(biāo)、知識(shí)結(jié)構(gòu)、能力結(jié)構(gòu)、主干課程、主要實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)及行業(yè)應(yīng)用等，使學(xué)生對(duì)專業(yè)領(lǐng)域及未來的就業(yè)前景有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)和了解，明確電子信息工程專業(yè)的市場需求，從而指導(dǎo)學(xué)生做好四年內(nèi)的大學(xué)學(xué)習(xí)計(jì)劃。

理論教學(xué)內(nèi)容根據(jù)電子信息工程專業(yè)的教學(xué)目標(biāo)及崗位能力合理設(shè)置，教學(xué)形式不局限于課堂講授的方式，以開設(shè)專題講座、參觀企業(yè)、實(shí)驗(yàn)室等多種形式實(shí)現(xiàn)，其教學(xué)方法應(yīng)向啟發(fā)式、引導(dǎo)式、多樣性方向發(fā)展。專題講座主要圍繞“電子信息技術(shù)和電子信息工程專業(yè)介紹”、“電子信息工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案”、“電子信息工程專業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域及就業(yè)前景”、“職業(yè)道德和社會(huì)責(zé)任”等方面展開，根據(jù)教師的專業(yè)特點(diǎn)及研究方向選擇教師進(jìn)行專題講座，而教師應(yīng)根據(jù)專題內(nèi)容并結(jié)合學(xué)科發(fā)展趨勢、前沿問題進(jìn)行拓展，使學(xué)生不僅了解學(xué)科的特點(diǎn)，更看到行業(yè)現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，讓學(xué)生盡早進(jìn)入專業(yè)領(lǐng)域。

2.2 實(shí)踐項(xiàng)目設(shè)置

實(shí)踐項(xiàng)目是導(dǎo)論課的另一個(gè)重要環(huán)節(jié)，安排在導(dǎo)論課程的后期，將學(xué)生組成3-5人的團(tuán)隊(duì)，指導(dǎo)學(xué)生嘗試構(gòu)思并設(shè)計(jì)一個(gè)電子綜合系統(tǒng)?？紤]到（1）大一新生還未開始專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，且對(duì)電子信息技術(shù)認(rèn)識(shí)水平參差不齊，所以，在項(xiàng)目的選擇上必須充分考慮大部分學(xué)生的接受和理解能力（2）現(xiàn)在的90后、00后學(xué)習(xí)比較情緒化，對(duì)枯燥的內(nèi)容、老師面面俱到的講授方式提不起學(xué)習(xí)熱情，對(duì)感興趣的東西、鼓勵(lì)式引導(dǎo)式的講授方式則學(xué)習(xí)積極性極高。因此，導(dǎo)論課的CDIO項(xiàng)目設(shè)計(jì)以激發(fā)專業(yè)興趣為主，最好和學(xué)生的學(xué)習(xí)生活相關(guān)，而且簡單可行并帶有一定的趣味性。

在開始CDIO項(xiàng)目教學(xué)前，有必要讓大一新生觀摩學(xué)習(xí)一些大學(xué)生電子實(shí)踐創(chuàng)新的案例，用實(shí)物和視頻的形式展示一些大學(xué)生制作的電子作品和小創(chuàng)新發(fā)明，重在啟發(fā)學(xué)生開闊思路，發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)新的源泉。然后依次實(shí)施CDIO教學(xué)的構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施和運(yùn)行四個(gè)環(huán)節(jié)。

2.2.1 構(gòu)思

讓學(xué)生以小組形式，開動(dòng)腦筋，從日常生活和學(xué)習(xí)生活出發(fā)，發(fā)現(xiàn)生活學(xué)習(xí)用具中的不足和缺陷，各組集體討論構(gòu)思一個(gè)課題，可以是彌補(bǔ)生活中電子產(chǎn)品的不足與缺陷的小發(fā)明，也可以是改進(jìn)現(xiàn)有電子產(chǎn)品功能的新型制作，要求有自己的創(chuàng)意。這個(gè)階段，學(xué)生的積極性被充分調(diào)動(dòng)起來，大家都在構(gòu)思如何才能設(shè)計(jì)出一個(gè)別具新意而又實(shí)用的電子產(chǎn)品。endprint

2.2.2 設(shè)計(jì)

在老師的指導(dǎo)下，各組同學(xué)就自己構(gòu)思的課題，通過查閱書籍或網(wǎng)絡(luò)資料，對(duì)其進(jìn)行主動(dòng)的探究并學(xué)習(xí)相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)，從而明確解決問題的方法，確定設(shè)計(jì)方案。這個(gè)階段對(duì)整個(gè)項(xiàng)目的開展影響很大，設(shè)計(jì)方案的選擇，既要滿足電子產(chǎn)品的功能，還要考慮成本和可操作性。教師在這個(gè)階段要融入學(xué)生小組，適時(shí)給予學(xué)生指導(dǎo)和建議，確保方案的可實(shí)施性。

2.2.3 實(shí)施

團(tuán)隊(duì)成員根據(jù)工組計(jì)劃開展工作，分工合作，如硬件電路設(shè)計(jì)、裝配和調(diào)試、軟件設(shè)計(jì)、編寫和調(diào)試、元器件采購、軟硬件聯(lián)調(diào)等。這個(gè)階段注重培養(yǎng)學(xué)生工程意識(shí)和素養(yǎng)，鍛煉學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)施能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。教師在此階段隨時(shí)關(guān)注學(xué)生的項(xiàng)目進(jìn)展，并及時(shí)將項(xiàng)目中涉及到的知識(shí)和技能如焊接、安裝、元器件識(shí)別等傳授給學(xué)生，真正體現(xiàn)“做中學(xué)、做中教”。

2.2.4 運(yùn)行

這一階段主要是調(diào)試和驗(yàn)證電子產(chǎn)品功能、排除故障并完成課程小論文的寫作，最后進(jìn)行項(xiàng)目驗(yàn)收和答辯考核。各組以PPT形式匯報(bào)系統(tǒng)方案、項(xiàng)目實(shí)施、人員分工、心得體會(huì)，并演示實(shí)物成果，然后進(jìn)行組間互評(píng)、教師總評(píng)。最終項(xiàng)目的成績評(píng)價(jià)由組間互評(píng)、教師總評(píng)共同構(gòu)成，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括項(xiàng)目創(chuàng)新性、功能性、團(tuán)隊(duì)配合情況、答辯及課程小論文等多個(gè)方面。

3 結(jié)語

經(jīng)過3年的課程實(shí)踐，“電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論”課程取得了一定成效。由學(xué)生自主構(gòu)思并設(shè)計(jì)制作的CDIO項(xiàng)目作品中不乏構(gòu)思獨(dú)特、制作精良的作品，如由音樂門鈴改造的地震報(bào)警器、多功能智能灑水小車、太陽能節(jié)能風(fēng)扇等。因此，基于CDIO模式的電子信息工程專業(yè)導(dǎo)論的課程體系的構(gòu)建，有利于強(qiáng)化學(xué)生的綜合能力培養(yǎng)，對(duì)培養(yǎng)具有社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新精神及實(shí)踐能力的創(chuàng)新性應(yīng)用型人才大有裨益。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]endprint