閆鑌 孫艷敏 曾磊 徐靜波

【摘要】CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，在研究電路與系統(tǒng)課程教學(xué)環(huán)境和教學(xué)條件的基礎(chǔ)上，結(jié)合軍校特色和專業(yè)特點，從教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)、評估方案四個方面切入，提出適合我校的CDIO工程教育理念下的電路與系統(tǒng)課程教學(xué)模式。

【關(guān)鍵詞】CDIO ?教育理念 ?電路與系統(tǒng) ?教學(xué)研究

【中圖分類號】G642.0 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）43-0222-02

《電路分析基礎(chǔ)》《信號與系統(tǒng)》作為電氣信息類專業(yè)的技術(shù)基礎(chǔ)課，教學(xué)質(zhì)量的優(yōu)劣直接決定了學(xué)生的學(xué)習興趣、后期課程的掌握[1]。我校的電路與系統(tǒng)教學(xué)存在以下問題：一是仍然存在“知識的堆砌”、缺乏融會貫通;重理論分析輕工程實踐;強調(diào)個人學(xué)術(shù)忽視團隊協(xié)作;二是理論分析學(xué)時過多，培養(yǎng)工程綜合能力的課程少，強調(diào)學(xué)科間交叉和綜合性的課程少;三是考評方式稍顯單一。

《2020年前軍隊院校教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要》指出，要以學(xué)習能力、實踐能力和創(chuàng)新能力為導(dǎo)向，構(gòu)建與新型軍事人才培養(yǎng)相適應(yīng)的教學(xué)模式。為適應(yīng)時代發(fā)展對高素質(zhì)新型軍事人才的需要，更新教育理念對提高教學(xué)質(zhì)量具有重大意義。我校工科教育急需進行教育觀念創(chuàng)新和教學(xué)模式改革，以適應(yīng)當前電子信息技術(shù)飛速發(fā)展的要求。

一、CDIO工程教育理念

CDIO工程教育模式是近年國際工程教育改革的最新成果，CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Imple-ment）和運作（Operate），它以產(chǎn)品或系統(tǒng)的整個生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習工程知識。它是以全過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，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)習能力、團隊交流能力和系統(tǒng)掌控能力。

高等院校人才培養(yǎng)一直是教育領(lǐng)域的熱點問題[2]。國內(nèi)外高校人才培養(yǎng)主要經(jīng)歷了素質(zhì)教育、“產(chǎn)學(xué)研”合作、應(yīng)用創(chuàng)新性、CDIO工程教育等階段?；贑DIO工程教育理念的“卓越工程師教育培養(yǎng)計劃”是國家教育部于2010年為貫徹落實國家中長期人才發(fā)展規(guī)劃綱要而推出的重大改革項目，其目的是培養(yǎng)一大批創(chuàng)新能力強、適應(yīng)社會發(fā)展需要的高質(zhì)量各類型工程技術(shù)人才。

將CDIO工程教育思想貫穿電路與系統(tǒng)課程教學(xué)改革，對構(gòu)建理論和實踐的結(jié)合，技術(shù)和當代形勢相結(jié)合的應(yīng)用型人才培養(yǎng)體系具有積極推動作用。本文從教學(xué)設(shè)計、教學(xué)方法、實踐環(huán)節(jié)、評估方案四個方面切入，提出適合我校的CDIO工程教育理念下的電路與系統(tǒng)課程教學(xué)模式。

二、制定基于項目的課程教學(xué)設(shè)計

工程設(shè)計是工程實踐的精髓所在，根據(jù)CDIO工程教育理念，將基本理論知識和產(chǎn)品開發(fā)周期——構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作緊密結(jié)合起來，參考CDIO工程教育能力大綱的內(nèi)容，設(shè)計適合電類專業(yè)的CDIO課程模塊體系，研究基于項目導(dǎo)向的課程計劃，制定基于“做中學(xué)”原則和“基于項目的教育和學(xué)習”原則的課程教學(xué)方案。

設(shè)立CDIO項目，作為學(xué)生工程實踐入門，學(xué)習初步技能，使學(xué)員在應(yīng)用中促進知識的融會貫通。項目設(shè)置要在實踐所學(xué)知識基礎(chǔ)上增加趣味性，激發(fā)學(xué)生興趣，比如《電路分析基礎(chǔ)》中，散熱風扇的速度控制、萬用表內(nèi)阻的確定、最大計算機時鐘頻率的計算、電火花加工電路、按鍵式電話系統(tǒng)，《信號與系統(tǒng)》課程中，銀行利息問題建模、通信中調(diào)制解調(diào)、樂音分析與合成、聲音信號處理等。項目實施過程包括CDIO（構(gòu)思、設(shè)計、開發(fā)和實施）的各個環(huán)節(jié)。將構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運作在各個項目中得到體現(xiàn)，通過多種教學(xué)因素的集成來培養(yǎng)學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和CDIO全過程能力，與電類行業(yè)對人才的需求保持一致。

三、采用以學(xué)生為核心的多元化教學(xué)方法

CDIO工程教育理念強烈提倡教師要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，使學(xué)生能夠主動的學(xué)習。以創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)為核心，充分利用現(xiàn)代教育技術(shù)，將傳統(tǒng)的課堂授課、計算機仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合起來，吸取各種教學(xué)手段的優(yōu)點，形成多元化教學(xué)模式。引入靈活多樣的教學(xué)方法與教學(xué)組織形式，借助于微課、MOOC、研討課、翻轉(zhuǎn)課堂等教學(xué)方法提高學(xué)生參與課堂的積極性，方便學(xué)生隨時隨地學(xué)習課程知識。并及時與外界溝通，讓教員“走出去”學(xué)習，將國內(nèi)頂級專家“請進來”指導(dǎo)，通過廣泛評估與評價不斷改進教學(xué)方法。

四、構(gòu)建靈活多樣的實踐環(huán)節(jié)

對學(xué)科知識、工程能力和學(xué)習方法進行有機組合，設(shè)置豐富的實踐環(huán)節(jié)，強調(diào)分析問題和解決問題的能力。充分利用現(xiàn)代學(xué)習場所、實驗室，比如口袋實驗室、俱樂部、創(chuàng)新活動等，使人才培養(yǎng)具有活潑的、實踐的、團隊的特色。

傳統(tǒng)的實踐教學(xué)中，學(xué)生只有在實驗室才能進行實驗，而口袋實驗室（PocketLab）則可以讓學(xué)生隨時隨地進行實驗?？诖鼘嶒炇遥≒ocketLab）主要由PocketLab硬件和PocketLab軟件配套組成，可以實現(xiàn)示波器、信號發(fā)生器、邏輯分析儀、電源、系統(tǒng)特性分析儀、直流電源、直流電壓表等多種功能。俱樂部則可以利用學(xué)生課余時間，根據(jù)興趣參與的一項實踐活動。老師根據(jù)學(xué)生興趣特點，向?qū)W生發(fā)布課題供選擇，指導(dǎo)老師提供技術(shù)指導(dǎo)及條件保障，學(xué)生通過課題實踐，提升知識運用能力、實踐動手能力，從而有效提升學(xué)生的崗位任職能力。此外，通過虛擬設(shè)備、虛擬儀器、虛擬器件、虛擬仿真教學(xué)軟件（系統(tǒng)）和系統(tǒng)仿真平臺等的配置、調(diào)度與應(yīng)用，以直觀形象的形式引導(dǎo)學(xué)生加深對課堂講授知識的理解，提高實驗設(shè)備的使用效率，豐富實驗教學(xué)內(nèi)容。通過各種靈活多樣的實踐環(huán)節(jié)，豐富廣大學(xué)生課余學(xué)習生活，開拓知識面，激發(fā)學(xué)習熱情。

五、建立更全面客觀的評估方案

CDIO主張不同的能力用不同的方式進行考核。打破目前單一的考核方式，建立多樣化的考核方式。將實踐環(huán)節(jié)、學(xué)習能力、團隊協(xié)作能力、系統(tǒng)設(shè)計和掌控能力納入到考核范圍內(nèi)，同時注重學(xué)生專業(yè)能力和其他非智力因素包括創(chuàng)新意識、項目設(shè)計能力、團隊協(xié)作精神和理論聯(lián)系實際的考核。為了能夠科學(xué)、合理地對學(xué)生的動手能力、交流與溝通能力、解決問題能力、團隊合作能力和創(chuàng)新能力等進行考核，不同的能力用不同的方式進行考核，專業(yè)知識可用試卷或口頭測驗，而CDIO相關(guān)的能力則可以記錄、報告、自評、互評等等形式進行，利用考核方式的多樣化促使學(xué)習方式廣泛化，并能建立更完整可靠的評價系統(tǒng)。

在電路和系統(tǒng)課程考核評價中，采用筆試（閉卷、開卷、項目設(shè)計、調(diào)查報告、實踐設(shè)計報告）、口試、實際操作等多種方式相結(jié)合的形式，基礎(chǔ)理論題，用于閉卷考試，主要檢驗學(xué)生對基礎(chǔ)理論掌握的牢固程度;綜合論述題，用于開卷考試，主要測試學(xué)生對學(xué)科課程的理解運用能力。在命題方式上采取任課教師、外部教師、課題組教師、學(xué)習組學(xué)生等共同參與的方式組題，也可倡導(dǎo)班級學(xué)生組成幾個命題小組，根據(jù)教師的要求及試卷的題型、題量、分值、重點和難度，分別完成多套命題，由教師選優(yōu)整合，形成最終考核試題，能更好地促進學(xué)生平時學(xué)習、自主復(fù)習和創(chuàng)新思維。

六、結(jié)束語

工程學(xué)科本科教育的目的是培養(yǎng)具有扎實技術(shù)基礎(chǔ)、寬廣專業(yè)知識、綜合工程系統(tǒng)能力和良好團隊協(xié)作能力的工程師。改變以往重理論輕實踐、重視個人能力而忽視團隊協(xié)作、重視專業(yè)知識而忽視創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教育模式，是目前國內(nèi)進行工程類本科教育改革的方向。課程組將進一步深入嘗試，借鑒國內(nèi)外CDIO工程教育先進經(jīng)驗，為電路與系統(tǒng)教學(xué)提供可借鑒的教學(xué)模式。

參考文獻：

[1]孫靜等.面向卓越計劃的電路課程多模式教學(xué)的改革與實踐[J].教育觀察，2017（6）：102-103.

[2]周海燕等.地方院校創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)模式研究[J].電子技術(shù)，2017（4）：19-21.