王媛彬　王俠

摘要：針對(duì)目前高校電路課程教學(xué)中存在的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)薄弱、工程能力培養(yǎng)不足等問題，引入CDIO教育理念，并將CDIO教育模式運(yùn)用于該課程的教學(xué)改革中，提出了具體的改革方法和教學(xué)改革措施。實(shí)踐表明基于CDIO模式的教學(xué)方式在電路課程中的應(yīng)用可以有效實(shí)施“做中學(xué)”、“做中悟”，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一體化建設(shè)，既可加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握與靈活運(yùn)用，并可以有效提升學(xué)生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新意識(shí)、工程能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

關(guān)鍵詞：工程教育；CDIO；教學(xué)改革；電路

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2016）14-0064-02

引言：

《電路》是高等教育工科電氣、電子信息類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的理論性和較強(qiáng)的實(shí)踐性的雙重特點(diǎn)，該課程對(duì)培養(yǎng)學(xué)生分析計(jì)算能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒀芯磕芰涂茖W(xué)歸納能力有著重要的作用。此外，電路課程是基礎(chǔ)課與專業(yè)課之間的紐帶，對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)意義極為重大。

本文結(jié)合電路課程教學(xué)中存在的問題，將CDIO工程教育理念[1-4]引入到電路教學(xué)中，探討了基于CDIO工程教育模式的教學(xué)改革與實(shí)踐，提出了具體改革措施，以增強(qiáng)對(duì)學(xué)生專業(yè)技術(shù)能力、工程能力的培養(yǎng)和提高。

一、CDIO教育模式

CDIO是以美國(guó)麻省理工學(xué)院經(jīng)過四年的研究、探索以及教學(xué)實(shí)踐建立起的基于工程教育的先進(jìn)教學(xué)模式，包含構(gòu)思（conceive）、設(shè)計(jì)（design）、實(shí)施（implement）、運(yùn)作（operation），亦是倡導(dǎo)“做中學(xué)”（learning by doing）和基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)（project based on education and region）的新型教學(xué)模式，是以美國(guó)麻省理工學(xué)院為首的全球幾十所著名大學(xué)倡導(dǎo)的現(xiàn)代工程教育框架。其工程教育理念就是以現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改良乃至終結(jié)廢棄的生命全過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力、運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力、終身學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)交流能力和協(xié)作能力[1-2]。有學(xué)者指出，CDIO模式將有助于中國(guó)高等教育課程的設(shè)置及教育方法、手段的研究，還可以推動(dòng)考核標(biāo)準(zhǔn)的制定、學(xué)生能力評(píng)估，對(duì)中國(guó)高等工程教育的改革與探索具有重要作用[5-6]。

二、電路課程CDIO模式改革措施

對(duì)于電路課程的授課，目前我國(guó)高校大多采用傳統(tǒng)教學(xué)模式——以授課為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)模式，教師決定著教學(xué)的方向和內(nèi)容，掌握著教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)進(jìn)度，學(xué)生處于一個(gè)被動(dòng)接受知識(shí)的地位，對(duì)課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)、理解程度還不夠深入。另外在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、考核方式等方面也存在一定的問題，從而造成學(xué)生在動(dòng)手能力、主動(dòng)學(xué)習(xí)能力、創(chuàng)新能力不強(qiáng)等，不利于工程型人才的培養(yǎng)。

針對(duì)上述問題，我們對(duì)電路課程以CDIO模式進(jìn)行了教學(xué)改革實(shí)踐，從傳統(tǒng)以教師“教”為主，轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心教學(xué)生“學(xué)會(huì)”，以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式傳授知識(shí)點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)使理論和實(shí)踐緊密聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)一體化教學(xué)，使得學(xué)生在對(duì)理論知識(shí)的理解、解決問題能力、協(xié)作能力、工程能力等方面都有了明顯改善。

1.項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)教學(xué)法的實(shí)施。基于項(xiàng)目進(jìn)行教育與學(xué)習(xí)是CDIO所倡導(dǎo)的重要理念。在授課時(shí)，教師把所授內(nèi)容系統(tǒng)性、條理性地貫穿起來，讓學(xué)生體會(huì)到課程內(nèi)容的項(xiàng)目性、整體性，從而提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。結(jié)合電路的授課內(nèi)容，按照其實(shí)際工作流程細(xì)分為若干個(gè)學(xué)習(xí)型工作任務(wù)作為課程的教學(xué)單元，而每個(gè)教學(xué)單元是以完成工作任務(wù)所需要的基本知識(shí)、技能要求、素質(zhì)要求為教學(xué)目標(biāo)的，總之通過對(duì)授課內(nèi)容進(jìn)行分解，使分解后的內(nèi)容分布到各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中，而這些內(nèi)容之間彼此關(guān)聯(lián)，從而讓學(xué)生體會(huì)到內(nèi)容的連續(xù)性、系統(tǒng)性，從而加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、掌握。

2.教師從知識(shí)的傳播者轉(zhuǎn)型為工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)者。根據(jù)CDIO理念，大工程觀理念意味著工程教育從重視知識(shí)轉(zhuǎn)為學(xué)科知識(shí)和工程能力并重[1]，在內(nèi)容傳授時(shí)，教師更要注重知識(shí)的應(yīng)用性，突出其專業(yè)技術(shù)性及應(yīng)用性，將課程教學(xué)與實(shí)際工程項(xiàng)目有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生多動(dòng)手、多投入、多參與，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力和CDIO工程能力[6-7]，并將工程構(gòu)思、設(shè)計(jì)、運(yùn)作、實(shí)現(xiàn)四步驟納入其中。如在講授戴維寧定理時(shí)，首先提出如何進(jìn)行一端口電路的計(jì)算，繼而啟發(fā)學(xué)生完成電路設(shè)計(jì)，并用PSPICE完成電路的仿真實(shí)驗(yàn)，并用實(shí)例實(shí)現(xiàn)其實(shí)際應(yīng)用?？傊?，教師要主動(dòng)適應(yīng)教育改革和發(fā)展的新形勢(shì)，找準(zhǔn)自己的位置，重新定位自身角色，以適應(yīng)新型的工程教學(xué)管理模式[8]。

3.對(duì)學(xué)生進(jìn)行多方式、多渠道的能力培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有效結(jié)合。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課、電子電路設(shè)計(jì)大賽等實(shí)踐活動(dòng)中可以充分利用學(xué)校資源，盡可能接近工程實(shí)踐，在EDA仿真、選器件、焊接、連線調(diào)試等實(shí)踐活動(dòng)中努力提升分析問題、解決問題的能力，并靈活運(yùn)用多種手段進(jìn)行深層次的開發(fā)，而學(xué)生也在知識(shí)點(diǎn)的逐級(jí)遞進(jìn)中，建立起越來越完善的知識(shí)結(jié)構(gòu)，擴(kuò)大視野，并且逐漸可推廣至其他課程甚至整個(gè)專業(yè)領(lǐng)域[7]。教師引導(dǎo)學(xué)生在工程實(shí)踐的真實(shí)環(huán)境中以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間存在有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)，使學(xué)生從做中學(xué)、做中悟，實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的有效結(jié)合。

4.進(jìn)行綜合性考核、評(píng)估。傳統(tǒng)的考核形式多側(cè)重于課本理論知識(shí)，而CDIO模式下的考核則轉(zhuǎn)變?yōu)橹R(shí)、全面素質(zhì)、綜合能力的綜合模式，學(xué)習(xí)效果由工程技術(shù)能力體現(xiàn)而非分?jǐn)?shù)[9-11]。根據(jù)CDIO教學(xué)模式，其評(píng)估是以學(xué)生學(xué)習(xí)為中心，通過多種方式收集學(xué)生學(xué)習(xí)效果的信息，從而在課程的設(shè)計(jì)、教與學(xué)的方法、工程能力的培養(yǎng)等方面都有所提高。對(duì)于電路課程，其成績(jī)?cè)u(píng)估由理論考試成績(jī)、平時(shí)成績(jī)、項(xiàng)目實(shí)施成績(jī)組成，以理論考試和項(xiàng)目實(shí)施為主，兼顧平時(shí)成績(jī)。這種主觀成績(jī)與客觀成績(jī)相結(jié)合的方式可較全面地對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)估，有助于全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和綜合能力。這種方式正好與CDIO培養(yǎng)學(xué)生能力的愿景相契合，有助于學(xué)生畢業(yè)后更好地適應(yīng)企業(yè)與社會(huì)對(duì)工程技術(shù)人才的需求。

三、結(jié)語

電路作為一門重要的必修專業(yè)基礎(chǔ)課，具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。為改變傳統(tǒng)的電路授課教學(xué)模式，本文以CDIO教學(xué)理念為基礎(chǔ)，探討了基于CDIO的教學(xué)新模式，從教學(xué)形式、能力培養(yǎng)、考核方式等方面進(jìn)行改革，結(jié)果表明可大大激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，既可加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，又能提高對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通應(yīng)用的能力、工程實(shí)踐能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，并且對(duì)同類課程有一定的借鑒、推廣意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]姜大志，孫浩軍.基于CDIO的主動(dòng)式項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)方法研究[J].高等工程教育研究，2012，（4）.

[2]胡志剛，任勝兵，陳志剛，等.工程型本科人才培養(yǎng)方案及其優(yōu)化[J].高等工程教育研究，2010，（6）.

[3]李曼麗.用歷史解讀CDIO及其應(yīng)用前景[J].清華大學(xué)教育研究，2008，29（5）.

[4]王碩旺，洪成文.CDIO：美國(guó)麻省理工學(xué)院工程教育的經(jīng)典模式[J].理工高教研究，2009，（4）.

[5]馬曉梅，張劍飛，喬付.CDIO模式下高等工程教育的改革與探索[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，（12）.

[6]韓桂英，李錫祚.CDIO視野下項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的數(shù)字電路教學(xué)探索與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（1）.

[7]曹淼孫，梁志星.基于CDIO理念的工程專業(yè)教師角色轉(zhuǎn)型[J].高等工程教育研究，2012，（1）.

[8]曹海平，管圖華.基于CDIO理念的電工電子實(shí)訓(xùn)教學(xué)改革與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32（1）.

[9]顧學(xué)雍.連接理論與實(shí)踐的CDIO——清華大學(xué)創(chuàng)新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009，（1）.

[10]康全禮，陸小華，熊光晶.CDIO大綱與工程創(chuàng)新型人才培養(yǎng)[J].高等教育研究，2008，（4）.

[11]潘曉蘋，但果，陳昕，等.基于CDIO理念的數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索，2013，32（8）.