張雪姣+黃勇+劉建軍+曹燕燕+馬艷麗

摘 要 《高頻電子線路》課程是電子信息工程及通信工程等專業(yè)的專業(yè)必修課，本文以CDIO模式為主要指引方向，分別應(yīng)用于理論課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)及考核方式中，強(qiáng)調(diào)在基礎(chǔ)知識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)、個(gè)人才能等方面進(jìn)行重點(diǎn)培養(yǎng)。實(shí)踐證明，學(xué)生的人際交往能力及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)有明顯提升，課程間脫節(jié)的現(xiàn)象也有顯著的改善，為后續(xù)課程提供了良好的基礎(chǔ)，更好的提高了教師的課程教學(xué)水平，具有很好的可行性和指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞 CDIO理念 高頻電子線路 教學(xué)改革探索

《高頻電子線路》是普通高校電子信息工程、通信工程及電子信息科學(xué)與技術(shù)等專業(yè)的一門重要的專業(yè)必須課，它主要研究高頻電子線路各功能電路的原理、組成及其分析方法。該課程不僅要求學(xué)生有較強(qiáng)的前期理論基礎(chǔ)知識(shí)，更要求具有很強(qiáng)的實(shí)踐動(dòng)手能力，是一門綜合運(yùn)用能力很強(qiáng)的一門課程，因此《高頻電子線路》也成為各高校電子專業(yè)的教學(xué)重點(diǎn)和學(xué)生要突破的難點(diǎn)。

CDIO的概起始于2000年的工程教育理念，主要將調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、理論課程的教授及實(shí)踐應(yīng)用有機(jī)的結(jié)合在一起的一種工程學(xué)習(xí)方式，旨在培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力及工程系統(tǒng)能力，如圖1所示。CDIO分別由Conceive、Design、Implement和Operate組成，是從構(gòu)思設(shè)計(jì)再到實(shí)踐完成的指導(dǎo)工程教學(xué)過程。CDIO體現(xiàn)了系統(tǒng)性、科學(xué)性和先進(jìn)性的統(tǒng)一，代表了當(dāng)代工程教育的發(fā)展趨勢(shì)。

1 CDIO理念進(jìn)入理論課程

高頻電子線路由于其課程自身課程：理論抽象、公式推導(dǎo)繁雜、實(shí)驗(yàn)課基本上只是驗(yàn)證結(jié)果，這樣會(huì)造成學(xué)生對(duì)課程乏味、厭煩、積極性不高。因此，首先需要從一本優(yōu)秀的教材著手。

1.1 注重教材整體性

教學(xué)應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)與理論適度講解，著重關(guān)注應(yīng)用型本科人才培養(yǎng)所需的內(nèi)容和關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn)，理論不宜過深過繁，應(yīng)注重其來源、應(yīng)用以及與其它功能模塊的聯(lián)系，主要實(shí)現(xiàn)讓學(xué)生學(xué)而有用、學(xué)能致用。

教材的選擇應(yīng)以整個(gè)通信系統(tǒng)為整體，各個(gè)章節(jié)的內(nèi)容為通信系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)及功能電路。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)具有 “前呼后應(yīng)”的結(jié)構(gòu)，在緒論部分對(duì)通信系統(tǒng)的介紹從組成框圖出發(fā)，每一環(huán)節(jié)都能與后續(xù)章節(jié)的內(nèi)容對(duì)應(yīng)，課程呈現(xiàn)一個(gè)完整性，而后續(xù)章節(jié)的講解也要圍繞通信系統(tǒng)來深入，讓學(xué)生感覺在學(xué)習(xí)一個(gè)完整的東西，學(xué)習(xí)結(jié)束后能設(shè)計(jì)出一個(gè)高頻電子設(shè)備，體現(xiàn)出CDIO的工程教學(xué)模式。

1.2 注重教學(xué)內(nèi)容的擴(kuò)展

隨著信息處理基礎(chǔ)的快速發(fā)展，通信系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備已進(jìn)入我們的生活，比如數(shù)字電視、手機(jī)、收音機(jī)等都是生活的必需品，因此《高頻電子線路》課程的內(nèi)容要適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充與完善。另外，由于半導(dǎo)體及無線通信技術(shù)的發(fā)展，目前的通信系統(tǒng)的工作頻率已達(dá)到幾百兆，其功能電路大多由集成電路構(gòu)成。因此，在教學(xué)內(nèi)容中要保留經(jīng)典的高頻電子線路分析基礎(chǔ)，補(bǔ)充一些新技術(shù)及新器件，主要完成從分立元件構(gòu)成的高頻電路過渡到射頻集成電路上。讓學(xué)生的學(xué)習(xí)不與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)。

1.3 注重教學(xué)的縱向連接

《高頻電子線路》是電子類專業(yè)中承上啟下的課程，需要有《高等數(shù)學(xué)》、《電路原理》及《模擬電子技術(shù)》等工程知識(shí)做基礎(chǔ)，同時(shí)也是后續(xù)課程Zigbee、RFID及移動(dòng)通信技術(shù)等無線通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)。因此，《高頻電子線路》的教學(xué)內(nèi)容要做到：一方面把先導(dǎo)課程縱向的連接；另一方面對(duì)后續(xù)課程中所關(guān)聯(lián)的教學(xué)內(nèi)容做相關(guān)性介紹，體現(xiàn)出CDIO模式的集成課程設(shè)計(jì)的概念。

1.4 注重教學(xué)模式的合理分配

板書具有對(duì)于基本原理和基本理論分析的講解更容易理解，加深記憶。而多媒體形式多樣，尤其在動(dòng)畫演示上能更生動(dòng)、形象的體現(xiàn)抽象物體的演變過程，更易于接受。因此在《高頻電子線路》的講解中應(yīng)注重板書與PPT相結(jié)合，促進(jìn)教學(xué)內(nèi)容的理解。例如，在講解振幅調(diào)制、角度調(diào)制與解調(diào)時(shí)利用PPT來演示信號(hào)波形的變化進(jìn)程，從而更加深刻的了解各調(diào)制解調(diào)電路的頻譜變換功能。利用板書推演高頻的基本電路與理論分析，讓學(xué)生放慢思緒，跟隨課堂節(jié)奏，加深基礎(chǔ)知識(shí)的掌握。

1.5 教學(xué)過程的參與性

在課堂上需要提高學(xué)生的積極參與度，因此在課堂上要提出相關(guān)問題讓學(xué)生自己來解決，這些問題最好圍繞實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行，更具有實(shí)際意義，這就是CDIO工程教學(xué)模式的第一要素：構(gòu)思。

2 CDIO理念進(jìn)入實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程

2.1 重視學(xué)生的團(tuán)隊(duì)能力

CDIO工程教學(xué)模式的第二個(gè)要點(diǎn)是設(shè)計(jì)，將學(xué)生分組，每個(gè)小組在實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行前要提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)，并分別安排每一組學(xué)生對(duì)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行講解，促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐的結(jié)合。整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程都以整體效果為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，這就要求小組成員要分工合作，相互交流，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的人際交往能力與團(tuán)隊(duì)合作精神。

2.2 重視學(xué)生分析問題的能力

CDIO工程教育模式的第三個(gè)要點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)，這就需要著重培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，這是貫穿于CDIO模式的整個(gè)過程。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，可以借助仿真軟件對(duì)各單元電路進(jìn)行模擬仿真，了解電路的性能指標(biāo)和參數(shù)，并能更直觀的觀察電路的動(dòng)態(tài)變化，提高系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)能力和工程調(diào)試能力。

2.3 重視學(xué)生解決問題的能力

《高頻電子線路》實(shí)驗(yàn)大多以試驗(yàn)箱為基礎(chǔ)來完成，雖然操作簡單、易于觀察結(jié)果，但是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一只是導(dǎo)線的連接，缺乏實(shí)際動(dòng)手和發(fā)現(xiàn)問題的能力。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注重學(xué)生的調(diào)試過程，這不僅需要了解電路的功能還需要發(fā)現(xiàn)問題所在，可以綜合培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)及解決問題的能力。同時(shí)利用仿真軟件可以通過設(shè)置電路障礙點(diǎn)等多種手段，讓學(xué)生自己分析故障原因、判斷故障位置，總結(jié)修復(fù)方案，并進(jìn)行修復(fù)。實(shí)驗(yàn)與仿真軟件的結(jié)合能夠以有效的提高學(xué)生分析及解決問題的能力，更能提高工程實(shí)踐能力。

3 CDIO理念融入教學(xué)考核

教學(xué)考核是對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)能力最直接的評(píng)價(jià)，《高頻電子線路》需要理論與實(shí)踐雙重結(jié)合的課程，因此在做教學(xué)考核時(shí)，不能只由理論成績來決定個(gè)人能力。CDIO更注重綜合能力的評(píng)價(jià)，這不僅需要有學(xué)習(xí)能力還需要有實(shí)踐能力及團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等多方面因素決定。在《高頻電子線路》考核中，采用比例分制，按照理論知識(shí)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、個(gè)人作業(yè)、平時(shí)出勤5：2：2：1的比例加權(quán)求和進(jìn)行最后的評(píng)價(jià)，如表1所示。其中理論知識(shí)以期末試卷考試成績?yōu)橐罁?jù)；實(shí)驗(yàn)內(nèi)容則根據(jù)小組完成的過程與結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)；個(gè)人作業(yè)主要考核作業(yè)的正確性、自主性及思路的多樣性；平時(shí)出勤根據(jù)課堂學(xué)生的實(shí)際出勤情況評(píng)分。

4 CDIO理念融入課程教學(xué)改革實(shí)施效果

針對(duì)參與CDIO模式課程教學(xué)的學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查，90%的學(xué)生認(rèn)為團(tuán)隊(duì)合作是實(shí)踐過程中最重要的，92%的學(xué)生感覺在教學(xué)過程中提高了學(xué)習(xí)的積極性，98%的學(xué)生認(rèn)為《高頻電子線路》為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)做了重要的鋪墊。

5 結(jié)語

在《高頻電子線路》課程中將CDIO工程教育模式融入教學(xué)，極大地提高了學(xué)生的主動(dòng)性，培養(yǎng)了學(xué)生的人際交往能力及團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，有效的改善了課程間脫節(jié)的現(xiàn)象，為后續(xù)課程提供了良好的基礎(chǔ)，更重要的是提高了教師的課程教學(xué)水平。實(shí)踐證明，基于CDIO工程教學(xué)模式的《高頻電子線路》在電子類專業(yè)教學(xué)中具有很好的可行性和指導(dǎo)意義。