CDIO教育模式下電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革

唐雪 劉偉

1 CDIO模式概述

CDIO 教育模式中的 C 為 Conceive，意為構(gòu)思;D 為 Detign，意為設(shè)計(jì);I 為 Implement，意為實(shí)現(xiàn);O 為 Operate，意為運(yùn)作。總的來說，CDIO教育模式的理念為，在教學(xué)的過程中，教師要積極利用 CDIO 的全過程，并以其為載體來培養(yǎng)創(chuàng)新型的人才。而在應(yīng)用型本科教育中，教育內(nèi)容不僅包括學(xué)生個人所具備的專業(yè)技術(shù)知識、終身學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新意識與團(tuán)隊(duì)協(xié)作交往的能力，同時也包括學(xué)生在社會、企業(yè)等環(huán)境下所具備的實(shí)踐能力。對此，在應(yīng)用型本科創(chuàng)新人才的培養(yǎng)中，教師要深入學(xué)習(xí)和研究 CDIO 教育模式，并將其與對學(xué)生的教育相結(jié)合，從而達(dá)到預(yù)期的教育目標(biāo)和提高學(xué)生綜合能力的作用。

2 CDIO模式下創(chuàng)新教育民辦高校電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革實(shí)施

2.1突出 CDIO 實(shí)踐能力的教學(xué)

教師通常會根據(jù)項(xiàng)目需求提出一個任務(wù)要求，學(xué)生們 3 人一組，自行組成團(tuán)隊(duì)，根據(jù)任務(wù)要求，自主設(shè)計(jì)電路，并制作實(shí)物，。通過學(xué)生編寫設(shè)計(jì)說明書、自主設(shè)計(jì)線路、線路仿真、選擇電子元器件、焊接調(diào)試裝配，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，當(dāng)完成這一系列電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程之后，才能達(dá)到工程訓(xùn)練的目的。經(jīng)過反復(fù)的強(qiáng)化訓(xùn)練，學(xué)生們才會慢慢形成電子系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)的意識。

當(dāng)然，在項(xiàng)目的研發(fā)過程中，教師并非完全放任學(xué)生自主處理項(xiàng)目的目標(biāo)任務(wù)，至少需要從以下 2 個方面加以約束： 首先對學(xué)生的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)要有時間及經(jīng)費(fèi)上的控制，從時間成本和經(jīng)濟(jì)成本上讓學(xué)生明白項(xiàng)目管理的重要性;其次對學(xué)生的電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)難易程度，需要教師進(jìn)行客觀的分析，若學(xué)生的設(shè)計(jì)方案較難，已超越了當(dāng)前學(xué)生的實(shí)際水平，教師需要加以簡化引導(dǎo); 若學(xué)生的設(shè)計(jì)方案太簡單，達(dá)不到訓(xùn)練的初衷，教師需要從電子系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)定性等角度加以設(shè)計(jì)引導(dǎo)，保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)取得最終成功。另一方面，教師與學(xué)生之間要經(jīng)?；咏涣鳎哉婕畹姆绞皆鰪?qiáng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣與自信心，提高他們電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)質(zhì)量。

2.2培養(yǎng)創(chuàng)新思維的教學(xué)

在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程中的創(chuàng)新思維培養(yǎng)，就是要求在 CDIO 工程教育模式下，培養(yǎng)學(xué)生具有發(fā)現(xiàn)新問題、提出新概念、思考新方法、形成新技術(shù)、設(shè)計(jì)新型電子系統(tǒng)的一連串能力，把創(chuàng)新教育理念貫穿于工程科技人才培養(yǎng)的全過程中，在學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)的思維基礎(chǔ)下，逐漸引導(dǎo)學(xué)生往創(chuàng)新方向努力，同時針對電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，依據(jù)學(xué)生不同的興趣，老師要積極發(fā)現(xiàn)學(xué)生各自的閃光點(diǎn)，鼓勵學(xué)生往多個方面發(fā)展。例如，在電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程中，需要學(xué)生具備硬件與軟件設(shè)計(jì)的能力，硬件能力注重于對電路設(shè)計(jì)的理解與創(chuàng)新，需要對電路節(jié)點(diǎn)中的電壓及電流進(jìn)行細(xì)致的測算，還要對各類電子元器件的參數(shù)指標(biāo)非常了解; 軟件能力則注重對編程語言的熟練與反復(fù)調(diào)試，增強(qiáng)在算法設(shè)計(jì)方面的能力，還要對各類常見電子功能模塊的驅(qū)動及調(diào)用非常熟悉。

學(xué)校要積極推進(jìn)大學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目以及各類大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競賽、學(xué)生科研項(xiàng)目，這些項(xiàng)目及競賽一定程度上可以轉(zhuǎn)化為學(xué)生的課外學(xué)分，鼓勵學(xué)生利用業(yè)余時間參加，可以極大豐富學(xué)生的課外生活，營造出一種濃厚的全員創(chuàng)新氛圍。

3優(yōu)化應(yīng)用型本科電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)創(chuàng)新型人才的措施

3.1教師要積極學(xué)習(xí) CDIO 教育理念，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念

教師在開展教育教學(xué)工作的過程中，要認(rèn)識到應(yīng)用型本科創(chuàng)新型教育模式與其他專業(yè)教學(xué)之間的差別，并積極學(xué)習(xí)一些先進(jìn)的教育理念。而在現(xiàn)階段的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)中，CDIO教育理念能夠很好地滿足創(chuàng)新型人才的發(fā)展需求，對此，教師應(yīng)該對現(xiàn)有的比較落后的教學(xué)觀念進(jìn)行轉(zhuǎn)變，改變原有的以知識講解為重點(diǎn)的教學(xué)方法，使教學(xué)以理論知識講解為主干，逐漸向?qū)W生創(chuàng)新能力和綜合素質(zhì)等全面輻射的教學(xué)方式轉(zhuǎn)變。也就是說，在教學(xué)的過程中，不僅要讓學(xué)生掌握理論知識，還應(yīng)該了解與本門課程相關(guān)學(xué)科中一些新的知識和相關(guān)的交叉學(xué)科中如何應(yīng)用，同時還要將所學(xué)到的理論知識運(yùn)用到具體的實(shí)踐中去，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生對知識的獲取能力以及創(chuàng)新能力。此外，在教學(xué)的過程中，還應(yīng)該認(rèn)識到素質(zhì)教育的重要性，并實(shí)施培養(yǎng)創(chuàng)新人才的教學(xué)計(jì)劃。對此，教師在設(shè)計(jì)教學(xué)時，從系列課程出發(fā)來構(gòu)建理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)，為學(xué)生建立一個系統(tǒng)化、實(shí)用化的教材體系和營造一個開放式的教學(xué)環(huán)境，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，不僅能夠掌握相關(guān)的技能，還能夠激發(fā)起創(chuàng)新意識。

3.2為學(xué)生營造一個輕松愉快的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新氛圍

應(yīng)用型本科教育要想培養(yǎng)創(chuàng)新型的人才，還應(yīng)該在創(chuàng)新教學(xué)觀念的基礎(chǔ)上，為學(xué)生營造一個輕松愉快的學(xué)習(xí)和創(chuàng)新氛圍，讓學(xué)生能夠在這樣氛圍中，積極投入到學(xué)習(xí)和創(chuàng)新中去，從而為培養(yǎng)創(chuàng)新型人才奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。首先學(xué)校應(yīng)該為學(xué)生營造一個良好的校園文化，如組織學(xué)生開展校園文化活動，讓學(xué)生通過比賽、表演、展覽等方式來展示自己的創(chuàng)造力;其次高校還應(yīng)該發(fā)揮校園社團(tuán)的優(yōu)勢。現(xiàn)階段，有許多高校與企業(yè)之間形成了合力，對此，在校企合作的這樣一個大背景下，學(xué)生社團(tuán)也在實(shí)踐項(xiàng)目的實(shí)施過程中發(fā)揮了非常大的作用。所以，教師在開展教學(xué)活動的過程中，要充分發(fā)揮學(xué)生社團(tuán)的作用來開展實(shí)訓(xùn)教學(xué)。這樣不僅有利于學(xué)生實(shí)踐能力的提高，還能夠很好地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用型本科教育培養(yǎng)創(chuàng)新人才的人才培養(yǎng)目標(biāo)。

2017年黑龍江省教育科學(xué)十三五規(guī)劃課題研究成果，課題名：CDIO模式下創(chuàng)新教育在增進(jìn)民辦高校電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)類課程課堂實(shí)踐應(yīng)用效益的研究，課題編號：GBC1317064。

（作者單位：1.哈爾濱石油學(xué)院;2.哈爾濱廣廈學(xué)院）