CDIO工程教育理念融入電類專業基礎實驗教學改革探索

摘 要： 本文介紹了CDIO工程教育理念的基本概念，對傳統電類基礎實驗教學存在的問題進行了分析，從實驗教學的內容、教學手段、方法考核等方面進行了探討和改革。

關鍵詞： CDIO 電類專業 基礎實驗教學改革

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，它由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究組織經過四年的探索研究，所創立的一種新型、高效的工程教育理念，并已在國際上眾多工程教育改革中進行了逐步推廣。這種模式注重扎實的工程基礎理論和專業知識的培養，通過每一門課程，每一個模塊，每一個教學環節落實產業對能力的要求，滿足產業對工程人才質量的要求。本文將CDIO工程教育理念引入到電類專業基礎實驗課程的教學中，對學生專業技術能力和工程能力的培養具有非常重要的意義。

1.傳統基礎實驗教學存在的問題

1.1實驗教學內容和方法單一

傳統電類專業基礎實驗教學，多以驗證性實驗為主，設計綜合性實驗偏少，學生在做實驗過程中基本上是按照規定的步驟操作，對實驗原理和實驗中元器件的參數識別、性能測試和選用等不能理解和掌握，這種機械式的實驗操作學生幾乎不需要做什么思考，極大地限制了學生求知的熱情和創造性思維，也逐漸失去了實驗教學的意義。

在實驗教學方法上，長期以來基礎實驗教學和理論教學一樣，采用灌輸式和填鴨式的教學方法.教師先從實驗目的、實驗儀器、實驗內容到實驗步驟、數據處理等都做了詳盡的講解和演示之后，再讓學生仿照著練習，這種教學方式過于單一使得學生實驗提不起興趣，嚴重影響其學習的積極性。

1.2實驗教學的考核方法不嚴謹、不科學

長期以來，傳統教學中一直存在重理論輕實踐的傾向。我校以前的電類專業基礎實驗并沒有單獨的學分。實驗課老師根據學生的實踐操作能力和完成實驗報告的情況給一個實驗課分數，其成績占到總課時的20%。整個實驗課的評價體系主要看學生課前是否預習，是否完成實驗內容，實驗數據是否合理，對實驗數據的分析是否恰當等，實際上這種評價方式存在一些缺陷。僅僅從實驗報告來看，其并沒有考查到學生的實際操作情況和獨立思考的能力，使得學生對實驗課的重視程度大大下降。

2.CDIO工程教育理念融入電類專業基礎實驗教學改革探索

2.1教學內容的多元化

根據CDIO工程教育理念，將實驗環節與產品開發生命周期——構思、設計、實現和運作緊密結合起來，參考CDIO工程教育能力大綱的內容，設計適合電類專業的CDIO實驗課程體系，全面培養學生個人能力、人際溝通能力、專業應用能力、產品和系統的構建能力，與電子信息行業對人才的需求保持一致。實驗課程體系可分解為4個層次：基礎性實驗、設計性實驗、綜合性實驗和專業創新性實驗。

第1層次——基礎性實驗，重點是培養學生相關學科的基本實驗技能、操作規范和動手能力，增強實踐意識，加深對理論課程教學內容的理解；

第2層次——設計性實驗，是基礎性實驗的延深，側重對專業技能的掌握，側重于學生分析問題、解決問題的能力，以及初步的系統分析和設計能力的培養；

第3層次——綜合性實驗，面向就業崗位的技術需求，側重于學生對專業應用能力、工程推理和解決問題能力的培養；

第4層次——專業創新性實驗，注重學生團隊協作能力、創造性能力的培養，提高學生理論運用及工程實踐的能力。

2.2評價方式的多元化

CDIO主張不同的能力用不同的方式進行考核，建立多樣化的考核方式。為了能夠科學地、合理地對學生的動手能力、交流與溝通能力、解決問題能力、團隊合作能力和創新能力等進行考核，在電類專業基礎實驗課程考核評價中，我們采用筆試（閉卷、開卷、小論文、大作業、項目設計、調查報告、實驗設計報告）、口試、實際操作等多種方式相結合的形式，如：基礎理論題，用于閉卷考試，主要檢驗學生對基礎理論掌握的牢固程度；綜合論述題，用于開卷考試，主要測試學生對學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、學習組學生等共同參與的方式組題，如：倡導班級學生組成幾個命題小組，根據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，由教師選優整合，形成最終考核試題，能更好地促進學生平時學習、自主復習和創新思維。

2.3教學手段的多元化

CDIO工程教育理念強烈提倡教師要激發學生的學習興趣，使學生能夠主動地學習。以創新實踐能力培養為核心，充分利用現代教育技術，將傳統的課堂授課、計算機仿真技術、網絡教學結合起來，吸取各種教學手段的優點，形成多元化教學模式。

這項工作可以從兩個方面著手，其一，借助Multisim軟件，教師依據教學大綱要求，實時地針對每個必修的實驗內容，采用此軟件完成獨立的仿真系統，通過網絡提供給學生，作為學生的預習參考。這樣學生在實驗前通過自學Multisim軟件，對將要進行的實驗題目預仿真，理解實驗內容。其二，借助Labview虛擬儀器開發軟件，針對學生難于操作和掌握的實驗儀器如示波器、函數信號發生器等，設計出具有相同版面功能的虛擬儀器并共享到網絡中，這樣可以方便學生在非實驗室練習實驗儀器的使用。

3.結語

本文分析了傳統基礎實驗教學存在的不足，基于CDIO先進的教育理念，提出了幾點建議，推進實驗教學改革。實驗教學改革是一項長期、復雜的任務，在實驗教學改革過程中，要不拘一格，適應社會發展的要求，培養出科技發展需求的人才。

參考文獻：

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