趙方 蘇詠梅

一、引言

CDIO工程教育理念是國際工程教育的最新研究成果。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程，將工科畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力四個層面。這種教育理念和“做中學”的項目化教學要求是一致的，非常適用于高職工科人才的培養(yǎng)。

電子類專業(yè)是近年來高職工科專業(yè)中發(fā)展較快、實踐性很強的專業(yè)之一。筆者對高職電子專業(yè)畢業(yè)生進行了跟蹤調(diào)查，結(jié)果顯示：畢業(yè)生大多具有一定的專業(yè)技術(shù)能力，但普遍缺乏綜合解決問題的能力、系統(tǒng)的工程設(shè)計意識和團隊協(xié)作能力及職業(yè)能力。而“高等職業(yè)教育”具有教育、職業(yè)、高等“三維”屬性的內(nèi)涵要求，因此其培養(yǎng)的人才規(guī)格必須是知識、能力、素質(zhì)的全面發(fā)展?；谔岣邔W生職業(yè)能力的目的，在CDIO理念導向下，筆者對所在院校電子專業(yè)進行了項目化教學的探索，并在“單片機原理及應(yīng)用”和“電工電子技術(shù)”課程教學中進行了實踐，取得了良好效果。

二、傳統(tǒng)高職電子專業(yè)教學中存在的問題

高職電子類教育應(yīng)培養(yǎng)滿足電子企業(yè)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)第一線需要的，具有較強實踐能力和創(chuàng)新能力的高級應(yīng)用型人才，但目前高職電子類畢業(yè)生很難達到這一要求，原因在于：

1.教育理念與現(xiàn)代企業(yè)用人理念不和諧。當前，高職電子類專業(yè)教育大多采用以學科專業(yè)知識教學為中心的傳統(tǒng)教育理念，把傳授基本知識作為教學的主要任務(wù)，忽視對學生系統(tǒng)工程意識的培養(yǎng)，普遍存在注重傳授專業(yè)知識，忽略團隊協(xié)作能力等人文素質(zhì)培養(yǎng)的問題。而現(xiàn)代企業(yè)需要的是具有創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力及系統(tǒng)工程意識的人才，形成了企業(yè)用人要求和傳統(tǒng)教育理念的不和諧。

2.教學及評價方法與現(xiàn)代企業(yè)要求不和諧。目前高職電子類專業(yè)的課堂教學普遍采取以教師、教材為中心的“填鴨式”教學方法，強調(diào)理論知識的系統(tǒng)性，要求知其然，還要知其所以然，習慣“滿堂灌”的傳授方式，缺少師生之間、學生之間的多向交流。主要以理論知識的掌握程度（考試分數(shù)的高低）來衡量學生，并以此作為評優(yōu)、評先的依據(jù)，這樣評價出來的優(yōu)秀學生往往是分數(shù)高、證書多的學生。但這樣的“優(yōu)秀學生”卻經(jīng)不起市場檢驗，從而造成學校的“好學生”和企業(yè)要求的“好學生”不和諧。

3.實踐教學模式與企業(yè)需求不和諧。目前校內(nèi)實踐環(huán)節(jié)多以實驗室驗證性實驗為主，實驗設(shè)備多為“實驗箱”或“實驗臺”，幾乎沒有學生可以自由發(fā)揮的余地。實驗項目多年不變、內(nèi)容單一，缺少設(shè)計性、創(chuàng)新性。學生在實踐環(huán)節(jié)中只要按照實驗指導書單純地接線，根本不需要思考為什么，有何用途，如何改進等問題。這種固定的實驗?zāi)Ｊ绞沟脤W生無法自己設(shè)計實驗去驗證自己的想法，喪失了實踐的主動性，阻礙了學生興趣的發(fā)展和工程意識及創(chuàng)新能力的提高。這與現(xiàn)代企業(yè)需要的，具有系統(tǒng)工程意識和創(chuàng)新能力的畢業(yè)生是不相符的。另外，校外實踐大都在最后一學期安排學生進廠實習，實習中學生發(fā)現(xiàn)了自己知識的不足，但已經(jīng)沒有時間去彌補了，這與高職學生“以用促學”的理念也是不和諧的。

三、基于CDIO理念的電子專業(yè)項目化教學探索

電子專業(yè)課程要求學生在掌握多科知識的基礎(chǔ)上，開發(fā)設(shè)計出一個完整的電子產(chǎn)品，而電子產(chǎn)品的開發(fā)是一個由構(gòu)思—設(shè)計—實施—運行等環(huán)節(jié)組成的工作流程，因此電子專業(yè)應(yīng)以具體的項目設(shè)計貫穿整個教學過程。據(jù)此，我們進行了電子專業(yè)項目化教學的探索：

1.更新教育理念，制訂基于CDIO工程教育觀的動態(tài)人才培養(yǎng)方案。應(yīng)打破傳統(tǒng)的“教師中心”“教材中心”的教育理念，緊跟市場需求，樹立職業(yè)教育必須堅持“以職業(yè)活動為導向，以能力為目標，以學生為主體，以素質(zhì)為基礎(chǔ)，以項目為載體”的教學理念。在教學中以具體項目的設(shè)計為主線，重視學生的創(chuàng)新能力、工程素質(zhì)的培養(yǎng)和綜合性工程項目的訓練。同時為適應(yīng)電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)不斷根據(jù)企業(yè)的需求修訂人才培養(yǎng)方案，建立起動態(tài)的人才培養(yǎng)方案管理體系（如111頁圖1所示），教師需要定期做市場調(diào)研，不斷調(diào)整人才培養(yǎng)方案，并建立起專門的反饋機制對畢業(yè)生的就業(yè)、工作情況進行跟蹤，找出差距，重新調(diào)整人才培養(yǎng)方案直至與市場需求相和諧，從而縮短學生能力和企業(yè)需求之間的差距，使高職院校和企業(yè)之間和諧發(fā)展、共同促進。

圖1 動態(tài)人才培養(yǎng)方案框圖

2.采用適合CDIO工程教育模式的課堂教學方法及評價方法?；贑DIO工程教育理念，我們提出了以學生為中心，教師為組織者和協(xié)調(diào)人的項目化教學的五步教學法。

第一步：基本知識的傳授。主要采用講授法輔以多媒體課件，講授時遵循“理論夠用”的原則精簡理論知識，注意前后知識點及與其他課程的聯(lián)系，引導學生用綜合知識解決問題。

第二步：案例的仿真。根據(jù)所學知識由教師提出設(shè)計項目，師生共同討論項目的解決方案，并用仿真軟件如MATLAB、Proteus、Multisim等做出電路圖進行真實環(huán)境的仿真，師生共同解決仿真中出現(xiàn)的問題。最后，教師對所學知識進行總結(jié)并指出其適用領(lǐng)域。

第三步：分組布置設(shè)計項目。教學中把一個班分成若干小組，教師根據(jù)知識點設(shè)計幾個項目讓每個小組自由選擇一個項目共同完成設(shè)計任務(wù)，也可以根據(jù)小組成員興趣愛好，自行選擇設(shè)計項目。小組成員分工協(xié)作經(jīng)過方案論證、選擇系統(tǒng)仿真并完善系統(tǒng)、性價比高的仿真系統(tǒng)的完成、簡單設(shè)計報告的撰寫四個步驟共同完成設(shè)計項目。有條件的小組還可以利用課余時間做出實物電路系統(tǒng)，專業(yè)性很強的課（如單片機）要求做出實物。

第四步：資源共享。每個小組獨立講授自己項目的設(shè)計思路、仿真結(jié)果以及在設(shè)計中遇到的問題、解決的方法。其他小組可以提出疑問或更好的方案，這一過程實質(zhì)是學生之間相互討論、各顯神通的過程，經(jīng)過討論可以大大開闊學生解決問題的思路和知識面，從而也達到了知識共享的目的。

第五步：教師總結(jié)。對每個小組的設(shè)計做出評價，提出改進措施。

這種項目化的教學方法是以項目設(shè)計為主線貫穿于整個教學過程，使學生得到構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作（CDIO）的整體訓練。通過項目設(shè)計將整個課程體系有機、系統(tǒng)地結(jié)合起來，同時所需要學習和掌握的內(nèi)容都圍繞項目設(shè)計這個核心，形成一個整體（如圖2所示）。圖2表明了以設(shè)計為導向的人才培養(yǎng)模式，這一模式讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式進行學習，同時學生的工程基礎(chǔ)知識、創(chuàng)新能力、人際團隊能力、職業(yè)道德和工程系統(tǒng)能力都得到了提高。這種教學模式使學生的知識、能力、素質(zhì)三者協(xié)調(diào)發(fā)展，全面實施素質(zhì)教育，學生最終收獲的不是一張考試卷，而是一個個仿真系統(tǒng)或真實電子產(chǎn)品。

項目教學法不能僅以考試分數(shù)來評價學生的能力，而應(yīng)以學生每個項目的完成情況、創(chuàng)新能力以及團隊協(xié)作能力來綜合評價學生，筆試成績作為輔助參考。

3.CDIO工程教育理念下的項目化實踐教學探索。針對傳統(tǒng)實踐教學存在的不足，結(jié)合CDIO工程教育理念，我們提出了五階段式階梯實踐教學模式（如圖3所示），基于這一模式，必須對原有的實踐教學做出改革：

圖3 五階段式階梯實踐教學模式

第一，完善校內(nèi)實訓基地，尋求有效的校企合作模式。五階段式階梯實踐教學模式的主要載體是校內(nèi)實訓基地和校外實訓基地，因此，必須建立和完善校內(nèi)實訓基地以供學生實踐訓練。當前大多數(shù)高職院校有校企合作企業(yè)，但大都流于形式而沒有真正落到實處，主要是由于企業(yè)從中獲益不大甚至無法獲益造成的，因此尋求能夠雙贏的校企合作模式是關(guān)鍵。例如，我院經(jīng)過多年探索，形成了企業(yè)冠名班和“1+1+1”分階段培養(yǎng)的有效校企合作模式。

第二，更新實踐教學項目，建立遞進式的實踐模式。實踐項目的安排遵循認識實驗—基本實驗—設(shè)計性實驗—綜合實驗由淺入深的模式安排，其中的認識實驗和基本實驗是對課本基本知識掌握情況的檢驗，采用傳統(tǒng)實驗方式即可，而設(shè)計性實驗和綜合性實驗需根據(jù)實際情況把學生分成若干小組完成設(shè)計任務(wù)，由老師帶領(lǐng)學生到企業(yè)參觀電子產(chǎn)品的制作過程和環(huán)境或通過視頻觀看電子產(chǎn)品的實際工作環(huán)境和過程，從實際應(yīng)用中找出設(shè)計項目自行分析設(shè)計，做到“真題真做”。

第三，建立開放性的實驗室，完善校內(nèi)外實訓基地。高職院校的實驗室一般是學生上實驗課時才能進入，而電子類專業(yè)的設(shè)計過程需要大量的測量工具如示波器、萬用表等，這些儀器價格都比較高，學生無力自行購買，學生要想成功設(shè)計出電子小制作還必須有這些儀器，這一矛盾導致很多同學自己制作電子產(chǎn)品的愿望被消滅在萌芽狀態(tài)。通過建立開放實驗室可以解決這一矛盾，有興趣的同學可以自行購買元器件（電子元器件都很便宜，一般學生都能負擔得起），利用實驗室的測量工具進行設(shè)計。這樣既提高了設(shè)備的利用率，又使學生獲得實惠：動手能力、創(chuàng)新能力等得到提高。

第四，成立高質(zhì)量的電子協(xié)會?，F(xiàn)在高職院校都有電子協(xié)會，但基本都是對收音機、電腦等的簡單維修，電子協(xié)會名不符實。CDIO理念下的電子協(xié)會應(yīng)該以電子制作為主，定期舉行電子競賽。如我院從2009年開始成立了基于CDIO理念的電子協(xié)會，協(xié)會會員自行分組，進行自己感興趣的電子產(chǎn)品設(shè)計，協(xié)會配有教師團隊，遇到問題可以求助于老師。新會員（一般為大一新生）在老會員的幫助下，提前學習了大部分的專業(yè)課，如在上單片機課程時，參加電子協(xié)會的學生在別的同學對單片機還很陌生的情況下，就已經(jīng)能熟練地進行單片機產(chǎn)品的設(shè)計了。

四、教學改革成功的關(guān)鍵

要想使改革取得成效，教師是關(guān)鍵，需要從以下兩方面做起：

1.加強專業(yè)課教師的工程實踐能力。高職院校普遍存在“重教學、輕科研”的現(xiàn)象，基于CDIO的項目化教學改革要想獲得真正的成效，必須加強專業(yè)課教師的工程實踐能力?？赏ㄟ^科研項目的研究和學校為專業(yè)課教師提供參與工程項目的機會來提高或強化教師的工程實踐能力。師資團隊通過與企業(yè)建立合作開發(fā)項目等途徑，加強老師教學設(shè)計的構(gòu)思—設(shè)計—實現(xiàn)—運作能力，即教師教學設(shè)計的CDIO能力，同時，也使教師自身的CDIO工程實踐能力得到提升，教學中項目的引入也能真正來自于企業(yè)一線，學生所學和社會需求之間的距離更短。

2.導師制的引入。目前高職院校的學生和專業(yè)課老師的交流一般僅限于課堂，不能實現(xiàn)更深層次的師生交流，因此應(yīng)學習本科院校引入導師制。學生從進校就開始分為幾個小組并配備專業(yè)教師，師生定期或不定期地見面溝通與交流，教師對學生進行必要的專業(yè)指導，提高和激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和潛力。將學生無目標和無動力的學習轉(zhuǎn)化為有的放矢的學習，將為了考試的學習轉(zhuǎn)化為主動探索知識為主的學習。另外，導師制的引入也使得電子協(xié)會與開放性實驗室的魅力更大，學生在課外遇到的實際問題都可以找自己的導師商討，并得到及時解決。

總之，CDIO工程教育理念引入我國的歷史還不長，我們將繼續(xù)深入學習CDIO的精華，不斷完善電子類專業(yè)的教學改革，并將CDIO項目化教學理念推廣到其他學科的教學改革中，以培養(yǎng)出更多的適應(yīng)市場需要的應(yīng)用型、技能型、創(chuàng)新型人才。