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      基于CDIO教育理念的模擬電子技術(shù)課程的改革

      2014-08-02 17:45:51黃浩
      課程教育研究·下 2014年1期
      關(guān)鍵詞:實(shí)訓(xùn)理念工程

      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

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