CDIO理念下的電子信息工程專業(yè)實踐教學模式探索

摘 要：本文以培養(yǎng)具備實踐創(chuàng)新精神和卓越工程實踐能力的應用型人才為核心目標，在CDIO工程教育理念的指導下，分析電子信息工程專業(yè)課程性質及其特點，針對當前電子信息工程專業(yè)課程存在的問題，系統(tǒng)地優(yōu)化專業(yè)實踐教學體系，使CDIO的核心理念在實踐教學中得以生動展現(xiàn)和有效應用。通過這一創(chuàng)新的教學框架，在教師的精心指導下，學生從構思階段開始，歷經設計、實現(xiàn)直至運作的全過程，從而深入理解和運用所學知識，提升實踐操作能力，獨立思考和解決問題的能力，為培養(yǎng)具備實踐創(chuàng)新精神和卓越工程實踐能力的新時代應用型人才提供了有力的支撐和保障。

關鍵詞：CDIO；電子信息工程專業(yè)；實踐教學模式；教學改革

Abstract：The core objective of this article is to cultivate applied talents with practical innovation spirit and excellent engineering practice ability.Guided by the CDIO engineering education philosophy，the nature and characteristics of electronic information engineering courses are analyzed.In response to the current problems in electronic information engineering courses，the professional practice teaching system is systematically optimized to vividly demonstrate and effectively apply CDIO's core concepts in practical teaching.Through this innovative teaching framework，under the careful guidance of teachers，students go through the entire process from ideation，design，implementation，to operation，in order to deeply understand and apply the knowledge they have learned，enhance their practical operation ability，independent thinking and problemsolving ability，and provide strong support and guarantee for cultivating new era applied talents with practical innovation spirit and excellent engineering practice ability.

Keywords：CDIO；Electronic Information Engineering major；Practical teaching mode；reform in education

在全球新一輪科技革命和產業(yè)變革的澎湃浪潮中，人工智能、5G通信、量子計算等顛覆性技術的集群式突破，正以指數(shù)級速度重塑著人類社會的生產生活方式。在此背景下，社會對新時代工程師的期待已從單純的技術執(zhí)行者，躍升為具備跨界整合能力、持續(xù)創(chuàng)新意識和全球勝任力的復合型人才。為了順應時代與社會的深刻變革，針對工科學生獨有的學習特征與需求，我國高等教育領域正積極推行教育模式的革新，旨在通過構建融合線上與線下的綜合學習環(huán)境，使之成為培育高質量專業(yè)人才的關鍵路徑。在這持續(xù)深化的教育改革進程中，CDIO教育理念——即構思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）的循環(huán)模式，正日益受到國內學術界的廣泛贊譽與推崇。CDIO理念不僅精準捕捉了工程教育實踐性強的核心特質，更強調了學生從創(chuàng)意萌芽到產品實現(xiàn)，乃至后續(xù)運營維護的全過程深度參與，為學生鋪設了一條從理論探索到實踐應用，再由實踐反饋促進理論深化的完整學習路徑。在這一先進理念的指引下，教育模式改革正以前所未有的力度推進，力求打破傳統(tǒng)課堂的物理與心理界限，巧妙融合線上資源的海量性、便捷性與線下教學的即時互動、深度解析特點，共同構建了一個既靈活高效又充滿互動與啟發(fā)的學習環(huán)境。這樣的變革不僅極大地豐富了教學手段，更激發(fā)了學生的學習熱情與創(chuàng)造力，為培養(yǎng)具有國際視野、創(chuàng)新精神和卓越工程實踐能力的未來工程師奠定了堅實的基礎。本文結合廣西科技師范學院電子信息工程專業(yè)的辦學實踐，并借鑒國際工程教育CDIO模式的先進理念，針對電子信息工程專業(yè)的實踐教學體系進行探討。

一、電子信息工程專業(yè)實踐教學的現(xiàn)狀［1］

電子信息工程是實踐性很強的專業(yè)，在深入探討教育的多維度價值時，實踐不僅是教學的核心要素，更是連接理論與實踐、促進學生全面發(fā)展的不可或缺的關鍵環(huán)節(jié)。具體而言，實踐教學以其獨特的魅力，促進了學生以下幾方面的顯著成長：（1）實踐極大地增強了學生將理論知識應用于解決實際復雜問題的能力，這種能力在當今快速變化的社會中尤為關鍵，使學生能夠在面對未知挑戰(zhàn)時保持敏銳與自信。（2）通過實踐，學生能夠直觀感受到工具與技術的力量與邊界，這一深入認知過程促進了學生形成更為全面、深刻且具批判性的技術觀念，為未來創(chuàng)新與技術決策奠定堅實基礎。（3）實踐過程往往伴隨著大量的資料查閱與新知識學習，這自然而然地培養(yǎng)了學生的自主學習能力和主動探索精神；尤為重要的是，團隊合作、領導力及項目管理等軟技能也在這一過程中得到了充分鍛煉與提升，為學生未來的職業(yè)生涯奠定了堅實的基礎。

然而，當前高校專業(yè)實踐教學體系存在系統(tǒng)性缺失，難以有效支撐人才培養(yǎng)目標，具體表現(xiàn)為五大核心問題。

（一）教學內容滯后性突出

在電子信息工程技術快速迭代背景下，部分高校課程內容與行業(yè)前沿形成明顯代差，導致畢業(yè)生面臨技術斷層風險，難以適應產業(yè)升級需求。教材更新周期普遍落后于技術革新速度3～5年。

（二）實踐資源配置失衡

實驗室存在設備陳舊、課程占比不足、項目同質化嚴重等結構性問題，抑制學生創(chuàng)新實踐能力培養(yǎng)。據(jù)統(tǒng)計，僅有32%的高校實現(xiàn)實驗設備年更新率超15%。

（三）學科壁壘阻礙融合

電子工程、通信技術、計算機科學等關聯(lián)學科間存在明顯教學割裂，跨學科課程占比不足，導致學生綜合應用能力薄弱。

（四）校企協(xié)同效能不足

現(xiàn)有合作多停留于參觀實習層面，不足三成院校建立深度項目制合作，實習崗位與專業(yè)匹配度低，導致實踐訓練與企業(yè)真實需求存在顯著偏差。

（五）師資實踐能力短板

數(shù)據(jù)顯示，大部分青年教師缺乏企業(yè)研發(fā)經歷，工程案例教學轉化率不足，形成“理論強、實踐弱”的教學困境。這直接導致部分畢業(yè)生在企業(yè)進行二次培訓才能上崗。

該結構性矛盾已形成“教學內容滯后—實踐平臺薄弱—學科交叉不足—產教銜接松散—師資能力局限”的閉環(huán)困境，亟待通過體系化改革實現(xiàn)突破。

二、CDIO工程教育模式下實踐教學模式改進

在電子信息工程專業(yè)的實踐教學模塊構建中，我們嚴謹遵循CDIO工程教育專業(yè)認證的通用準則及專業(yè)特定的補充標準，力求課程內容與行業(yè)前沿無縫對接，確保教育質量和實用性并重。教師精心設計了一系列實踐項目，不僅涵蓋廣泛的技術領域，而且特別注重通過真實場景模擬與復雜問題解決，深度培養(yǎng)學生的復雜工程解決能力。同時，這些項目還旨在激發(fā)學生的創(chuàng)新思維與創(chuàng)造力，鼓勵他們勇于嘗試新方法、新技術，從而在掌握扎實專業(yè)技能的基礎上，培養(yǎng)適應性和前瞻性，確保每位學生在快速變化的科技領域中脫穎而出，成為引領未來的創(chuàng)新型人才。

（一）多層次遞進式的實踐教學設計

我們全面而深入地審視了校內外廣泛而多樣的教育資源與實踐平臺，通過精心策劃與高效整合，構建起了一套旨在全方位促進學生工程實踐能力與創(chuàng)新能力提升的實踐教育體系。這一體系深度融合了CDIO工程教育理念，確保了所有實踐類課程、教學環(huán)節(jié)及實踐活動均緊密圍繞培養(yǎng)卓越工程師的核心目標展開。通過系統(tǒng)化的課程設計，教師確保了實踐教學內容既涵蓋了扎實的基礎知識，又逐步引入了高級技術與前沿應用，實現(xiàn)了從理論到實踐的無縫銜接與平滑過渡。學生在這一體系中，將不斷面臨挑戰(zhàn)與探索，在持續(xù)地學習與實踐中構建起堅實的知識體系與技能框架，為未來的職業(yè)生涯奠定堅實基礎。

具體而言，根據(jù)學生的認知發(fā)展自然規(guī)律與工程教育的嚴格標準，教師精心設計了實踐類課程、教學環(huán)節(jié)及實踐活動，并遵循實踐內容由淺入深、覆蓋范圍由窄至寬的邏輯，將其劃分為三個緊密相連的模塊：基礎實踐模塊、工程實踐模塊和創(chuàng)新實踐模塊。

（1）將基礎實踐模塊作為起點，旨在為學生奠定堅實的理論基礎與初步的實踐技能基礎。通過一系列基礎性的實驗、課程設計等活動，學生不僅能夠掌握基本的工程原理與工具使用，還能初步體驗到工程實踐的樂趣與挑戰(zhàn)，為后續(xù)學習激發(fā)濃厚的興趣與探索欲。這一模塊構成了工程實踐能力與創(chuàng)新精神培養(yǎng)不可或缺的基石。

（2）工程實踐模塊則在基礎實踐的基礎上進一步拓展。通過項目導向的學習、專業(yè)實習、案例分析等多元化教學模式，學生被置于真實的工程環(huán)境中，面對并解決具體的工程問題。這一過程中，學生不僅需要靈活運用所學知識，還需不斷學習新知識、新技能，從而在實踐中錘煉工程實踐能力，并激發(fā)創(chuàng)新思維與批判性思維。工程實踐模塊是工程實踐能力與創(chuàng)新精神培養(yǎng)的主要戰(zhàn)場，為學生成長為未來的工程師奠定了堅實的基礎。

（3）創(chuàng)新實踐模塊作為最高層次，其目標是在鞏固與提升工程實踐能力和創(chuàng)新能力的基礎上，進一步促進學生的綜合素質發(fā)展。通過跨學科項目、創(chuàng)新競賽、畢業(yè)設計等綜合性實踐活動，學生需要綜合運用所學知識，解決更為復雜多變的工程問題。這一過程不僅考驗學生的專業(yè)技能與創(chuàng)新能力，還對其團隊協(xié)作、溝通表達、領導力等綜合素質提出了更高要求。綜合實踐模塊旨在培養(yǎng)出具有高度綜合素質、能夠適應未來社會需求的卓越工程師。

（二）完善的實踐教學管理機制［3］

（1）實踐教學管理制度是確保實踐教學活動有序、高效進行的基礎。首先，應明確實踐教學的目標、內容和要求，制訂詳盡的教學計劃和實施方案。其次，建立健全的師資管理、學生管理、設備管理和經費管理等制度，確保實踐教學資源的合理配置和有效利用。此外，還需制定靈活的教學管理政策，如實驗課程的開放性管理、校外實踐基地的合作機制等。

（2）監(jiān)控與評價是確保實踐教學質量不斷提升的重要手段。按照工程專業(yè)評估和專業(yè)認證的要求，建立電子信息工程專業(yè)的教學質量監(jiān)控體系，包括教學過程的跟蹤、教學質量的評估以及學生反饋的收集等。通過定期的教學檢查、教學觀摩和教學評價活動，及時發(fā)現(xiàn)并糾正教學中存在的問題。同時，采用多元化的評價方式，如學生自評、互評、教師評價以及社會評價等，全面反映實踐教學的實際效果，幫助教師改進教學方法、提升教學能力，還能引導學生積極參與實踐教學、提高實踐技能。

（3）激勵與約束機制是激發(fā)實踐教學活力和創(chuàng)新動力的重要源泉。首先，按照以學生為主體，以激勵促教學的原則建立科學的激勵制度，對在實踐教學中表現(xiàn)突出的教師和學生給予表彰和獎勵，如設立實踐教學成果獎、優(yōu)秀指導教師獎等，以激發(fā)教師和學生的積極性和創(chuàng)造性。其次，建立完善的約束機制，對實踐教學活動中存在的違規(guī)行為進行嚴肅處理，如教學事故的認定與處理、實踐教學的責任追究等，以維護實踐教學的嚴肅性和規(guī)范性。同時，加強實踐教學管理隊伍的建設，提高管理人員的專業(yè)素養(yǎng)和管理能力，確保激勵與約束機制的有效實施。

結語

本文在充分研究CDIO工程教育模式的基礎上，結合廣西科技師范學院電子信息工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標和“以學生為中心”教育理念，對電子信息工程專業(yè)實踐教學進行探索，通過聚焦培養(yǎng)學生的復雜工程解決能力與創(chuàng)新能力的原則構建了多層次遞進式的實踐教學體系，不僅能夠有效解決當前實踐教學中的諸多弊端，還能顯著提升學生的工程實踐能力、創(chuàng)新能力和綜合素質；通過完善的實踐教學管理機制以及激勵與約束機制的建立，為學生創(chuàng)造了一個既嚴謹又富有創(chuàng)新活力的學習環(huán)境。同時，希望可以為當前電子信息工程專業(yè)的實踐教學系統(tǒng)建設提供借鑒和參考，從而促進該專業(yè)教學的可持續(xù)高質量發(fā)展。

參考文獻：

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［2］張慶新，席劍輝，朱琳琳，等.面向工程教育的自動化專業(yè)實踐教學體系的構建與實施［J］.工業(yè)和信息化教育，2022（02）：1518.

［3］秦磊華，石柯，甘早斌.基于CDIO的物聯(lián)網工程專業(yè)實踐教學體系［J］.高等工程教育研究，2013（05）：168172.

基金項目：2023年度廣西科技師范學院校級本科教學改革工程項目：CDIO理念下的電子信息工程專業(yè)應用型本科人才培養(yǎng)體系研究與實踐（編號：2023GKSYGZ01）；2023年來賓市科學研究與技術開發(fā)計劃項目：基于“北斗+華為云”的可穿戴智慧養(yǎng)老系統(tǒng)研究與實現(xiàn)（項目編號：來科轉240105）；廣西科技師范學院產學合作協(xié)同育人項目：新工科理念下面向工業(yè)4.0的電氣信息類專業(yè)人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新與實踐（項目編號：2024GKSCX01）

作者簡介：何小蓮（1989— ），女，漢族，廣西玉林人，碩士研究生，工程師，研究方向：電子技術應用、智能控制；黃偉銘（1991— ），男，漢族，廣西貴港人，碩士研究生，講師，研究方向：電子技術應用、智能控制。