基于CDIO教育理念的模擬電子技術(shù)課程的改革

黃浩

1 引言

為了應(yīng)對經(jīng)濟(jì)全球化形勢下的產(chǎn)業(yè)發(fā)展對創(chuàng)新工程人才的大量需求，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)從2000年起組成跨國研究組織，經(jīng)過4年的探索研究創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，成立了CDIO國際合作組織，并制定了CDIO能力大綱。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO工程教育理念就是要以此全過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，此能力不僅包括個人的學(xué)術(shù)知識，而且包括學(xué)生的終生學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊交流能力和大系統(tǒng)掌控能力。CDIO理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實(shí)施以及檢驗測評的12條標(biāo)準(zhǔn)。

我國中等職業(yè)技術(shù)教育面臨的迫切任務(wù)是盡快培養(yǎng)與社會企業(yè)相接軌的技術(shù)型人才，然而我國中等職業(yè)技術(shù)教育在實(shí)踐中還存在著不少的問題，如重理論輕實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)個人能力的培養(yǎng)而忽視團(tuán)隊協(xié)作精神，重視知識學(xué)習(xí)而輕視開拓創(chuàng)新的培養(yǎng)等問題。

2 課程現(xiàn)狀

模擬電子技術(shù)是中等職業(yè)教育電子信息類專業(yè)的必修課，是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，是數(shù)字電子技術(shù)、高頻電子線路、單片機(jī)技術(shù)等課程的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，模擬電子電路可以說是整個電子技術(shù)的基礎(chǔ)課程，在小信號放大、功率放大、反饋放大器、穩(wěn)壓電源、混頻電路、調(diào)制解調(diào)電路等領(lǐng)域具有無法替代的作用。中職中專的人才培養(yǎng)是服務(wù)于一線的技能型人才，要求學(xué)生要掌握基本的理論，尤為重要的是要具備較強(qiáng)的動手能力，能夠完成實(shí)際的電子產(chǎn)品的安裝與調(diào)試等工作。但是，傳統(tǒng)的模擬電子技術(shù)教學(xué)方法是老師在課堂上按照教科書的章節(jié)順序進(jìn)行授課，教科書中列舉的實(shí)例大都是簡單而且不滿足實(shí)際應(yīng)用，學(xué)生即使學(xué)完了教學(xué)計劃所規(guī)定的全部內(nèi)容，仍然無法系統(tǒng)地、徹底掌握模擬電子技術(shù)在一個電路系統(tǒng)中所起的作用。這種現(xiàn)狀與培養(yǎng)技能型人才的理念相違背。

3 CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，是一種先進(jìn)的工程教育理念和實(shí)施體系，也是目前我國高校工程教育領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。CDIO的四個字母分別代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)行（Operate）。從產(chǎn)品的研發(fā)到產(chǎn)品的運(yùn)行構(gòu)成一個完整的周期，在整個過程中，學(xué)生積極主動參與每一個具體的環(huán)節(jié)，從而使學(xué)生體會到了產(chǎn)品設(shè)計的艱辛與樂趣，培養(yǎng)了學(xué)生具備一個工程師的職業(yè)道德和團(tuán)隊協(xié)作精神。CDIO教育理念符合中職教育對于技能型人才培養(yǎng)的理念，進(jìn)行CDIO工程教育模式的教學(xué)改革，將會幫助我國職業(yè)教育更好地借鑒國際先進(jìn)的工程教育研究成果，推進(jìn)國內(nèi)中職教育從課堂教學(xué)走向工程教學(xué)，從理論教學(xué)到實(shí)踐教學(xué)，有助于改善我國中等職業(yè)教育的現(xiàn)狀，同時促進(jìn)了我國中等職業(yè)教育良性發(fā)展。

4.構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)施和運(yùn)作

1.技術(shù)知識和推理能力 2.個人和專業(yè)能力 3.人際交往能力

4 基于CDIO工程教育模式的模擬電子技術(shù)教學(xué)改革探索

在教學(xué)改革中，CDIO的教學(xué)理念不僅體現(xiàn)在學(xué)科課程體系安排和整體教學(xué)實(shí)施上，還滲透了具體專業(yè)課程的教學(xué)實(shí)踐中。本文以"三端集成直流穩(wěn)壓電源電路的安裝與調(diào)試"項目為例，介紹結(jié)合CDIO教育理念的工程項目教學(xué)法在模擬電子技術(shù)課程中的一些教學(xué)實(shí)踐和經(jīng)驗。

4.1 著重品德教育

但丁曾說過："道德能填補(bǔ)智慧的空缺，但智慧不能填補(bǔ)道德的空缺。"在參加市培時，重慶大學(xué)的教師給我們講過，貴州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院的袁紅蘭校長曾對企業(yè)需要的職工應(yīng)具備的素養(yǎng)做過調(diào)查，企業(yè)負(fù)責(zé)人認(rèn)為職工最重要的素養(yǎng)，應(yīng)該是職業(yè)道德與工作態(tài)度。所以，我們在整個項目教學(xué)的實(shí)施過程中，始終把德育放在首位，著重培養(yǎng)學(xué)生守紀(jì)、節(jié)約和責(zé)任意識，以及良好的行為習(xí)慣。

4.2 以教學(xué)計劃為先導(dǎo)，以設(shè)計項目為主導(dǎo)，夯實(shí)教學(xué)做一體化的基礎(chǔ)

教學(xué)計劃是教師教學(xué)的指路明燈，是打造高效課堂的必要條件。因此，制定一個好的教學(xué)計劃是整個教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先，在制定計劃和確定項目任務(wù)時要充分考慮學(xué)生的知識水平和基礎(chǔ)能力，針對中職學(xué)生的邏輯思維能力偏弱，學(xué)習(xí)習(xí)慣不是很好，教師既要結(jié)合教學(xué)大綱的要求，將盡可能多的知識傳授給學(xué)生，同時也要根據(jù)學(xué)生的知識基礎(chǔ)和實(shí)際能力，對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)刪減和調(diào)整。其次，教師還應(yīng)充分考慮學(xué)校的教學(xué)設(shè)備是否能夠滿足教學(xué)需要；通過實(shí)踐教學(xué)，讓學(xué)生參與實(shí)際工程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。例如，在設(shè)計"三端集成直流穩(wěn)壓電源電路的安裝與調(diào)試"項目的任務(wù)要求時，既要充分考慮到學(xué)生的實(shí)際情況，又要提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和操作技能；首先明確項目的總?cè)蝿?wù)；元件的焊接安裝要合理，工藝要求要好；電路的檢測、調(diào)試；電路能夠正常工作，靈敏度高，工作穩(wěn)定性好。然后在下派各個小任務(wù)，讓學(xué)生逐個完成各個小任務(wù)，實(shí)現(xiàn)分散難度，提高學(xué)生技能的目的；如原理圖的仿真、元器件的識別檢測、如何對器件引腳、導(dǎo)線進(jìn)行整形、如何進(jìn)行元件的布局和焊接、焊接的要求等任務(wù)。

4.3 強(qiáng)化學(xué)生的主體地位和教師的主導(dǎo)地位

模擬電子技術(shù)的理論來源于實(shí)踐，又反過來指導(dǎo)實(shí)踐。CDIO教學(xué)法是通過進(jìn)行一個完整的"項目"工作而進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)活動的培訓(xùn)方法；項目教學(xué)法是通過實(shí)施一個完整的項目來達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的方法，其目的是在教學(xué)中把理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和解決實(shí)際問題的綜合能力。在進(jìn)行實(shí)訓(xùn)課時，結(jié)合項目法教學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)，教師的主要任務(wù)有：確定項目內(nèi)容、任務(wù)要求、工作計劃，設(shè)想在教學(xué)過程可能發(fā)生的情況以及學(xué)生對項目的承受能力，教師把學(xué)生引入到項目工作中后退居到次要的位置，時刻準(zhǔn)備幫助學(xué)生解決困難問題。在這里仍然以"三端集成直流穩(wěn)壓電源電路的安裝與調(diào)試項目"為例；根據(jù)項目教學(xué)發(fā)的這個特點(diǎn)，在實(shí)施項目教學(xué)時，把該次項目的任務(wù)要求向?qū)W生明確后，就先講知識點(diǎn)和各個注意事項，如元器件插裝工藝的方法、線路安裝連接方法、使用電烙鐵過程中各個注意事項等；然后讓學(xué)生以小組（小組組長分配任務(wù)）的形式，按照項目中的各個小任務(wù)進(jìn)行操作，讓學(xué)生在做的過程中去發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，教師及時指導(dǎo)學(xué)生解決問題。

在這種做法中，教師要關(guān)注到每一個學(xué)生，及時幫助學(xué)生解決遇到的問題。每一個項目結(jié)束后，要求學(xué)生做實(shí)訓(xùn)小結(jié)，針對小結(jié)中學(xué)生提出的典型問題，對全班進(jìn)行講解，個別問題個別指導(dǎo)。平時實(shí)訓(xùn)中要求每個學(xué)生都要親手做一遍，避免出現(xiàn)濫竽充數(shù)現(xiàn)象。對于差等生，不盲目追求進(jìn)度，而是要求學(xué)生弄懂會做；對于優(yōu)等生要提出更高要求，在他們做好應(yīng)做項目后，另布置任務(wù)，例如，如何在電源電路輸出端添加指示燈、如何提高電路的輸出穩(wěn)定性或者幫助指導(dǎo)老師指導(dǎo)其他學(xué)生做實(shí)訓(xùn)等。不再是把教師掌握的現(xiàn)成知識技能傳遞給學(xué)生，或者說不是簡單的讓學(xué)生按照教師安排和講授去得到一個結(jié)果，而是在教師的指導(dǎo)下，讓學(xué)生去尋找得到這個結(jié)果的途徑，最終得到這個結(jié)果。

在具體實(shí)驗項目的安排方式上，靈活采取proteus 仿真軟件與實(shí)驗設(shè)備相結(jié)合的方式進(jìn)行，部分驗證性實(shí)驗可通過實(shí)驗開發(fā)平臺進(jìn)行實(shí)驗，而對于較復(fù)雜的實(shí)驗，可采用proteus 仿真軟件進(jìn)行仿真實(shí)驗。在完成整個項目時，學(xué)生被分為若干組，同一小組的每個學(xué)生由組長根據(jù)每個人的興趣特長分配不同的任務(wù)，而后采取集中討論、設(shè)計最佳方案來完成項目設(shè)計。在項目實(shí)施過程中，學(xué)生在做中發(fā)現(xiàn)問題，可提示學(xué)生通過去圖書館或上網(wǎng)查閱資料，最后難以解決的問題由教師指導(dǎo)，充分發(fā)揮學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，盡量促使學(xué)生能自主解決問題，完成項目任務(wù)。例如，在實(shí)施"三端集成直流穩(wěn)壓電源電路的安裝與調(diào)試"項目時，要求每個同學(xué)先按照老師所給原理圖在proteus軟件上進(jìn)行仿真，完成一份實(shí)訓(xùn)報告（仿真測得的結(jié)果），而仿真的原理圖是要上交該指導(dǎo)教師的；在完成仿真和實(shí)訓(xùn)報告后，學(xué)生在進(jìn)行分組，完成各個項目任務(wù)，在完成電路安裝、調(diào)試后，同時完成一份實(shí)訓(xùn)報告，同仿真的實(shí)訓(xùn)報告表相比較，得出結(jié)論。這種教學(xué)方式和分組形式充分發(fā)揮和調(diào)動了學(xué)生的主觀能動性，培養(yǎng)了學(xué)生的獨(dú)立發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，并很好的培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力，使學(xué)生體會到團(tuán)隊合作的力量，形成很好的團(tuán)隊合作意識，為畢業(yè)以后的工作打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

4.4 做好實(shí)訓(xùn)評價

做好項目實(shí)訓(xùn)評價，便于教師及時掌握學(xué)生對知識和技能的掌握情況；根據(jù)學(xué)生對知識和技能的掌握情況調(diào)整下一階段的教學(xué)。同時也杜絕了部分學(xué)生在實(shí)訓(xùn)課中認(rèn)為隨便做做就可過關(guān)，混日子的現(xiàn)象，每一個項目結(jié)束后，要做一次測評，以小組的形式進(jìn)行，培養(yǎng)學(xué)生合作的品質(zhì)；當(dāng)然在平時的實(shí)訓(xùn)中有不懂裝懂或是是而非的學(xué)生，尤其是女生，還有學(xué)生就是第一次見到這種測評方式，還不太適應(yīng)，有點(diǎn)緊張，所以，在接下來的教學(xué)中，又作了調(diào)整，把學(xué)生重新按層次分組，實(shí)行強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，弱弱聯(lián)合，強(qiáng)弱聯(lián)合。這樣便于教師輔導(dǎo)，尤其是加強(qiáng)對成績差的同學(xué)輔導(dǎo)。例如，在驗收"三端集成直流穩(wěn)壓電源"作品時，首先向?qū)W生明確驗收作品的原則和評分標(biāo)準(zhǔn)，采取以非任教本班級的電子專業(yè)教師和學(xué)校中層干部為主體組成評委隊伍，任教專業(yè)教師為輔導(dǎo)的方式進(jìn)行；這樣既可以保證考核成績的公平性和真實(shí)性，又可以增強(qiáng)學(xué)生的成就感、榮譽(yù)感、歸屬感，鼓勵先進(jìn)，帶動后進(jìn)；最終提高其學(xué)習(xí)興趣。

4.5 改進(jìn)學(xué)生期末考核方式

傳統(tǒng)的學(xué)生成績考核通常是由任課教師以試卷考試的形式對學(xué)生進(jìn)行考核，學(xué)生的考核成績由平時成績和卷面成績按照若干比例構(gòu)成。這種單一的考核方式難以考察出學(xué)生的綜合能力，因此，為改善這種不合適的考核方式，認(rèn)為對學(xué)生的考核不應(yīng)該只是對其技能操作的考核，還應(yīng)該有職業(yè)素質(zhì)、基本素質(zhì)、行為表現(xiàn)、創(chuàng)新思維、口頭表達(dá)等多方面的綜合考核，可采取多種考核形式。

（1）卷面成績：40%，這個是考察的學(xué)生對整個模擬電子技術(shù)及應(yīng)用課程的整體知識掌握程度，雖然CDIO強(qiáng)調(diào)的是動手能力，但是模擬電路理論知識是學(xué)生將來提高其技能的基礎(chǔ)。

（2）平時成績：20%，考察的是學(xué)生對模擬電子技術(shù)驗證性實(shí)驗的理解，這個考察還包括學(xué)生做實(shí)驗的態(tài)度是否認(rèn)真，是否有眼高手低的現(xiàn)象，是否按時提交實(shí)驗報告等。

（3）動手能力考察：40%，考察的是學(xué)生在項目具體參與過程中的實(shí)際動手能力，是CDIO模式下的比較重要的環(huán)節(jié)，也是從理論知識到實(shí)踐轉(zhuǎn)化的重要環(huán)節(jié)。

因此，期末測評時，采取的期末成績的考核方法為；期末總成績=平時成績20%+實(shí)訓(xùn)成績40%+期末考試成績40%。

5 結(jié)束語

把CDIO教育理念引入到模擬電子技術(shù)課程教學(xué)中，采取以項目為驅(qū)動的教學(xué)方法，使模擬電子技術(shù)的教學(xué)不僅僅生動、有趣，而且還能夠很好地使學(xué)生把學(xué)到的知識及時地應(yīng)用于實(shí)踐中，使學(xué)生體會到模擬電子技術(shù)的廣泛用途，并對電子專業(yè)產(chǎn)生濃厚的興趣。由于在整個工程項目的學(xué)習(xí)過程中，都是以小組的形式進(jìn)行，全體組員共同參與項目的各項活動，彼此互相配合，深入討論，很好地鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作精神，提高了學(xué)生的實(shí)踐動手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的分析問題和解決問題的能力；同時它需要有一個團(tuán)結(jié)協(xié)作的集體，不虛華、不浮燥、求大同存小異，共同努力來完成。不試就不知道行不行，不改就不會前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李善壽. CDIO工程教學(xué)模式在實(shí)踐教學(xué)中的實(shí)施方法研究[J]. 重慶科技學(xué)院學(xué)報（社會科學(xué)版）， 2010， （20）： 164-166

[2]張慧平，戴波，劉娜，等. 基于CDIO教育理念的自動化課程的改革與實(shí)踐[J]. 電氣電子教學(xué)學(xué)報， 2009， 31： 138-141

[3]鐘金明， 李苑玲. 基于CDIO理念的工程教育實(shí)踐教學(xué)改革初探[J]. 實(shí)驗科學(xué)與技術(shù)， 2009， 7（6）： 67-69

[4]張運(yùn)濤. 基于CDIO工程教育模式的AutoCAD課程教學(xué)改革初探[J]. 安徽科技學(xué)院學(xué)報， 2010， 24（3）：60-62