基于CDIO理念的電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與實(shí)踐

摘 要：針對(duì)現(xiàn)如今電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)中存在的問(wèn)題，文章以CDIO教學(xué)理念為主，將該理念的項(xiàng)目教學(xué)法應(yīng)用到實(shí)訓(xùn)教學(xué)當(dāng)中。CDIO項(xiàng)目教學(xué)實(shí)際上就是通過(guò)一個(gè)較為完整的項(xiàng)目來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)的目的，換而言之，就是對(duì)一個(gè)項(xiàng)目展開構(gòu)思、設(shè)計(jì)以及實(shí)施的整個(gè)過(guò)程?；贑DIO理念開展電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)，不僅能夠培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和信息分析能力，也能在一定程度上幫助學(xué)生形成良好的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)、表達(dá)能力以及團(tuán)隊(duì)合作精神。在項(xiàng)目實(shí)施的過(guò)程中也能幫助教師提高綜合水平，促使教師具備更加專業(yè)的理論知識(shí)和技能。

關(guān)鍵詞：CDIO;電工電子;實(shí)訓(xùn)教學(xué)

目前為止，電工電子的實(shí)訓(xùn)教學(xué)雖然能夠滿足日常學(xué)生們的操作和訓(xùn)練需求，但是訓(xùn)練的內(nèi)容和方法較為落后和單一，并且沒(méi)有新的技術(shù)，無(wú)法滿足當(dāng)今時(shí)代對(duì)于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)需求。所以，本文針對(duì)運(yùn)用構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作（Concept Design Implement Operation，CDIO）理念的電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與實(shí)踐來(lái)進(jìn)行分析和研究，從而進(jìn)一步探討如何轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)落后的教學(xué)方式，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力，這已經(jīng)成為現(xiàn)如今各大高校所亟待解決的難題，而CDIO項(xiàng)目教學(xué)理念的出現(xiàn)為各大高校的實(shí)踐改革帶來(lái)了新的道路。

1 CDIO教學(xué)理念和項(xiàng)目教學(xué)法

CDIO當(dāng)中的C代表了構(gòu)思、D代表設(shè)計(jì)、I代表實(shí)現(xiàn)、O代表運(yùn)作，也就是指將從產(chǎn)品的構(gòu)思開始一直到運(yùn)行的整個(gè)生命周期作為載體，讓學(xué)生們可以通過(guò)自主實(shí)踐充分與課程建立一個(gè)有機(jī)的橋梁，以幫助學(xué)生學(xué)習(xí)工程中的理論知識(shí)、相關(guān)知識(shí)以及經(jīng)驗(yàn)。CDIO教學(xué)理念是盡最大努力貼近于工程所具備的實(shí)際綜合性進(jìn)一步設(shè)計(jì)教學(xué)項(xiàng)目;項(xiàng)目教學(xué)法則是以一個(gè)相對(duì)完整的項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)本次的教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)方法，其實(shí)與案例教學(xué)有很多相似之處，主要目的是在教學(xué)過(guò)程中將理論與實(shí)踐進(jìn)行融合，使學(xué)生具備解決問(wèn)題和創(chuàng)新的能力。此外，項(xiàng)目教學(xué)法主要是由教師為教學(xué)主體的模式逐漸轉(zhuǎn)移到以學(xué)生為教學(xué)主體，由以課本為教學(xué)中心轉(zhuǎn)移到以“項(xiàng)目”為教學(xué)中心，由以課堂教學(xué)為主轉(zhuǎn)變?yōu)橐越?jīng)驗(yàn)教學(xué)為主的模式。換言之，CDIO教學(xué)理念提倡的是集協(xié)作能力、理論知識(shí)、個(gè)人素質(zhì)以及工程系統(tǒng)能力為一體的綜合性培養(yǎng)教學(xué)法。CDIO教學(xué)理念是以項(xiàng)目教學(xué)模式為主的，促使學(xué)生可以從不同的工程項(xiàng)目中學(xué)習(xí)到同樣的方法與能力，在掌握當(dāng)下知識(shí)的基礎(chǔ)上獲取更多的綜合性能力。

2 電子電工實(shí)訓(xùn)教學(xué)現(xiàn)狀

2.1 實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容缺乏創(chuàng)新

傳統(tǒng)的電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)當(dāng)中主要是以組裝半導(dǎo)體收音機(jī)為主的，但是因半導(dǎo)體收音機(jī)當(dāng)中具有很多與高頻電子、電路方面的相關(guān)理論，對(duì)于非電工專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一件非常難以理解的事情，不僅導(dǎo)致學(xué)生對(duì)電路的設(shè)計(jì)模糊不清，而且對(duì)電路的調(diào)試以及對(duì)故障進(jìn)行分析亦不知如何下手，以至于學(xué)生面臨問(wèn)題時(shí)對(duì)問(wèn)題的分析能力與處理能力無(wú)法得到培養(yǎng)。

2.2 實(shí)踐訓(xùn)練的模式過(guò)于刻板

目前所采取的實(shí)訓(xùn)教學(xué)模式是教師對(duì)收音機(jī)的原理和收音機(jī)中的每個(gè)元件安裝方法以及測(cè)量方法進(jìn)行講解，而后學(xué)生按照老師在課堂上所講述的方法來(lái)獨(dú)自完成整個(gè)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，老師再以學(xué)生所提交的收音機(jī)成品以及實(shí)驗(yàn)報(bào)告為依據(jù)進(jìn)行評(píng)分[1]。這樣的教學(xué)模式在很大程度上忽視了實(shí)訓(xùn)教學(xué)的具體過(guò)程和步驟，也失去原本實(shí)訓(xùn)教學(xué)的意義，難以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

2.3 引進(jìn)新技術(shù)的力度不足

在開展電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)過(guò)程中對(duì)于引進(jìn)現(xiàn)代先進(jìn)的電子系統(tǒng)研發(fā)技術(shù)有所忽略。例如：SMT表面貼裝工藝技術(shù)、計(jì)算輔助設(shè)計(jì)等技術(shù)的引入力度不夠充足，無(wú)法讓學(xué)生更進(jìn)一步了解和掌握現(xiàn)代化的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)。

3 基于CDIO理念的實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革實(shí)踐策略研究

3.1 利用CDIO理念創(chuàng)新實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容

在上課之前，教師需要提前向?qū)W生布置一些綜合性相對(duì)較強(qiáng)的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，學(xué)生按照自己所挑選的項(xiàng)目組成3人小組，在實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中充分給予學(xué)生自由，促使學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中具備較廣的思路，提出自己對(duì)該項(xiàng)目的構(gòu)思。只要一個(gè)學(xué)生提出自己的構(gòu)思和想法就能給其他同學(xué)帶來(lái)一定的啟發(fā)，同學(xué)彼此之間就會(huì)互相交流想法，綜合老師所給出的建議加以完善，最終能得出最好的方案，這一過(guò)程能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生的構(gòu)思能力，在后續(xù)的實(shí)訓(xùn)中得到更好的效果。

3.2 利用CDIO理念培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力

當(dāng)項(xiàng)目方案確定以后，就需要開始針對(duì)項(xiàng)目中的電路進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。通常情況下是以軟件仿真設(shè)計(jì)為主，所以，學(xué)生需要學(xué)會(huì)利用仿真軟件Multisim來(lái)對(duì)電路進(jìn)行設(shè)計(jì)[2]。通過(guò)仿真軟件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)能夠幫助學(xué)生更深入地了解實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目當(dāng)中所有的電路原理;進(jìn)而通過(guò)虛擬儀表來(lái)對(duì)電路中的參數(shù)和波形進(jìn)行測(cè)量;充分了解并掌握元件的使用原則和自選電路的閾值警報(bào)電路、電流檢測(cè)的具體設(shè)計(jì)等;幫助學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)具備一定的問(wèn)題分析能力和解決能力。

3.3 利用CDIO理念培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)現(xiàn)能力

待學(xué)生自己所設(shè)計(jì)的電路通過(guò)了仿真運(yùn)行以后，可以在面板當(dāng)中進(jìn)行電路搭接和調(diào)試。因此需要學(xué)生正確的辨別和應(yīng)用所有元器件，同時(shí)也要清楚地知道所有元器件的更換原則;可以通過(guò)電路的實(shí)際功能為主逐個(gè)單元展開測(cè)試;能夠熟練地掌握故障的分析和處理方法。在實(shí)訓(xùn)的教學(xué)當(dāng)中考慮到學(xué)生在未來(lái)可能會(huì)接觸到電路板的制作，所以教師可以通過(guò)Protel軟件來(lái)對(duì)學(xué)生機(jī)進(jìn)行培訓(xùn)和講授，幫助學(xué)生正確地掌握電路PCB設(shè)計(jì);同時(shí)也可以采取PCB視頻的方式讓學(xué)生觀察和掌握制作的工藝和步驟，從而掌握一定的焊接工藝，能夠熟練地應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中。

3.4 利用CDIO理念培養(yǎng)學(xué)生的運(yùn)作能力

當(dāng)項(xiàng)目完成后需要針對(duì)本次項(xiàng)目進(jìn)行展示活動(dòng)，首先，在小組中推選一人作為本次展示的主講人來(lái)展示自己小組所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目。其次，對(duì)項(xiàng)目的整體構(gòu)思、采取的技術(shù)、工作過(guò)程及原理、存在的問(wèn)題等進(jìn)行重點(diǎn)的講解和闡述。在演示完成后，進(jìn)行最終的匯報(bào)，通過(guò)匯報(bào)環(huán)節(jié)激發(fā)出學(xué)生對(duì)本次項(xiàng)目的思考，進(jìn)而通過(guò)彼此之間的交流來(lái)不斷地驗(yàn)證和實(shí)現(xiàn)自己所思考出來(lái)的新方案。演示的過(guò)程幫助學(xué)生從最開始的聽明白，逐漸發(fā)展到想明白，進(jìn)而到可以講明白的一個(gè)過(guò)程。不僅可以幫助學(xué)生更好地理解和記憶相關(guān)的知識(shí)，同時(shí)也提高了學(xué)生的綜合能力和創(chuàng)新能力，在面對(duì)技術(shù)問(wèn)題時(shí)能夠獨(dú)自進(jìn)行妥善的處理。

4 教學(xué)改革的效果

4.1 有效激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

在開展實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中，學(xué)生熱情高漲，不僅每天早到晚走，甚至有些學(xué)生晚上還在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，每當(dāng)作品被成功驗(yàn)收之后，都能夠看到學(xué)生們充滿喜悅的笑臉。

4.2 切實(shí)提高了學(xué)生解決問(wèn)題和實(shí)踐的能力

利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件或者參與電路安裝與調(diào)試、印制電路板制作等都能讓學(xué)生獲得系統(tǒng)性的訓(xùn)練。在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)時(shí)，所進(jìn)行的電路仿真設(shè)計(jì)以及電路在調(diào)試時(shí)對(duì)故障的排除處理等，都是實(shí)際與理論相結(jié)合的一種體驗(yàn)，大大縮短了學(xué)生與實(shí)際工程項(xiàng)目之間的距離，對(duì)于學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)與發(fā)展有著重要的意義。

4.3 有效提高了學(xué)生創(chuàng)新能力與創(chuàng)新科技的自信心

在教學(xué)改革以后，有很多學(xué)生都開始主動(dòng)聯(lián)系老師，表示想要申請(qǐng)參加學(xué)校所組織舉辦的項(xiàng)目和比賽，例如：大學(xué)生電子科技設(shè)計(jì)大賽、大學(xué)生課外科技創(chuàng)先項(xiàng)目大賽等。學(xué)生多次參加比賽或者實(shí)踐，能夠從中獲得很多不同的體驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)，這是課堂中所沒(méi)有的，同時(shí)也能夠在很大程度上增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)造能力，激發(fā)學(xué)生進(jìn)行科技創(chuàng)新的自信心。

5 結(jié)語(yǔ)

電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)是現(xiàn)如今高校中的一項(xiàng)重要實(shí)踐教學(xué)課程，并且電子技術(shù)具有非常強(qiáng)的實(shí)踐性，所以不論是對(duì)教學(xué)內(nèi)容的研究還是教學(xué)方法和教學(xué)模式的研究都是一項(xiàng)復(fù)雜且系統(tǒng)的工作。基于CDIO理念下對(duì)電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)進(jìn)行改革與實(shí)踐可以幫助學(xué)生在培養(yǎng)構(gòu)思能力、設(shè)計(jì)能力、實(shí)踐能力以及運(yùn)作能力的同時(shí)，也幫助教師提升了自身的教學(xué)能力，保證與時(shí)代的發(fā)展共同進(jìn)步，完善自身的專業(yè)化技能與理論。

作者簡(jiǎn)介：王玨（1982— ），女，湖南株洲人，講師，碩士;研究方向：電子信息，電工技術(shù)。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]李歐.探討基于CDIO理念的電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與實(shí)踐策略[J].天津職業(yè)院校聯(lián)合學(xué)報(bào)，2019（6）：64-68.

Reform and practice of electrical and electronic practical training?teaching based on CDIO concept

Wang Jue

（Hunan University of Technology， Zhuzhou 412000， China）

Abstract：In view of the existing problems in the current electrical and electronic practical teaching， this paper mainly focuses on the CDIO teaching concept， and applies the project teaching method of the concept to the practical teaching. CDIO project teaching is actually to achieve the purpose of teaching through a relatively complete project， in other words， the whole process of conception， design and implementation of a project Cheng. Based on the concept of CDIO， electrical and electronic practical teaching can not only cultivate students independent learning ability and information analysis ability， but also help students to form good practical ability， innovation awareness， expression ability and team spirit to a certain extent. In the process of project implementation， it can also help teachers to improve comprehensive level and promote teachers to have more professional theoretical knowledge and skills.

Key words： Concept Design Implement Operation; electrical and electronic; practical teaching