CDIO模式電子信息工程導論的教學探討

廖小芳

【摘 要】基于國際流行的CDIO模式和高等工程教育的先進理念，探索構建電子信息工程專業(yè)導論的課程體系，將理論教學和實踐教學相結合，讓學生在學習專業(yè)知識的同時體驗工程項目的設計實踐過程。

【關鍵詞】CDIO；電子信息工程；導論

0 引言

電子信息工程專業(yè)具有很強的工程性和應用性，電子信息工程人才應該是掌握了專業(yè)知識和綜合性技能，具有開拓精神和創(chuàng)新實踐能力的復合型人才。而現(xiàn)階段的大學教育仍然存在“重理論、輕實踐”的現(xiàn)象，忽視了學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[1]，與企業(yè)和社會需求嚴重脫節(jié)。而CDIO工程教育模式強調(diào)“知識傳授與能力培養(yǎng)并重”[2]。因此，為使剛入學的大一新生從理科生向工科生轉變，通過開設導論性課程，從新生入學的起始階段就將工程實踐引導入門，盡早對新生進行工程訓練，激發(fā)學生對工程領域的興趣。基于CDIO模式的電子信息工程專業(yè)導論就是基于以上問題提出的專業(yè)引導課程，它將理論教學和項目實踐有機聯(lián)系起來，讓學生在學習專業(yè)知識的同時體驗工程項目的設計過程，幫助學生樹立正確的工程教育理念[3-4]，為學生了解本專業(yè)、深入學習本專業(yè)的知識打下良好的基礎。

1 CDIO模式與電子信息工程專業(yè)導論課程有機融合

電子信息工程專業(yè)導論是電子信息學科一門重要的專業(yè)基礎課，它的作用在于系統(tǒng)全面地介紹電子信息的基礎知識，引導學生進入電子信息學科的大門。該課程在教學中主要面臨兩個方面的問題：一是該課程的授課對象是電子信息技術類專業(yè)剛入學的大一新生，由于入學前大多數(shù)學生僅通過專業(yè)名稱或專業(yè)介紹對所學專業(yè)作簡單的了解，造成學生對電子信息工程專業(yè)認識甚少，不知道這個專業(yè)主要學習哪些課程，甚至不清楚學這個專業(yè)將來會從事什么工作。二是電子信息工程專業(yè)導論課程的特點是知識面廣、實踐性強，其知識范圍涉及電子線路、物聯(lián)網(wǎng)、FPGA、嵌入式、及其他計算機、通信交叉融合學科等方面。因此，如果采用課堂講授這種傳統(tǒng)教學模式，由學科基礎到專業(yè)基礎再到專業(yè)課程，對各個課程間的相互關系和課程的內(nèi)容進行逐點具體講解，這種授課方式的優(yōu)點在于能把具體知識點闡釋清楚，突出重點，缺點是讓學生著重于記憶這些知識點，趨向于死記硬背，缺乏一種思維方式和行為習慣，新生可能難以接受部分教學內(nèi)容，不能正確理解課程內(nèi)容，這樣不但不能幫助學生建立起對專業(yè)領域的整體認識，反而打擊其專業(yè)的學習積極性，這將極大地影響學生對后續(xù)專業(yè)課程的學習。其實，電子信息工程專業(yè)導論這門課與生活體驗息息相關，電子信息產(chǎn)品在人們的生活中隨處可見，只要將理論教學和外部實踐結合起來，就可以培養(yǎng)學生的職業(yè)興趣，加深其對專業(yè)的認識。

本文將CDIO模式引入電子信息專業(yè)導論課程的教學當中，通過導論性的專業(yè)基礎課程，從入學開始階段就將工程實踐引導入門，將理論知識應用到實際問題的解決中，培養(yǎng)一種工程思維習慣，在知識的學習和工程應用之間形成良性互動。

2 電子信息工程專業(yè)導論理論及實踐內(nèi)容的設置

基于CDIO工程教育理念，根據(jù)電子信息工程專業(yè)教育教學的特點，構建CDIO模式下的電子信息工程專業(yè)導論的課程體系及實踐體系，在傳統(tǒng)教學的基礎上引入具體項目的設計和實施，把創(chuàng)新精神貫徹在項目工程實施的整個過程中，提升學生素質和能力，并培養(yǎng)必要的個人和人際交往能力。電子信息工程專業(yè)導論課程內(nèi)容包括兩個部分：理論課教學與實踐項目，其中理論主要以專題報告的形式開展；實踐項目讓學生進行電子作品設計和制作為主。

2.1 理論課教學設置

電子信息工程專業(yè)導論課程通過向學生全面介紹電子信息工程的學科體系和專業(yè)課程計劃，讓學生了解專業(yè)特點及培養(yǎng)目標、知識結構、能力結構、主干課程、主要實踐教學環(huán)節(jié)及行業(yè)應用等，使學生對專業(yè)領域及未來的就業(yè)前景有一個全面的認識和了解，明確電子信息工程專業(yè)的市場需求，從而指導學生做好四年內(nèi)的大學學習計劃。

理論教學內(nèi)容根據(jù)電子信息工程專業(yè)的教學目標及崗位能力合理設置，教學形式不局限于課堂講授的方式，以開設專題講座、參觀企業(yè)、實驗室等多種形式實現(xiàn)，其教學方法應向啟發(fā)式、引導式、多樣性方向發(fā)展。專題講座主要圍繞“電子信息技術和電子信息工程專業(yè)介紹”、“電子信息工程專業(yè)的人才培養(yǎng)方案”、“電子信息工程專業(yè)的應用領域及就業(yè)前景”、“職業(yè)道德和社會責任”等方面展開，根據(jù)教師的專業(yè)特點及研究方向選擇教師進行專題講座，而教師應根據(jù)專題內(nèi)容并結合學科發(fā)展趨勢、前沿問題進行拓展，使學生不僅了解學科的特點，更看到行業(yè)現(xiàn)狀和未來的發(fā)展趨勢，讓學生盡早進入專業(yè)領域。

2.2 實踐項目設置

實踐項目是導論課的另一個重要環(huán)節(jié)，安排在導論課程的后期，將學生組成3-5人的團隊，指導學生嘗試構思并設計一個電子綜合系統(tǒng)。考慮到（1）大一新生還未開始專業(yè)課程的學習，且對電子信息技術認識水平參差不齊，所以，在項目的選擇上必須充分考慮大部分學生的接受和理解能力（2）現(xiàn)在的90后、00后學習比較情緒化，對枯燥的內(nèi)容、老師面面俱到的講授方式提不起學習熱情，對感興趣的東西、鼓勵式引導式的講授方式則學習積極性極高。因此，導論課的CDIO項目設計以激發(fā)專業(yè)興趣為主，最好和學生的學習生活相關，而且簡單可行并帶有一定的趣味性。

在開始CDIO項目教學前，有必要讓大一新生觀摩學習一些大學生電子實踐創(chuàng)新的案例，用實物和視頻的形式展示一些大學生制作的電子作品和小創(chuàng)新發(fā)明，重在啟發(fā)學生開闊思路，發(fā)現(xiàn)問題和創(chuàng)新的源泉。然后依次實施CDIO教學的構思、設計、實施和運行四個環(huán)節(jié)。

2.2.1 構思

讓學生以小組形式，開動腦筋，從日常生活和學習生活出發(fā)，發(fā)現(xiàn)生活學習用具中的不足和缺陷，各組集體討論構思一個課題，可以是彌補生活中電子產(chǎn)品的不足與缺陷的小發(fā)明，也可以是改進現(xiàn)有電子產(chǎn)品功能的新型制作，要求有自己的創(chuàng)意。這個階段，學生的積極性被充分調(diào)動起來，大家都在構思如何才能設計出一個別具新意而又實用的電子產(chǎn)品。endprint

2.2.2 設計

在老師的指導下，各組同學就自己構思的課題，通過查閱書籍或網(wǎng)絡資料，對其進行主動的探究并學習相應的專業(yè)知識，從而明確解決問題的方法，確定設計方案。這個階段對整個項目的開展影響很大，設計方案的選擇，既要滿足電子產(chǎn)品的功能，還要考慮成本和可操作性。教師在這個階段要融入學生小組，適時給予學生指導和建議，確保方案的可實施性。

2.2.3 實施

團隊成員根據(jù)工組計劃開展工作，分工合作，如硬件電路設計、裝配和調(diào)試、軟件設計、編寫和調(diào)試、元器件采購、軟硬件聯(lián)調(diào)等。這個階段注重培養(yǎng)學生工程意識和素養(yǎng)，鍛煉學生的項目實施能力、團隊協(xié)作能力。教師在此階段隨時關注學生的項目進展，并及時將項目中涉及到的知識和技能如焊接、安裝、元器件識別等傳授給學生，真正體現(xiàn)“做中學、做中教”。

2.2.4 運行

這一階段主要是調(diào)試和驗證電子產(chǎn)品功能、排除故障并完成課程小論文的寫作，最后進行項目驗收和答辯考核。各組以PPT形式匯報系統(tǒng)方案、項目實施、人員分工、心得體會，并演示實物成果，然后進行組間互評、教師總評。最終項目的成績評價由組間互評、教師總評共同構成，評價內(nèi)容包括項目創(chuàng)新性、功能性、團隊配合情況、答辯及課程小論文等多個方面。

3 結語

經(jīng)過3年的課程實踐，“電子信息工程專業(yè)導論”課程取得了一定成效。由學生自主構思并設計制作的CDIO項目作品中不乏構思獨特、制作精良的作品，如由音樂門鈴改造的地震報警器、多功能智能灑水小車、太陽能節(jié)能風扇等。因此，基于CDIO模式的電子信息工程專業(yè)導論的課程體系的構建，有利于強化學生的綜合能力培養(yǎng)，對培養(yǎng)具有社會責任感、創(chuàng)新精神及實踐能力的創(chuàng)新性應用型人才大有裨益。

【參考文獻】

[1]姚春燕，彭偉，潘柏松，劉云峰.基于CDIO大學生創(chuàng)新團隊實踐探索[J].浙江工業(yè)大學學報，2013，12（3）：342-345.

[2]顧佩華， 沈民奮， 施小華，譯.重新認識工程教育-國際CDIO培養(yǎng)模式與方法[M].高等教育出版社，2009（4）：90.

[3]王新艷.項目導向的CDIO理念在應用電子技術專業(yè)課程中的應用[J].青島職業(yè)技術學院學報，2013，26（6）：46-49.

[4]姜大源，吳全全.德國職業(yè)教育學習領域的課程方案研究[J].中國職業(yè)技術教育，2007，258（1）：47-53.

[責任編輯：田吉捷]endprint