基于CDIO模式的電子技術課程教學研究

李文

摘 要 為提高本科生的專業技能，培養應用型人才，在電子技術系列課程中實施CDIO高等工程教育模式，從課程理論教學和實踐環節兩個方面進行課程改革的研究和總結。該方法對轉換學生的學習觀念和思維模式起到積極的促進作用，加深了對相關知識點的理解。

關鍵詞 CDIO；電子技術；電子輔助設計

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）22-0088-02

Research on Teaching of Electronic Technology Courses based on CDIO Model//LI Wen

Abstract In order to improve the undergraduates professional skill

and train applied talents， CDIO engineering education model was carried in the series of electronic technology courses. Courses reform

was studied and summarized from theory teaching and practice tea-ching. The method played the positive role in transforming students learning ideas and changing the model of thinking problems， and deepened students understanding of relevant knowledge.

Key words CDIO； electronic technology； electronic design auto-mation

1 前言

CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）是構思—設計—實現—運行的教育模式，2000年由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等4所大學組成的跨國研究組織提出。該教學模式的特點是以產品為目標，經歷從研發到運行整個周期，建立課程中理論知識和實踐能力的直接聯系，從而激發學生學習的主動性。這種教學模式對所學內容抽象枯燥、技術經驗要求高的工科學生具有極大的挑戰性，在高校教學中引起較大的反響與教學改革研究[1-3]。筆者結合所教電子技術課程的CDIO教學改革，對教學體會進行總結和討論。

2 理論教學

教無定法，多種教學法并用 電子技術課程系列包括電路原理、模擬電子技術和數字電子技術，是高等院校電子信息及自動化類的專業基礎課。這類課程的顯著特點是理論性和工程實踐性強，而且相關技術發展快，和人們的日常生活有著密切聯系，在教學中很難用一種模式貫穿始終。啟發式、引導式、討論式、案例式等，應該結合所學內容的特點適當選擇一種或幾種方法，不能千篇一律地“滿堂灌”。此外，針對CDIO模式特點，理論教學應該配合好，讓學生在“產品”層面上先掌握切實可行的知識，不必要求學生在課堂上完全理解理論難點，可以通過實踐環節對理論知識進行再認識、再提高。

與時俱進，及時引入新技術 電子技術發展迅速，教科書上的內容都是基礎理論和知識，耳熟能詳的新產品、新技術可以引起學生很大的興趣。教師應該摒棄傳統教學理念，在專業上具有與時俱進的思想，善于發現并適當引入這些先進知識和技術，以開闊學生視野，對知識追根溯源、形成體系。如模擬電路中“場效應管”一節，不僅場效應管的工作原理抽象，不易理解，而且種類繁多，很容易弄混。在教學中，除了和雙極型三極管進行對比學習外，教師還可以介紹場效應管在現代電子產品及集成電路中所占有的優勢和地位，引入行業術語，結合技術參數，進一步理解理論知識。

轉變角色，教師緊密配合學生 對于非重點校的本科生，教師必須考慮到學生實際的接受知識的能力，不可要求過高或過急。如果要求太高、難度太大，學生在面臨巨大壓力的時候不僅沒有動力，而且會挫傷他們的自信心和積極性。教師的角色由“嚴格要求”轉變到“熱情鼓勵”，保護學生的自信心，激發他們的熱情和潛力。布置的任務要具有可行性，不能難倒大部分學生，而且在保證質量的前提下，要盡可能新穎別致，每一步都既獨立又相互聯系。如在教學放大器時，可以先讓學生設計最簡單的交流小信號放大電路，然后依次提出更高要求，如靜態工作點穩定的放大電路，以及具體的設計指標，進而學習各項參數的相互關系及優化措施，最后設計功率放大器。

在教學環節中，教師要密切關注學生動態，建立聯系群，有問題及時溝通討論，既要鍛煉學生的自主能力，也要防止走太大的彎路，否則既影響教學進度，又挫傷學生的學習積極性。在這種教學模式下，真正達到讓學習者主動建構知識的目的，實現自己獲取知識、自我更新甚至創造新知識的理想目標。

3 實踐教學

權力下放，讓每個學生都有選擇權 實踐活動是實施CDIO模式的主要環節。實踐教學包括實驗教學、延續教學、興趣小組等形式。首先將必要的實驗技能和基礎知識進行訓練，學生自愿組合，教師布置基本題目且一定要把方案進行分解，一步一步進行。學生可以通過查閱資料、討論，在基本題目的基礎上自主添加內容。教師在給定成績時不以最后的實驗結果為作為成績評定的唯一依據，而是要注重過程學習評價，合理給出成績。

延續教學和興趣小組是進行CDIO的黃金場所，集上網查閱、分組討論、焊接組裝等于一體，低年級的學生制作了“玩具小熊”“簡易電子琴”“閃爍胸針”等，高年級學生制作了“循跡小車”“電子鐘”“智能交通燈控制裝置”

等。通過這種訓練，學生不僅體會到所學專業知識的應用場合，更可貴的是在整個過程中都從用戶需求出發，設計中考慮到實用性、經濟性和趣味性，使得思維更加的全面和成熟。

因材施教，讓每個學生都有成就感 每個學生的專業基礎和興趣不同，在進行CDIO模式教學時也應該因材施教、靈活掌握，充分發揮每個學生的自主性，即進行個性化教學，這是培養學生應用能力和創新意識的重要途徑。大部分學生的學習興趣需要培養，讓每個學生都有成就感是激發興趣的有效手段。在整個過程中，學生發現問題、分析問題和解決問題的能力以及團隊協同力都能得到培養，個性才能夠得到充分發揮，這是實施CDIO教學模式的重要保證。

在當今網絡和信息發達的社會中，知識的獲取突破時間、空間的限制，計算機網絡給每個學生的個性化學習創造了很好的條件。在產品創意、設計思想、技術實現等方面對每個學生要求的側重點不同，不搞“一刀切”。實踐證明：學生之間相互影響的作用是很大的，有些對專業不感興趣的學生在組員的影響下不甘落后、奮起直追，相比教師一味說教效果更理想。

EDA技術的必要性 對電子技術課程而言，產品設計與實踐需要必要的教學條件，但是很多高校不能達到硬件要求。同時，在進行電子產品的設計中為縮短設計周期，減少設計成本，也需要電子輔助設計（EDA）技術。常用EDA軟件有Multisim、Protel、ORCAD等，讓學生在完成實驗的過程中掌握電路的設計和仿真技能，在設計題目的重點或難點環節應用EDA技術，可以鍛煉學生改變元器件參數和改善電路性能的能力。

如放大器的設計與仿真、數字電子表、電容的充放電過程等，通過仿真，學生可以直觀理解電路原理，便捷地改變電路參數，對實際電路的焊接和調試做到心中有數。在空調制冷機自動控制中，利用仿真軟件中的正弦波模擬實際溫度變化引起的電壓變化信號，可以讓學生方便練習電壓比較器中閾值電壓值的設計。仿真技術的運用不僅提高了學習效率，而且讓學生更直觀地體會重要參數的物理意義，尤其是參數設計不合理情況下的后果。

4 結語

CDIO教學理念體現了系統性、科學性和先進性的統一，代表了當代工程教育的發展趨勢，使得工程教育改革具體化、可操作、可測量，并對學生和教師都具有重要指導意義。基于CDIO的電子技術課程教改克服了傳統教學方法的不足，不但促進了理論教學質量，而且增強了學生主動學習的意識，對所學專業具有整體認識。而且基于產品的教學高度，使得電路、模擬電子、數字電路及單片機等課程有機地聯系起來，提高了學生的專業綜合素質。參考文獻

[1]陳冬松，孫陽春.CDIO工程教育模式下的工科院校人才培養途徑[J].現代教育管理，2011（11）：34-37.

[2]康全禮，陸小華，熊光晶.CDIO大綱與工程創新型人才培養[J].高等教育研究學報，2008，31（4）：15-18.

[3]姜大志，孫浩軍.基于CDIO的主動式項目驅動學習方法研究：以Java類課程教學改革為例[J].高等工程教育研究，2012（4）：159-164.