CDIO模式下的EDA課程教學(xué)改革研究

鄭曉茜 范其麗 甄亞

鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程系 鄭州 450021

CDIO模式下的EDA課程教學(xué)改革研究

鄭曉茜 范其麗 甄亞

鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院電氣電子工程系 鄭州 450021

針對高職院校EDA課程教學(xué)中存在的問題，探索基于CDIO模式的EDA課程教學(xué)改革方法。實踐證明，在EDA課程教學(xué)中采用CDIO教學(xué)模式，避免了課程重理論輕實踐、課堂教學(xué)與社會需求脫節(jié)等問題，并在短期內(nèi)提高了學(xué)生的綜合能力。

CDIO；教育模式；EDA課程

Author’s address Dept. of Elect rical and Electronic Engineering of Zhengzhou Technical Col lege, Zhengzhou, China 450021

1 引言

EDA是高職院校電子類專業(yè)應(yīng)用性和實踐性很強(qiáng)的一門課程，該課程與職業(yè)需求聯(lián)系緊密，它集知識傳授、技能培養(yǎng)于一體。學(xué)生既要掌握基本的理論知識，又要具備較強(qiáng)的實踐能力和分析、解決問題的能力，能完成電子系統(tǒng)或?qū)Ｓ眉呻娐返脑O(shè)計工作。但在傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，該課程的教學(xué)中存在諸多的問題和矛盾，越來越不能適應(yīng)應(yīng)用型、技能型人才培養(yǎng)的要求。

基于此，筆者針對目前EDA課程教學(xué)中存在的主要問題，提出在EDA課程教學(xué)中引入“做中學(xué)”和“基于項目學(xué)習(xí)”的CDIO教育模式，對EDA技術(shù)課程的教學(xué)改革和實踐進(jìn)行探索，為解決高職院校EDA教學(xué)中的問題提供一條有效的途徑，對培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)技能和工程能力具有重要意義。

2 EDA課程的教學(xué)現(xiàn)狀

在傳統(tǒng)的EDA課程教學(xué)中，采用多學(xué)時理論集中授課，少學(xué)時實踐的方式進(jìn)行，容易將學(xué)生引入以理論學(xué)習(xí)該課程的誤區(qū)。在理論教學(xué)中難理解的問題無法及時實踐，理論教學(xué)和實踐教學(xué)脫節(jié)，并且實驗大多為驗證性實驗，學(xué)生不用太思考，按照指導(dǎo)書的步驟幾乎就能完成實驗。長此以往，使學(xué)生產(chǎn)生依賴性，忽略理論與實踐之間的內(nèi)在聯(lián)系，學(xué)生很少動腦，削弱了培養(yǎng)學(xué)生以系統(tǒng)觀念進(jìn)行設(shè)計、仿真的實踐能力，不利于學(xué)生工程能力和創(chuàng)新能力的提高。另外，在EDA課程的教學(xué)中仍采用傳統(tǒng)的教師傳授為主的教學(xué)形式，課堂的中心始終是教師，學(xué)生處于教學(xué)活動的參與者地位，是知識的被動接受者，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，慢慢的學(xué)生就會覺得課程枯燥，失去學(xué)習(xí)的積極性[1-2]。因此，傳統(tǒng)的教學(xué)模式不能滿足當(dāng)今人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求，急需對EDA課程進(jìn)行教學(xué)改革。

3 基于CDIO模式下的EDA課程教學(xué)改革

3.1 CDIO基本思想

CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實施（Implement）、運(yùn)行（Operate）的縮寫，是美國MIT及瑞典的3所大學(xué)提出的一種新型工程教育模式[3-4]。該模式以工程項目的整個生命周期為載體，讓學(xué)生主動地參與到理論到實踐的轉(zhuǎn)化過程中來，是一種倡導(dǎo)“做中學(xué)”和“基于項目的教育和學(xué)習(xí)”的新型教學(xué)模式[5]，使學(xué)生在CDIO模式的教育過程中，不斷提高自己成為一名現(xiàn)代工程師應(yīng)具備的能力與素質(zhì)。和其他教學(xué)模式相比，CDIO更注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、項目設(shè)計能力和創(chuàng)新意識及團(tuán)隊協(xié)作精神。

3.2 基于CDIO的EDA課程教學(xué)改革

EDA是電子類專業(yè)學(xué)生應(yīng)用很廣的一門課程，該課程的教學(xué)為培養(yǎng)電子技術(shù)設(shè)計人才打下良好的基礎(chǔ)。高職院校教學(xué)應(yīng)以“理論夠用，技能適用，重在運(yùn)用”為指導(dǎo)原則，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析和解決實際問題的能力。對實際中應(yīng)具備的知識和能力進(jìn)行有針對性的訓(xùn)練，從而快速提高學(xué)生的技能，讓學(xué)生在完成學(xué)校教育后更能適合工作崗位的要求。

筆者主要從以下幾個方面探索基于CDIO模式的EDA課程教學(xué)改革。

1）CDIO模式下教學(xué)觀念的轉(zhuǎn)變。在EDA課程的授課活動中采用CDIO模式，教師首先要轉(zhuǎn)變原有授課中的一些習(xí)慣性思想和觀念，要將CDIO精神靈活地貫穿到教學(xué)活動中，將教學(xué)工作從過去的以“教師和教師的教”為中心，轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙詫W(xué)生的學(xué)及學(xué)生用得怎樣”為中心，樹立以學(xué)生為中心的實踐教學(xué)理念，教師更多的是學(xué)生學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者、幫助者和伙伴，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。在教學(xué)過程中教師應(yīng)引入基本的概念和方法，提出問題引導(dǎo)學(xué)生思考研討，加強(qiáng)EDA課程實驗與實踐環(huán)節(jié)的教學(xué)，將項目教學(xué)法貫穿于整個教學(xué)中，使學(xué)生更好地掌握課程知識之間的聯(lián)系，利用好現(xiàn)有的實驗室和實習(xí)基地，增加學(xué)生主動學(xué)習(xí)和動手實踐，強(qiáng)調(diào)分析問題和解決問題的能力。

同時，CDIO模式下教師需要具備豐富的項目構(gòu)思、項目開發(fā)、項目調(diào)試等實踐能力，具備整個項目開發(fā)所需的知識和技能。這就要求教師時常到相關(guān)企業(yè)接受工程訓(xùn)練并取得實際經(jīng)驗。教師通過學(xué)習(xí)參觀交流，將CDIO教學(xué)理念帶給學(xué)生，形成新的教學(xué)思維和學(xué)習(xí)觀念。

2）CDIO模式下課程內(nèi)容項目化。“做中學(xué)”和“基于項目教育和學(xué)習(xí)”是CDIO教育模式的特色。因此，為了培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識分析和解決實際問題的能力，筆者在教學(xué)中采用以項目為導(dǎo)向的教學(xué)方法，首次課以課程概述為主，其余學(xué)時以項目為主線實施教學(xué)。如為了使學(xué)生熟悉Quar tusⅡ軟件的使用和用原理圖設(shè)計數(shù)字電路的流程，筆者引入“用原理圖設(shè)計3-8譯碼器”的項目設(shè)計；為了使學(xué)生更明確EDA中自頂向下的設(shè)計思想和掌握VHDL的基本結(jié)構(gòu)、要素及各語句的使用，筆者引入“醫(yī)院護(hù)士室指示電路設(shè)計”和“帶清零、置位、進(jìn)位的十進(jìn)制同步計數(shù)器及拓展”的項目。在項目及拓展項目的練習(xí)過程中，教師引導(dǎo)，學(xué)生邊學(xué)邊做，邊做邊學(xué)，在做中討論、體會、總結(jié)，不斷提出問題和解決問題。這樣一來，既大大激發(fā)了學(xué)生的興趣和積極性，又增加了學(xué)生主動學(xué)習(xí)和實踐的機(jī)會。通過項目教學(xué)和“做中學(xué)”，使學(xué)生掌握一個完整系統(tǒng)的基本設(shè)計理念和設(shè)計的基本流程，提高了學(xué)生獨(dú)立分析和解決實際問題的能力。

在課時最后，筆者安排2周時間進(jìn)行課程設(shè)計。課程設(shè)計的題目由教師推薦和學(xué)生自主設(shè)計題目組成，將班級學(xué)生2～3人分為一個小組，每個小組結(jié)合實際生活、學(xué)習(xí)的需要，選取合適的題目進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計，讓學(xué)生充分了解從選題分析、設(shè)計方案及元器件的采購、軟硬件設(shè)計、線路焊接到硬件調(diào)試的整個設(shè)計過程，在設(shè)計過程中教師對學(xué)生遇到的問題進(jìn)行引導(dǎo)解決。通過課程設(shè)計，使學(xué)生融入有實際意義的項目完成過程之中，加深學(xué)生對課程知識的理解和掌握，提高綜合應(yīng)用知識的能力。同時通過小組協(xié)作的方式完成項目，也培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作能力。

3）CDIO模式下考核方式的改革。CDIO模式下的教學(xué)考核方式改變傳統(tǒng)的單一閉卷筆試模式，采用多種方式對學(xué)生進(jìn)行考核，建立注重過程、注重實踐、注重實際效果和創(chuàng)新的綜合考核方式。考核方式由筆試和實踐考核兩部分組成，分別占40%和60%。其中，筆試內(nèi)容為基本概念和理論，實踐考核貫穿于項目設(shè)計的整個過程中，教師對學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力、分析解決問題的能力、創(chuàng)新能力、小組間協(xié)作的能力，項目的完成質(zhì)量等方面進(jìn)行綜合考核。合理科學(xué)的考核方式，能給學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，使EDA課程的教學(xué)收到良好的教學(xué)效果。

4 結(jié)束語

在高職院校EDA技術(shù)課程教學(xué)中引入“做中學(xué)”和“基于項目教育和學(xué)習(xí)”的CDIO模式，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生工程實踐能力、創(chuàng)新能力、自主學(xué)習(xí)和團(tuán)隊合作的能力，而且為學(xué)生今后走向工作崗位打下良好的基礎(chǔ)。CDIO模式下的EDA課程教學(xué)能促進(jìn)學(xué)生素質(zhì)教育的發(fā)展和建設(shè)，具有可操作性和一定的推廣價值。

[1]顧佩華,沈民奮,李升平,等.從CDIO到EIP-CDIO:汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究,2008(1):13-14.

[2]朱小龍.EDA實踐教學(xué)與學(xué)生工程實踐素質(zhì)的培養(yǎng)[J].教育與職業(yè),2010(33):165-166.

[3]查建中.論“做中學(xué)”戰(zhàn)略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008(3):2-3.

[4]韓智,張振虹,等.基于CDIO理念的團(tuán)建工程課程教學(xué)改革[J].計算機(jī)教育,2010(10):56-57.

[5]文杰,任立軍,張林,等.新加坡理工學(xué)院基于CDIO模式的項目教學(xué)改革[J].職業(yè)技術(shù)教育,2009(35):91-93.

Teaching Research of EDA course based on CDIO Model//

Zheng Xiaoxi, Fan Qi l i, Zhen Ya

The passage aims to solve the problems that exist in EDA course teaching in Higher Vocational Col lages and explore the methods based on the CDIO model and the reform of course teaching. Practice has proved that teaching of EDA course adopt the CDIO teaching mode, we can avoid the problems of paying much at tention to theory than practice and avoid the problems that teaching has lit t le connection with the demand of the society . And it can improve the students’comprehensive abi l ity in a shor t time.

CDIO; Education model; EDA course

G712

B

1671-489X(2012)21-0060-02

10.3969 /j.issn.1671-489X.2012.21.060

作者：鄭曉茜，研究生，助教，研究方向為電氣、電子教學(xué)研究。