CDIO理念下的“模擬電路”網絡教學研究

張雪姣 董汝靖 楊 潔 孫興華

（河北北方學院，河北 張家口 075000）

近年來我國高度重視教育信息化建設并不斷探索新工科專業的CDIO教學模式，為工科教學提供一條新的教學改革思路，網絡教育作為新型的教育方式面臨著前所未有的機遇和巨大的挑戰。多樣化的教學方式是開啟在線教學的主要支撐，同時也是高校教師利用網絡開展新工科教學研究的重大挑戰。

互聯網線上平臺可以突破傳統的教育模式，讓教育沒有地域限制，學校的教學資源對所有學生開放，體現出教育的公平性。在網絡教學中，開展基于CDIO理念的課程教學研究，讓學生即使在線上也能感受到工科的教育理念，將工程教育模式貫徹到整個課程的教學環節。不斷探索基于CDIO的網絡教學模式，改善單一網絡教學方式的弊端，彌補學生自身學習過程中知識的缺陷，讓學習更有針對性。教師通過開展基于CDIO理念的網絡教學研究不斷改進教學方式，尋求適合工科學生的網絡教學思路。

一、探索與構建基于CDIO的網絡教學模式

《模擬電路》是一門理論性、實踐性都很強的課程，對于電子類學生的專業發展起到奠基作用，因此《模擬電路》的課程設計教學內容多，但課時緊［1］。就目前我校學生的情況來說，普遍存在基礎差，學習動力不足的現象。因此，針對專業基礎課程的線上教學、課程設計、教學手段等變得尤為重要，如何讓學生更直觀的獲取課程的知識點，特別是重難點內容的理解和應用，是值得進行教學探索的。通過開展豐富的、細致的教學活動，提高學生的線上參與度，調動學生的積極性，讓學生在疫情防控期間也能得到很好的發展，能力得到提高，并培養學生優秀的學習習慣，為后續專業課程的學習打下良好的基礎。

二、基于CDIO理念的網絡教學探索

（一）前期網絡教學的問題

為保證網絡課程的順利開展，教師間不斷研究行之有效的網絡教學模式。在實施《模擬電路》網絡教學過程中發現存在以下問題：

1.《模擬電路》更注重提高學生的動手能力和綜合應用能力，而網絡教學時學生不能面對實物，缺乏實際的實驗操作，增加了授課難度，沒有實驗現象輔助學生對知識的消化變慢，從而間接增加了課程的難度。

2.《模擬電路》理論知識繁雜，當有多門課程開展網絡教學時，學生需要長時間集中地面對電子設備，會造成狀態不集中，精神容易困乏。進而影響學生的學習情緒，對學習缺乏積極性。

3.網絡教學平臺數量有限，當同一時間大范圍的使用同一教學軟件時，會出現網絡擁堵的情況，導致課程無法繼續。

4.網絡課程無法做到實時監督學生的行為，隨著學生學習興趣的降低可能會從事與課程無關的事情，最終導致課程進度跟不上。

5.單純的理論知識講解，不利于學生建立工程概念，對團隊的分工、合作意識及項目的完整設計、參與缺乏。

（二）教學問題解決方案

結合CDIO理念及《模擬電路》課程的特點，制定了以下解決方案，以提高學習效果：

1.為避免網絡擁堵，并改善在線教學的狀況，本課程混合使用騰訊課堂+學習通的教學方式，使用騰訊課堂進行課程直播，最后形成回放視頻供學生多次觀看、學習。使用學習通與同學互動，設置課堂在線的知識搶答、課前復習、布置課后作業等環節，增加學生的參與度，跟上教學進度。

2.為避免學生長時間緊盯電子設備，將課程時間碎片化，知識點根據重難點的分布，將課程分割為：在線直播、互動，線下視頻學習，知識總結分享、答疑三個部分。首先，縮短網絡教學的直播時間，每課時預留出25分鐘的時間用于課程內容的講解，10分鐘用于學生對所學知識的總結，并在建立的課程群組中分享，教師負責答疑，這樣2課時的課程能有序地分開進行，最后課程預留的20分鐘可以在課后完成，由教師提前錄制視頻分析、講解章節的重難點，上傳到學習通中，用于鞏固學生的知識，這樣既保證學生不會用眼過度，也能保證課程進度。

3.為改善學生單方向的接收課堂知識，在網絡課堂中加入了小組討論等環節，將CDIO的理念運用于教學環節中，將學生設定為課程的主導者，培養學生的團隊合作意識，讓學生參與教學內容的設計與教學進度的把控［2］。老師給出討論的主題，每組各自建群進行視頻討論，并保留視頻文件作為學生平時成績的主要參考項。這樣基于CDIO理念的教學模式讓學生勇于表達自己對課程內容的見解，而非填鴨式接受教學內容，多層面的鍛煉學生的思維及表述能力，提高對知識的理解能力，更好地掌握知識的重難點，達到較好的學習效果。

4.《模擬電路》課程是工科的專業基礎課，如果沒有實驗操作效果輔助，無法建立起工程概念和工程分析思維，不僅影響學生對知識的理解與掌握，更會影響學生對專業課程的思考方式。因此，本課程的講解采用虛擬仿真軟件輔助實施電路模擬實驗，讓學生先從電路搭建及實現原理上對知識的運用有個簡單的認識，之后教師使用配套的實驗設備進行實驗課程的操作，錄制視頻并傳送給學生，讓學生不僅能掌握軟件操作原理，更能了解硬件的實際搭建及操作過程，全方位地讓學生的學習得到提高。

5.網絡課程的開展依賴于網絡的運行，在開展教學改革前對學生的網絡環境及電子設備進行了調研，首先網絡教學要將核心學習資源PPT共享到學習平臺上，直播、錄播課程內容及時形成方便下載的回放視頻，便于學生在網絡良好的情況下進行下載學習。學生可根據教師的學習資源自主建立知識體系，輔助學習，以保證及時跟進教學進度。知識的總結與分享、答疑活動盡量安排在常用軟件中進行，學生能及時觀看聊天記錄，取長補短。

教師在教學過程中，全面考慮學生的綜合情況，提出了以上解決方式，并時刻關注學生的學習狀態，根據學生反應的問題隨時總結教學過程的問題，及時調整上課方式，使線上教學達到良好的教學效果。

三、基于CDIO的網絡創新探索

模擬電路是工科專業的入門學科，除需要掌握扎實的理論基礎外，還包含有很多的元件功能學習，元件的基本實現原理及使用規范是設計電子電路的基礎，只有掌握了元件的使用才能更好拓展到后續課程的設計［3］。

課堂時間有限，無論是在線上還是線下教學都存在該問題，若想深入學習電路知識，拓寬知識深度，激發自身潛能，則需要利用課余時間進行知識儲備充電。為在專業培養的初期保證學生的培養質量，《模擬電路》課程開展除利用線上完成基礎教學內容外，還在課后布置了課程小設計，小設計不限制完成難度及期限，主要目的是培養學生查閱資料的良好習慣，利用科學的手段去發現問題，利用儲備的知識去解決問題。

學生以每5人為一組，設定組長，負責整個小組的分工、組織、協作。要求小組中全員參加，定期召開小組研討會，討論小設計的思路，元器件的選用、電路搭建及調試問題。讓學生形成自學、查閱的習慣，緊跟最新科技信息，引導學生開闊眼界，同時小組中的互相學習、分享能有效地讓學生取長補短，高效地完成小設計。

小設計作為課程的額外加分項，激勵學生要不斷創新、不斷探索，勇于突破自我的能力，提升自身的素養［4］。

四、基于網絡的教學成果

《模擬電路》是電子類專業的基礎，是專業入門級課程，該門課程的知識掌握熟練度可能會直接影響學生后續專業課程的接受難易度及專業課程學習的積極性，是打造學生專業發展的基石，有著至關重要的作用［5］。經過一學期的基于CDIO理念的線上教學改革開展，統計了學習通軟件上學生參與的痕跡、學生作業完成的質量、學生課前復習問題回答正確率等平臺數據，結合學生的問卷調查報告，綜合分析得出CDIO理念下的“模擬電路”網絡課程的教學研究，提高了學生的參與度，提升了答題正確率，保障了作業及教學質量，受到了學生的好評。

CDIO的工程教學理念需要在基礎課程中進行培養，讓學生從基礎就建立工程思維，鍛煉學生對待項目的工程意識，提高學生的實踐操作水平，培養學生團隊協作能力及綜合職業素養，進而提升學生在社會競爭中的優勝率。CDIO理念下的網絡課程開展開創了一種新型的網絡教學模式，為今后工程類專業的教學改革提供了新的思路。