CDIO理念下數(shù)字電子技術(shù)翻轉(zhuǎn)課堂構(gòu)建探索

顏閩秀　樊立萍　薛必梅

摘 要：文章在CDIO工程教育模式背景下，結(jié)合翻轉(zhuǎn)課堂的內(nèi)涵、特點(diǎn)，對數(shù)字電子技術(shù)課程教學(xué)改革進(jìn)行研究。首先分析了數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀，進(jìn)而將CDIO教育理念和翻轉(zhuǎn)課堂融會貫通，將工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)貫穿整個(gè)教學(xué)過程，按翻轉(zhuǎn)課堂方式進(jìn)行教學(xué)活動，從理論教學(xué)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)和考核方式等方面對教學(xué)改革進(jìn)行分析與嘗試，為學(xué)生后續(xù)專業(yè)課的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：翻轉(zhuǎn)課堂；CDIO；工程教育；數(shù)字電子技術(shù)

一、 數(shù)字電子技術(shù)教學(xué)現(xiàn)狀

數(shù)字電子技術(shù)是我們信息學(xué)院的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課。隨著社會的發(fā)展和高等教育不斷改革，多年來數(shù)字電子技術(shù)在課程建設(shè)、教學(xué)改革等方面取得了許多成果，但仍存在以下問題：

在教學(xué)過程中教師沒有注重構(gòu)建課程的體系結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確，只是孤立地記憶各章節(jié)所涉及的概念、單個(gè)元件的使用，很難引起學(xué)生的興趣，因而無法調(diào)動學(xué)生的主觀能動性，畢業(yè)生就業(yè)后缺少電子系統(tǒng)工程知識及認(rèn)知能力。另外，配套的實(shí)驗(yàn)也以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，缺少工業(yè)中電子產(chǎn)品的調(diào)試及測試能力。對學(xué)生的評價(jià)機(jī)制單一，無法激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。數(shù)字電子技術(shù)仍以期末卷面考試為主要評價(jià)依據(jù)，無法體現(xiàn)“知識+技能+態(tài)度”的考核方式。

二、 CDIO理念下數(shù)字電子技術(shù)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究

近年來CDIO教育模式是國際工程教育改革的新成果。CDIO教育注重培養(yǎng)學(xué)生掌握扎實(shí)的工程基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識，在此基礎(chǔ)上將教育過程放到工程領(lǐng)域的具體情境中，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)能力。其培養(yǎng)目標(biāo)不僅強(qiáng)調(diào)工程師從事產(chǎn)品系統(tǒng)開發(fā)的能力，同時(shí)強(qiáng)調(diào)工程師的社會責(zé)任。

翻轉(zhuǎn)課堂是讓學(xué)生課前利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺學(xué)習(xí)，在教師指導(dǎo)下，嘗試對知識進(jìn)行理解，課堂中，師生開展分析與討論活動，加深學(xué)生對知識的理解，在教師的引導(dǎo)下，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)復(fù)雜而系統(tǒng)的科學(xué)知識，評價(jià)方式更加多元化。美國富蘭克林學(xué)院的Robert Tallbert教授在許多課程中應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式并取得良好的教學(xué)效果。

由翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式支撐實(shí)踐CDIO視野下的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)是一種新的教學(xué)模式探索。該模式是在CDIO實(shí)施過程中開展以學(xué)為中心，基于項(xiàng)目的主動學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式，師生共同努力利用豐富的教學(xué)資源完成教學(xué)任務(wù)，確保理想目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。借鑒CDIO從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的工程項(xiàng)目周期和評價(jià)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，確保整個(gè)翻轉(zhuǎn)課堂的可控性。

通過分析數(shù)字電子技術(shù)這門課的特點(diǎn)，將CDIO理念與翻轉(zhuǎn)課堂融合在課程教學(xué)改革中。

（一） 以提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力為目標(biāo)的理論教學(xué)方法的改進(jìn)

翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式是通過計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)完成知識傳遞這一個(gè)階段的任務(wù)，教師的重心則是放在幫助學(xué)生內(nèi)化吸收，幫助學(xué)生解決自己無法解決的問題，做到有針對性的教學(xué)設(shè)計(jì)。因此，在理論教學(xué)中，將CDIO理念引入翻轉(zhuǎn)課堂。課前，學(xué)生通過課前觀看視頻、網(wǎng)絡(luò)資料，完成對基本概念、基本數(shù)字電路的理解，遇到無法解決的問題可以通過QQ群向同學(xué)或老師求助，課中教師按照提出問題、分析問題和解決問題的講授層次，精心組織教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)把工程師職場環(huán)境作為教學(xué)環(huán)境，通過分組討論或訓(xùn)練題激發(fā)學(xué)生對數(shù)字電路更深層次的思考，不但開闊學(xué)生視野，更鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。課后學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)平臺測試提交作業(yè)、研究報(bào)告等，教師可以更全面地掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況，有助于實(shí)現(xiàn)個(gè)性化指導(dǎo)。

（二） 基于項(xiàng)目式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改進(jìn)

針對實(shí)驗(yàn)課堂時(shí)間緊、任務(wù)重的缺點(diǎn)，可以在網(wǎng)絡(luò)上搭建虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，實(shí)現(xiàn)以虛補(bǔ)實(shí)、以實(shí)驗(yàn)虛的模式。學(xué)生借助虛擬實(shí)驗(yàn)平臺，可以進(jìn)行器件的選擇、電路連接等，使學(xué)生有更多接觸實(shí)踐的機(jī)會。在實(shí)驗(yàn)難度上增加項(xiàng)目式實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主角，有效提高學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

（三） 多元化的考核方式

改革考核方式，傳統(tǒng)的課程考核方式是期末理論考試、出勤、作業(yè)和測驗(yàn)加權(quán)得出學(xué)生的成績，CDIO模式下翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式已不適用這種傳統(tǒng)的評價(jià)方式。與之相配合的是建立全方位、全過程的多元考核方式，該方式包括階段性評價(jià)與總結(jié)性評價(jià)兩個(gè)維度，每個(gè)維度又詳細(xì)設(shè)置多個(gè)考核指標(biāo)，詳見下表1所示。這種模式能及早發(fā)現(xiàn)教學(xué)過程中的問題，同時(shí)全方位引導(dǎo)和培養(yǎng)學(xué)生勤于思考、會研究、敢于質(zhì)疑、決定和呈現(xiàn)的能力。

三、 結(jié)語

本文詳細(xì)介紹了基于CDIO理念的數(shù)字電子技術(shù)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)改革方案，通過新的課程教學(xué)方式的實(shí)施，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)生的工程實(shí)踐能力，為社會培養(yǎng)出更多高質(zhì)量的工程技術(shù)人才。

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作者簡介：

顏閩秀，樊立萍，遼寧省沈陽市，沈陽化工大學(xué)信息工程學(xué)院；

薛必梅，安徽省滁州市，滁州市實(shí)驗(yàn)小學(xué)。