基于CDIO模式《高頻電子線路》課程教學(xué)改革探索
2014-09-02 03:58:25陳彥彬
教育教學(xué)論壇 2014年26期
摘要：以CDIO工程教育模式為指導(dǎo)，構(gòu)建以學(xué)生為主體，融“教學(xué)做”為一體的《高頻電子線路》課程教學(xué)體系。從理論教學(xué)改革、實訓(xùn)教學(xué)改革、課程考核以及課程教學(xué)體系實施效果等方面闡述了CDIO在高職教學(xué)改革中的具體應(yīng)用。以CDIO為主線，從學(xué)生工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力等四個層面進行教學(xué)設(shè)計，增強學(xué)生崗位適用能力、行業(yè)發(fā)展能力、職業(yè)生涯發(fā)展能力等三方面能力，促進課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的提升。實踐證明，該課程教學(xué)體系在高職教學(xué)中具有很大的可行性和重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：CDIO工程教育模式；高頻電子線路；課程教學(xué)改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0028-03
一、引言
從2000年起，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近2000萬美元巨額資助，經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate：分別代表構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作）工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO的理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評的12條標準。
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，該模式以工程項目為載體，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[1]。
二、CDIO工程教育模式下課程教學(xué)體系的構(gòu)建
《高頻電子線路》是《模擬電子技術(shù)》的后續(xù)課程，同時也是電子信息工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課。通過課程的學(xué)習，讓學(xué)生掌握無線通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成和基本原理，掌握無線通信設(shè)備各單元電路的組成原理和設(shè)計理論，使學(xué)生具備從事無線通信系統(tǒng)發(fā)送和接收設(shè)備的應(yīng)用開發(fā)能力和工程調(diào)試能力。但由于其理論性相對較強[2]，對實驗實訓(xùn)技能要求較高，一方面學(xué)生對該課程學(xué)習興趣不高，認為該課程枯燥無味、難懂；另一方面即使學(xué)生理論學(xué)會了也不知道該課程有何作用，如何應(yīng)用。
基于CDIO工程教育模式改革《高頻電子線路》課程的教學(xué)組織，努力構(gòu)建融“教學(xué)做”為一體的課程教學(xué)體系，能夠很好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習興趣，提高學(xué)生的工程實踐和工程應(yīng)用能力。CDIO工程教育模式下課程教學(xué)體系如圖1所示。
在構(gòu)思、設(shè)計環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維和設(shè)計能力；實現(xiàn)環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力；運作環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來工作崗位的工作能力[3]。從圖1我們可以看出，該課程教學(xué)體系將CDIO工程教育理念貫穿于《高頻電子線路》課程的整個教學(xué)過程，CDIO中構(gòu)思與設(shè)計環(huán)節(jié)的訓(xùn)練主要集中在理論教學(xué)中，而實訓(xùn)教學(xué)則側(cè)重于CDIO中實現(xiàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，課程設(shè)計則是側(cè)重訓(xùn)練CDIO中的運作環(huán)節(jié)，這樣從理論教學(xué)、實訓(xùn)教學(xué)、課程設(shè)計等多個方面有所側(cè)重的貫徹CDIO工程教育理念。
三、理論教學(xué)改革
（一）CDIO模式下的理論教學(xué)
基于CDIO的工程教育模式強調(diào)以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的整個生命周期為載體來學(xué)習工程，主要培養(yǎng)學(xué)生工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力等四個層面的能力。CDIO模式下《高頻電子線路》課程理論教學(xué)體系應(yīng)該以工程應(yīng)用為背景，涉及數(shù)學(xué)、系統(tǒng)開發(fā)硬件知識、開發(fā)軟件使用，要求學(xué)生能夠?qū)Ω叩葦?shù)學(xué)、電路原理、模擬電路等工程基礎(chǔ)知識、常用開發(fā)軟件、微處理器等課程進行綜合運用。CDIO模式下理論教學(xué)體系如圖2所示。
（二）教學(xué)方法的改革
1.重視緒論內(nèi)容的教學(xué)。鑒于該門課程內(nèi)容理論性較強，學(xué)生學(xué)習興趣不高等原因，通過重視緒論內(nèi)容的教學(xué)，讓學(xué)生對無線通信系統(tǒng)的發(fā)展史、高頻電子線路的研究對象、無線通信系統(tǒng)的組成原理、無線發(fā)送設(shè)備、無線接收設(shè)備等基本組成框圖理解的基礎(chǔ)上，還提供了無線通信系統(tǒng)的實際工程案例，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Zigbee、RFID等無線通信系統(tǒng)前沿技術(shù)，使學(xué)生明白其應(yīng)用價值，增強學(xué)生對該門課程的學(xué)習興趣和學(xué)習欲望。
2.重視工程系統(tǒng)設(shè)計方法的培養(yǎng)。該門課程是理論性和實踐性極強的專業(yè)課。將發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備的原理框圖貫穿于課程整個教學(xué)過程中，充分體現(xiàn)工程系統(tǒng)設(shè)計理念。調(diào)幅式無線電廣播發(fā)射機方框圖如圖3所示，發(fā)射機由信號源、低頻放大器、高頻振蕩器、高頻放大器（倍頻器）、振幅調(diào)制器、高頻功率放大器及天線等構(gòu)成。在各章節(jié)理論教學(xué)中，要讓學(xué)生理解好這個系統(tǒng)框圖與各章節(jié)內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系，明確所學(xué)的各單元內(nèi)容在通信系統(tǒng)中的地位和扮演的角色。同時，還要重視信號流程在構(gòu)建工程系統(tǒng)設(shè)計方法中的作用，要讓學(xué)生明確構(gòu)成系統(tǒng)各個單元電路的輸入輸出信號波形，以及信號在整個系統(tǒng)各個單元電路中的變換關(guān)系，從而構(gòu)建起各個單元內(nèi)容的聯(lián)系。
3.重視學(xué)生分析問題能力的培養(yǎng)。CDIO工程教育模式更加注重對學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，貫穿于CDIO整個過程。在課程教學(xué)中，借助先進的電路仿真軟件Multisim 10.0對所學(xué)各個基本單元電路進行模擬仿真，了解和測量電路性能指標，另一方面通過仿真軟件可以很簡單地改變電路的參數(shù)，通過查看電路性能的改變，從而熟悉掌握電路的動態(tài)性能，提高系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計能力和工程調(diào)試能力。
利用電子仿真軟件還可以設(shè)置電路故障點，讓學(xué)生利用已學(xué)知識分析故障現(xiàn)象，判斷故障位置，并且修復(fù)故障，方便高效。通過電子仿真軟件的使用，進一步提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高工程實踐能力。
四、CDIO工程教育模式下實訓(xùn)教學(xué)改革
實訓(xùn)項目和課程設(shè)計是加深和強化學(xué)生對課程內(nèi)容的理解與應(yīng)用的重要載體，也是CDIO的主要實現(xiàn)形式，是融知識教育和能力培養(yǎng)為一體的教育過程。
實訓(xùn)項目的教學(xué)設(shè)計和教學(xué)過程應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生三方面的能力：崗位適用能力、行業(yè)發(fā)展能力、職業(yè)生涯發(fā)展能力[4]。CDIO模式下實訓(xùn)項目教學(xué)實施體系如表1所示。
1.項目立項。項目立項主要集中訓(xùn)練CDIO工程教育模式的構(gòu)思環(huán)節(jié)。學(xué)生要根據(jù)項目需求、項目任務(wù)，收集項目相關(guān)資料，獲得項目設(shè)計所需的知識儲備。指導(dǎo)教師對學(xué)生進行指導(dǎo)和答疑，確定項目最合理的實施方案。這個項目過程能夠提高學(xué)生學(xué)習興趣和學(xué)習主動性，提高學(xué)生工程設(shè)計和創(chuàng)新能力。
2.項目實施。項目實施階段是CDIO綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是設(shè)計、實現(xiàn)、運作等CDIO過程綜合作用。該項目階段主要是根據(jù)構(gòu)思環(huán)節(jié)形成的項目實施方案，完成項目電路原理圖、元器件清單、項目電路板PCB圖設(shè)計、項目元器件安裝圖（作業(yè)指導(dǎo)書）等工程文檔的過程。
為了學(xué)生適應(yīng)和體驗社會與企業(yè)工作崗位，在項目實施過程中努力創(chuàng)設(shè)真實職業(yè)環(huán)境。例如，在收音機實訓(xùn)項目中，焊接階段采取企業(yè)流水線作業(yè)的教學(xué)方式，讓學(xué)生分工訓(xùn)練，按照作業(yè)指導(dǎo)書的要求進行實訓(xùn)，同時進行輪崗，讓學(xué)生在有限的時間進行多個崗位的體驗，增強學(xué)生就業(yè)適應(yīng)能力。
3.項目驗收[5]。每個項目的參與學(xué)生選出一名代表，利用PPT做項目匯報，并對作品進行功能演示。教師組成答辯評委會對學(xué)生各組項目完成情況作綜合評價，主要考查學(xué)生的理論知識應(yīng)用能力、工程實踐能力、應(yīng)變能力和團隊協(xié)作能力。
五、課程考核
基于CDIO工程教育模式教學(xué)體系的課程考核包括學(xué)生的個人學(xué)習能力和人際能力，產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)構(gòu)建能力以及學(xué)科知識。課程期末成績采用綜合評分法，學(xué)生課程成績構(gòu)成如表2所示。
六、CDIO課程教學(xué)改革實施效果
對實施CDIO課程教學(xué)體系的學(xué)生進行問卷調(diào)查顯示，95%的學(xué)生認為團隊協(xié)作精神在項目實施中很重要，92%的學(xué)生認為在項目過程中更能提高學(xué)習的主動性，98%的學(xué)生認為工程能力得到了很大提高。
通過實施CDIO工程教育模式，利用現(xiàn)代教育技術(shù)，按照產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行整個生命周期組織教學(xué)，構(gòu)建起以學(xué)生為主體，融“教學(xué)做”為一體的工科教學(xué)體系，同時形成了一套課程教學(xué)文檔，極大地提高了課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。
七、結(jié)束語
CDIO工程教育模式在《高頻電子線路》課程中的實踐與應(yīng)用，有效地解決了課堂教學(xué)與工程實踐之間脫節(jié)的問題。通過CDIO的實施，有力地提高了學(xué)生學(xué)習的主動性和積極性，有力地提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，有力地提高了學(xué)生溝通能力、團隊協(xié)作能力、語言表達能力，極大地增強學(xué)生的工程應(yīng)用能力和工程素養(yǎng)。實踐證明，基于CDIO工程教育模式課程教學(xué)體系在高職教學(xué)中具有很大的可行性和重要的指導(dǎo)意義。
參考文獻：
[1]蕢秀惠.“CDIO”模式下單片機課程改革探索[J].寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，14（6）：35—36.
[2]李德雄，靳會超，羅玉柱.CDIO授課模式在高職《微機原理》中的應(yīng)用[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，11（2）：125.
[3]李芳麗.CDIO理念下高職機電一體化專業(yè)實驗教學(xué)改革探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2012，10（3）：72.
[4]易銘.CDIO模式下“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程改革[J].職教通訊，2012，（15）：28.
[5]劉思遠，姜萬錄，陳剛，等.基于CDIO項目式教學(xué)的課程改革與實踐[J].教學(xué)研究，2012，35（3）：46.
作者簡介：陳彥彬（1987-），男，廣東揭陽人，助教。本科學(xué)士，主要從事電子信息系統(tǒng)開發(fā)、人工智能等嵌入式技術(shù)教學(xué)與科研。
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摘要：以CDIO工程教育模式為指導(dǎo)，構(gòu)建以學(xué)生為主體，融“教學(xué)做”為一體的《高頻電子線路》課程教學(xué)體系。從理論教學(xué)改革、實訓(xùn)教學(xué)改革、課程考核以及課程教學(xué)體系實施效果等方面闡述了CDIO在高職教學(xué)改革中的具體應(yīng)用。以CDIO為主線，從學(xué)生工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力等四個層面進行教學(xué)設(shè)計，增強學(xué)生崗位適用能力、行業(yè)發(fā)展能力、職業(yè)生涯發(fā)展能力等三方面能力，促進課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的提升。實踐證明，該課程教學(xué)體系在高職教學(xué)中具有很大的可行性和重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：CDIO工程教育模式；高頻電子線路；課程教學(xué)改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0028-03
一、引言
從2000年起，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近2000萬美元巨額資助，經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate：分別代表構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作）工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO的理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評的12條標準。
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，該模式以工程項目為載體，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[1]。
二、CDIO工程教育模式下課程教學(xué)體系的構(gòu)建
《高頻電子線路》是《模擬電子技術(shù)》的后續(xù)課程，同時也是電子信息工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課。通過課程的學(xué)習，讓學(xué)生掌握無線通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成和基本原理，掌握無線通信設(shè)備各單元電路的組成原理和設(shè)計理論，使學(xué)生具備從事無線通信系統(tǒng)發(fā)送和接收設(shè)備的應(yīng)用開發(fā)能力和工程調(diào)試能力。但由于其理論性相對較強[2]，對實驗實訓(xùn)技能要求較高，一方面學(xué)生對該課程學(xué)習興趣不高，認為該課程枯燥無味、難懂；另一方面即使學(xué)生理論學(xué)會了也不知道該課程有何作用，如何應(yīng)用。
基于CDIO工程教育模式改革《高頻電子線路》課程的教學(xué)組織，努力構(gòu)建融“教學(xué)做”為一體的課程教學(xué)體系，能夠很好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習興趣，提高學(xué)生的工程實踐和工程應(yīng)用能力。CDIO工程教育模式下課程教學(xué)體系如圖1所示。
在構(gòu)思、設(shè)計環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維和設(shè)計能力；實現(xiàn)環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力；運作環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來工作崗位的工作能力[3]。從圖1我們可以看出，該課程教學(xué)體系將CDIO工程教育理念貫穿于《高頻電子線路》課程的整個教學(xué)過程，CDIO中構(gòu)思與設(shè)計環(huán)節(jié)的訓(xùn)練主要集中在理論教學(xué)中，而實訓(xùn)教學(xué)則側(cè)重于CDIO中實現(xiàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，課程設(shè)計則是側(cè)重訓(xùn)練CDIO中的運作環(huán)節(jié)，這樣從理論教學(xué)、實訓(xùn)教學(xué)、課程設(shè)計等多個方面有所側(cè)重的貫徹CDIO工程教育理念。
三、理論教學(xué)改革
（一）CDIO模式下的理論教學(xué)
基于CDIO的工程教育模式強調(diào)以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的整個生命周期為載體來學(xué)習工程，主要培養(yǎng)學(xué)生工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力等四個層面的能力。CDIO模式下《高頻電子線路》課程理論教學(xué)體系應(yīng)該以工程應(yīng)用為背景，涉及數(shù)學(xué)、系統(tǒng)開發(fā)硬件知識、開發(fā)軟件使用，要求學(xué)生能夠?qū)Ω叩葦?shù)學(xué)、電路原理、模擬電路等工程基礎(chǔ)知識、常用開發(fā)軟件、微處理器等課程進行綜合運用。CDIO模式下理論教學(xué)體系如圖2所示。
（二）教學(xué)方法的改革
1.重視緒論內(nèi)容的教學(xué)。鑒于該門課程內(nèi)容理論性較強，學(xué)生學(xué)習興趣不高等原因，通過重視緒論內(nèi)容的教學(xué)，讓學(xué)生對無線通信系統(tǒng)的發(fā)展史、高頻電子線路的研究對象、無線通信系統(tǒng)的組成原理、無線發(fā)送設(shè)備、無線接收設(shè)備等基本組成框圖理解的基礎(chǔ)上，還提供了無線通信系統(tǒng)的實際工程案例，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Zigbee、RFID等無線通信系統(tǒng)前沿技術(shù)，使學(xué)生明白其應(yīng)用價值，增強學(xué)生對該門課程的學(xué)習興趣和學(xué)習欲望。
2.重視工程系統(tǒng)設(shè)計方法的培養(yǎng)。該門課程是理論性和實踐性極強的專業(yè)課。將發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備的原理框圖貫穿于課程整個教學(xué)過程中，充分體現(xiàn)工程系統(tǒng)設(shè)計理念。調(diào)幅式無線電廣播發(fā)射機方框圖如圖3所示，發(fā)射機由信號源、低頻放大器、高頻振蕩器、高頻放大器（倍頻器）、振幅調(diào)制器、高頻功率放大器及天線等構(gòu)成。在各章節(jié)理論教學(xué)中，要讓學(xué)生理解好這個系統(tǒng)框圖與各章節(jié)內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系，明確所學(xué)的各單元內(nèi)容在通信系統(tǒng)中的地位和扮演的角色。同時，還要重視信號流程在構(gòu)建工程系統(tǒng)設(shè)計方法中的作用，要讓學(xué)生明確構(gòu)成系統(tǒng)各個單元電路的輸入輸出信號波形，以及信號在整個系統(tǒng)各個單元電路中的變換關(guān)系，從而構(gòu)建起各個單元內(nèi)容的聯(lián)系。
3.重視學(xué)生分析問題能力的培養(yǎng)。CDIO工程教育模式更加注重對學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，貫穿于CDIO整個過程。在課程教學(xué)中，借助先進的電路仿真軟件Multisim 10.0對所學(xué)各個基本單元電路進行模擬仿真，了解和測量電路性能指標，另一方面通過仿真軟件可以很簡單地改變電路的參數(shù)，通過查看電路性能的改變，從而熟悉掌握電路的動態(tài)性能，提高系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計能力和工程調(diào)試能力。
利用電子仿真軟件還可以設(shè)置電路故障點，讓學(xué)生利用已學(xué)知識分析故障現(xiàn)象，判斷故障位置，并且修復(fù)故障，方便高效。通過電子仿真軟件的使用，進一步提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高工程實踐能力。
四、CDIO工程教育模式下實訓(xùn)教學(xué)改革
實訓(xùn)項目和課程設(shè)計是加深和強化學(xué)生對課程內(nèi)容的理解與應(yīng)用的重要載體，也是CDIO的主要實現(xiàn)形式，是融知識教育和能力培養(yǎng)為一體的教育過程。
實訓(xùn)項目的教學(xué)設(shè)計和教學(xué)過程應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生三方面的能力：崗位適用能力、行業(yè)發(fā)展能力、職業(yè)生涯發(fā)展能力[4]。CDIO模式下實訓(xùn)項目教學(xué)實施體系如表1所示。
1.項目立項。項目立項主要集中訓(xùn)練CDIO工程教育模式的構(gòu)思環(huán)節(jié)。學(xué)生要根據(jù)項目需求、項目任務(wù)，收集項目相關(guān)資料，獲得項目設(shè)計所需的知識儲備。指導(dǎo)教師對學(xué)生進行指導(dǎo)和答疑，確定項目最合理的實施方案。這個項目過程能夠提高學(xué)生學(xué)習興趣和學(xué)習主動性，提高學(xué)生工程設(shè)計和創(chuàng)新能力。
2.項目實施。項目實施階段是CDIO綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是設(shè)計、實現(xiàn)、運作等CDIO過程綜合作用。該項目階段主要是根據(jù)構(gòu)思環(huán)節(jié)形成的項目實施方案，完成項目電路原理圖、元器件清單、項目電路板PCB圖設(shè)計、項目元器件安裝圖（作業(yè)指導(dǎo)書）等工程文檔的過程。
為了學(xué)生適應(yīng)和體驗社會與企業(yè)工作崗位，在項目實施過程中努力創(chuàng)設(shè)真實職業(yè)環(huán)境。例如，在收音機實訓(xùn)項目中，焊接階段采取企業(yè)流水線作業(yè)的教學(xué)方式，讓學(xué)生分工訓(xùn)練，按照作業(yè)指導(dǎo)書的要求進行實訓(xùn)，同時進行輪崗，讓學(xué)生在有限的時間進行多個崗位的體驗，增強學(xué)生就業(yè)適應(yīng)能力。
3.項目驗收[5]。每個項目的參與學(xué)生選出一名代表，利用PPT做項目匯報，并對作品進行功能演示。教師組成答辯評委會對學(xué)生各組項目完成情況作綜合評價，主要考查學(xué)生的理論知識應(yīng)用能力、工程實踐能力、應(yīng)變能力和團隊協(xié)作能力。
五、課程考核
基于CDIO工程教育模式教學(xué)體系的課程考核包括學(xué)生的個人學(xué)習能力和人際能力，產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)構(gòu)建能力以及學(xué)科知識。課程期末成績采用綜合評分法，學(xué)生課程成績構(gòu)成如表2所示。
六、CDIO課程教學(xué)改革實施效果
對實施CDIO課程教學(xué)體系的學(xué)生進行問卷調(diào)查顯示，95%的學(xué)生認為團隊協(xié)作精神在項目實施中很重要，92%的學(xué)生認為在項目過程中更能提高學(xué)習的主動性，98%的學(xué)生認為工程能力得到了很大提高。
通過實施CDIO工程教育模式，利用現(xiàn)代教育技術(shù)，按照產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行整個生命周期組織教學(xué)，構(gòu)建起以學(xué)生為主體，融“教學(xué)做”為一體的工科教學(xué)體系，同時形成了一套課程教學(xué)文檔，極大地提高了課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。
七、結(jié)束語
CDIO工程教育模式在《高頻電子線路》課程中的實踐與應(yīng)用，有效地解決了課堂教學(xué)與工程實踐之間脫節(jié)的問題。通過CDIO的實施，有力地提高了學(xué)生學(xué)習的主動性和積極性，有力地提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，有力地提高了學(xué)生溝通能力、團隊協(xié)作能力、語言表達能力，極大地增強學(xué)生的工程應(yīng)用能力和工程素養(yǎng)。實踐證明，基于CDIO工程教育模式課程教學(xué)體系在高職教學(xué)中具有很大的可行性和重要的指導(dǎo)意義。
參考文獻：
[1]蕢秀惠.“CDIO”模式下單片機課程改革探索[J].寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，14（6）：35—36.
[2]李德雄，靳會超，羅玉柱.CDIO授課模式在高職《微機原理》中的應(yīng)用[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，11（2）：125.
[3]李芳麗.CDIO理念下高職機電一體化專業(yè)實驗教學(xué)改革探索[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2012，10（3）：72.
[4]易銘.CDIO模式下“PLC應(yīng)用技術(shù)”課程改革[J].職教通訊，2012，（15）：28.
[5]劉思遠，姜萬錄，陳剛，等.基于CDIO項目式教學(xué)的課程改革與實踐[J].教學(xué)研究，2012，35（3）：46.
作者簡介：陳彥彬（1987-），男，廣東揭陽人，助教。本科學(xué)士，主要從事電子信息系統(tǒng)開發(fā)、人工智能等嵌入式技術(shù)教學(xué)與科研。
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摘要：以CDIO工程教育模式為指導(dǎo)，構(gòu)建以學(xué)生為主體，融“教學(xué)做”為一體的《高頻電子線路》課程教學(xué)體系。從理論教學(xué)改革、實訓(xùn)教學(xué)改革、課程考核以及課程教學(xué)體系實施效果等方面闡述了CDIO在高職教學(xué)改革中的具體應(yīng)用。以CDIO為主線，從學(xué)生工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力等四個層面進行教學(xué)設(shè)計，增強學(xué)生崗位適用能力、行業(yè)發(fā)展能力、職業(yè)生涯發(fā)展能力等三方面能力，促進課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平的提升。實踐證明，該課程教學(xué)體系在高職教學(xué)中具有很大的可行性和重要的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：CDIO工程教育模式；高頻電子線路；課程教學(xué)改革
中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）26-0028-03
一、引言
從2000年起，麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)組成的跨國研究獲得Knut and Alice Wallenberg基金會近2000萬美元巨額資助，經(jīng)過四年的探索研究，創(chuàng)立了CDIO（Conceive，Design，Implement，Operate：分別代表構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作）工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO的理念不僅繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統(tǒng)地提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評的12條標準。
CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，該模式以工程項目為載體，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[1]。
二、CDIO工程教育模式下課程教學(xué)體系的構(gòu)建
《高頻電子線路》是《模擬電子技術(shù)》的后續(xù)課程，同時也是電子信息工程專業(yè)的一門必修專業(yè)課。通過課程的學(xué)習，讓學(xué)生掌握無線通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成和基本原理，掌握無線通信設(shè)備各單元電路的組成原理和設(shè)計理論，使學(xué)生具備從事無線通信系統(tǒng)發(fā)送和接收設(shè)備的應(yīng)用開發(fā)能力和工程調(diào)試能力。但由于其理論性相對較強[2]，對實驗實訓(xùn)技能要求較高，一方面學(xué)生對該課程學(xué)習興趣不高，認為該課程枯燥無味、難懂；另一方面即使學(xué)生理論學(xué)會了也不知道該課程有何作用，如何應(yīng)用。
基于CDIO工程教育模式改革《高頻電子線路》課程的教學(xué)組織，努力構(gòu)建融“教學(xué)做”為一體的課程教學(xué)體系，能夠很好地調(diào)動學(xué)生的學(xué)習興趣，提高學(xué)生的工程實踐和工程應(yīng)用能力。CDIO工程教育模式下課程教學(xué)體系如圖1所示。
在構(gòu)思、設(shè)計環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)思維和設(shè)計能力；實現(xiàn)環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力；運作環(huán)節(jié)主要培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)未來工作崗位的工作能力[3]。從圖1我們可以看出，該課程教學(xué)體系將CDIO工程教育理念貫穿于《高頻電子線路》課程的整個教學(xué)過程，CDIO中構(gòu)思與設(shè)計環(huán)節(jié)的訓(xùn)練主要集中在理論教學(xué)中，而實訓(xùn)教學(xué)則側(cè)重于CDIO中實現(xiàn)環(huán)節(jié)的訓(xùn)練，課程設(shè)計則是側(cè)重訓(xùn)練CDIO中的運作環(huán)節(jié)，這樣從理論教學(xué)、實訓(xùn)教學(xué)、課程設(shè)計等多個方面有所側(cè)重的貫徹CDIO工程教育理念。
三、理論教學(xué)改革
（一）CDIO模式下的理論教學(xué)
基于CDIO的工程教育模式強調(diào)以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的整個生命周期為載體來學(xué)習工程，主要培養(yǎng)學(xué)生工程基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統(tǒng)能力等四個層面的能力。CDIO模式下《高頻電子線路》課程理論教學(xué)體系應(yīng)該以工程應(yīng)用為背景，涉及數(shù)學(xué)、系統(tǒng)開發(fā)硬件知識、開發(fā)軟件使用，要求學(xué)生能夠?qū)Ω叩葦?shù)學(xué)、電路原理、模擬電路等工程基礎(chǔ)知識、常用開發(fā)軟件、微處理器等課程進行綜合運用。CDIO模式下理論教學(xué)體系如圖2所示。
（二）教學(xué)方法的改革
1.重視緒論內(nèi)容的教學(xué)。鑒于該門課程內(nèi)容理論性較強，學(xué)生學(xué)習興趣不高等原因，通過重視緒論內(nèi)容的教學(xué)，讓學(xué)生對無線通信系統(tǒng)的發(fā)展史、高頻電子線路的研究對象、無線通信系統(tǒng)的組成原理、無線發(fā)送設(shè)備、無線接收設(shè)備等基本組成框圖理解的基礎(chǔ)上，還提供了無線通信系統(tǒng)的實際工程案例，包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Zigbee、RFID等無線通信系統(tǒng)前沿技術(shù)，使學(xué)生明白其應(yīng)用價值，增強學(xué)生對該門課程的學(xué)習興趣和學(xué)習欲望。
2.重視工程系統(tǒng)設(shè)計方法的培養(yǎng)。該門課程是理論性和實踐性極強的專業(yè)課。將發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備的原理框圖貫穿于課程整個教學(xué)過程中，充分體現(xiàn)工程系統(tǒng)設(shè)計理念。調(diào)幅式無線電廣播發(fā)射機方框圖如圖3所示，發(fā)射機由信號源、低頻放大器、高頻振蕩器、高頻放大器（倍頻器）、振幅調(diào)制器、高頻功率放大器及天線等構(gòu)成。在各章節(jié)理論教學(xué)中，要讓學(xué)生理解好這個系統(tǒng)框圖與各章節(jié)內(nèi)容的對應(yīng)關(guān)系，明確所學(xué)的各單元內(nèi)容在通信系統(tǒng)中的地位和扮演的角色。同時，還要重視信號流程在構(gòu)建工程系統(tǒng)設(shè)計方法中的作用，要讓學(xué)生明確構(gòu)成系統(tǒng)各個單元電路的輸入輸出信號波形，以及信號在整個系統(tǒng)各個單元電路中的變換關(guān)系，從而構(gòu)建起各個單元內(nèi)容的聯(lián)系。
3.重視學(xué)生分析問題能力的培養(yǎng)。CDIO工程教育模式更加注重對學(xué)生分析問題、解決問題能力的培養(yǎng)，貫穿于CDIO整個過程。在課程教學(xué)中，借助先進的電路仿真軟件Multisim 10.0對所學(xué)各個基本單元電路進行模擬仿真，了解和測量電路性能指標，另一方面通過仿真軟件可以很簡單地改變電路的參數(shù)，通過查看電路性能的改變，從而熟悉掌握電路的動態(tài)性能，提高系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計能力和工程調(diào)試能力。
利用電子仿真軟件還可以設(shè)置電路故障點，讓學(xué)生利用已學(xué)知識分析故障現(xiàn)象，判斷故障位置，并且修復(fù)故障，方便高效。通過電子仿真軟件的使用，進一步提高學(xué)生分析問題、解決問題的能力，提高工程實踐能力。
四、CDIO工程教育模式下實訓(xùn)教學(xué)改革
實訓(xùn)項目和課程設(shè)計是加深和強化學(xué)生對課程內(nèi)容的理解與應(yīng)用的重要載體，也是CDIO的主要實現(xiàn)形式，是融知識教育和能力培養(yǎng)為一體的教育過程。
實訓(xùn)項目的教學(xué)設(shè)計和教學(xué)過程應(yīng)該著重培養(yǎng)學(xué)生三方面的能力：崗位適用能力、行業(yè)發(fā)展能力、職業(yè)生涯發(fā)展能力[4]。CDIO模式下實訓(xùn)項目教學(xué)實施體系如表1所示。
1.項目立項。項目立項主要集中訓(xùn)練CDIO工程教育模式的構(gòu)思環(huán)節(jié)。學(xué)生要根據(jù)項目需求、項目任務(wù)，收集項目相關(guān)資料，獲得項目設(shè)計所需的知識儲備。指導(dǎo)教師對學(xué)生進行指導(dǎo)和答疑，確定項目最合理的實施方案。這個項目過程能夠提高學(xué)生學(xué)習興趣和學(xué)習主動性，提高學(xué)生工程設(shè)計和創(chuàng)新能力。
2.項目實施。項目實施階段是CDIO綜合訓(xùn)練環(huán)節(jié)，是設(shè)計、實現(xiàn)、運作等CDIO過程綜合作用。該項目階段主要是根據(jù)構(gòu)思環(huán)節(jié)形成的項目實施方案，完成項目電路原理圖、元器件清單、項目電路板PCB圖設(shè)計、項目元器件安裝圖（作業(yè)指導(dǎo)書）等工程文檔的過程。
為了學(xué)生適應(yīng)和體驗社會與企業(yè)工作崗位，在項目實施過程中努力創(chuàng)設(shè)真實職業(yè)環(huán)境。例如，在收音機實訓(xùn)項目中，焊接階段采取企業(yè)流水線作業(yè)的教學(xué)方式，讓學(xué)生分工訓(xùn)練，按照作業(yè)指導(dǎo)書的要求進行實訓(xùn)，同時進行輪崗，讓學(xué)生在有限的時間進行多個崗位的體驗，增強學(xué)生就業(yè)適應(yīng)能力。
3.項目驗收[5]。每個項目的參與學(xué)生選出一名代表，利用PPT做項目匯報，并對作品進行功能演示。教師組成答辯評委會對學(xué)生各組項目完成情況作綜合評價，主要考查學(xué)生的理論知識應(yīng)用能力、工程實踐能力、應(yīng)變能力和團隊協(xié)作能力。
五、課程考核
基于CDIO工程教育模式教學(xué)體系的課程考核包括學(xué)生的個人學(xué)習能力和人際能力，產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)構(gòu)建能力以及學(xué)科知識。課程期末成績采用綜合評分法，學(xué)生課程成績構(gòu)成如表2所示。
六、CDIO課程教學(xué)改革實施效果
對實施CDIO課程教學(xué)體系的學(xué)生進行問卷調(diào)查顯示，95%的學(xué)生認為團隊協(xié)作精神在項目實施中很重要，92%的學(xué)生認為在項目過程中更能提高學(xué)習的主動性，98%的學(xué)生認為工程能力得到了很大提高。
通過實施CDIO工程教育模式，利用現(xiàn)代教育技術(shù)，按照產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行整個生命周期組織教學(xué)，構(gòu)建起以學(xué)生為主體，融“教學(xué)做”為一體的工科教學(xué)體系，同時形成了一套課程教學(xué)文檔，極大地提高了課程教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)水平。
七、結(jié)束語
CDIO工程教育模式在《高頻電子線路》課程中的實踐與應(yīng)用，有效地解決了課堂教學(xué)與工程實踐之間脫節(jié)的問題。通過CDIO的實施，有力地提高了學(xué)生學(xué)習的主動性和積極性，有力地提高了學(xué)生分析問題和解決問題的能力，有力地提高了學(xué)生溝通能力、團隊協(xié)作能力、語言表達能力，極大地增強學(xué)生的工程應(yīng)用能力和工程素養(yǎng)。實踐證明，基于CDIO工程教育模式課程教學(xué)體系在高職教學(xué)中具有很大的可行性和重要的指導(dǎo)意義。
參考文獻：
[1]蕢秀惠.“CDIO”模式下單片機課程改革探索[J].寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2010，14（6）：35—36.
[2]李德雄，靳會超，羅玉柱.CDIO授課模式在高職《微機原理》中的應(yīng)用[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2012，11（2）：125.
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