CDIO模式下的模拟电子技术教学改革方法的探索与研究

周妮++贺达江

摘 要：文章借鉴CDIO教育理念來分析模拟电子技术课程的特点，在总结以往成功教学经验的同时，从教学内容与方法、以及教学手段等方面提出了一些改革方案，教学活动中，注重学生运用新知识、新技术的能力，强调学生创新能力和交流沟通能力以及团队合作能力的培养，同时构建新的考核评价体系。为推动相关课程改革，培养应用型本科人才，实施卓越工程师计划，起到十分积极的意义和作用。

关键词：CDIO 实践能力培养 探索

中图分类号：TN710-4；G642 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0196-02

模拟电子技术课程是电子信息与电气类专业学生的必修专业基础课，是一门理论性和实践性都很强的课程。它是其它后续课程的基础，为将来学好数字电子技术、高频电子技术，以及相关计算机课程和集成电路应用等起到铺垫作用，它的发展反映着当今计算机技术发展的最新动态。

但是经过多年的教学发现想学好模拟电子技术，对于一般院校的大学生并不是那么容易。有很多学生反映在课堂上能听懂老师讲解的部分，回去练习后发现电路图稍微复杂就无从下手，综合实验的设计制作电路更加困难。按道理说，需要学生动手操作的课程一般能引起学生的兴趣，但是由于课程内容多、杂、活，知识点更新快，要求学生对所学知识灵活掌握的同时，还要求对相关知识不断更新；同时抽象的电路非常多，有些单元模块在电路存在相似之处但是细微的不同导致电路实现的功能千差万别。一些学生因为在理论学习中产生的畏惧感使他们觉得实践操作也索然无味，连带着对遇到与模拟电子技术相关课程都会产生畏难情绪，从而影响了后续相关专业课程的学习。另外，课程内容的陈旧、繁多使得教学理论不能深入，实验流于形式或是根本没有实验课程的安排[1]。因此，有必要探索新的教学方法。该文主要就CDIO模式下，对模拟电子技术进行项目化教学改革，提出一些探索与思考。

1 CDIO模式下模拟电子技术改革的理念

CDIO是以美国麻省理工学院为首的世界几十所大学展开的新型工程教育改革模式，主张以产品研发的构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）（简称CDIO）为载体，培养学生具有终身学习能力、团队协作能力、专业技能和工程能力[2-5]。自引入中国以来，对中国工程教育产生了深远的影响。2008年4月教育部高等教育司发文成了“CDIO工程教育模式研究与实践课题组”，开展CDIO工程教育模式试点高校骨干教师培训班等，至今，国内超过100所得高等院校的老师全面接受CDIO人才培养模式的培训，并逐步有序的开展基于CDIO理念的教学改革[2-5]。

经过各个学校多年改革的经验表明针对模拟电子技术工程性的特点，将CDIO的教育理念贯穿于课程的知识体系结构设计、教学方法多元化、教学过程的开发与管理、教学效果评价体系的改革实践中是可行的。

2 基于CDIO模式的课程改革

CDIO模式定义强调除了基础知识外，还需要在个人能力、人际团队能力和工程系统能力这几方面的培养。不同的教师、不同的专业需求必然使得教学形式有所不同，并没有统一的操作流程和步骤。CDIO相比以前的教学方式，更加资源开发、宽松自由、包容性要求更强。针对本人的能力和对CDIO理念的理解，以及学生的实际情况，改革将以3个方面着手。

2.1 CDIO模式的教学体系改革

现行的大学人才培养目标是“培养高素质技能型人才”，在就业压力加大的背景下，我们应当把改革的重点放在改革学科结构，打破传统的学科性课程结构，建立以“工作任务为中心”、“以项目为载体”的课程结构[2-3]。

“模拟电子技术基础”课程内容包括基本放大电路、集成运算放大器的应用、信号产生电路、直流稳压电路等[2-5]。因为课程内容比较零散，学生经常感到学的吃力，学过之后不会应用。在课程改革中，利用“学做合一”，以几个基本工作项目为核心，将所有相关联的知识点，技能点串接在一起，学生边做边学，是学生受到所见即所学，所学即所用，从而提高学生的学习兴趣，培养学生的学习能力、工作能力、专业能力和职业能力。

针对此部分改革本人编写了《模拟电子技术项目指导讲义》，书中共分为4个章节，先介绍了模拟电子技术项目设计的方法和步骤以及教学安排；其次，以“RLC串联谐振电路仿真实验”、“负反馈放大电路仿真实验”和“差动放大电路仿真实验”几个简单的基础实验为例，让学生初步接触硬件电路的仿真软件，通过完成相应实验掌握仿真软件的使用，为后续综合设计做准备；第三部分内容是基础项目的设计，引入了“直流稳压电源的设计”、“方波-三角波发生器”、“功率放大器”、“RC正弦波振荡器“和“有源滤波器”5个基础项目，在设计中初步掌握构思（Conceive）、设计（Design）、实施（Implement）和运作（Operate）这样一个过程；最后安排了12个综合设计题目，并对其设计方法和步骤做了相应的描述，还提供了部分参考选题供学生选择，是设计具有多样化的特点，符合CDIO理念。

2.2 CDIO模式的教学方法设计

在新的教学方法中，把理论和实践课题结合起来，改变原来理论教学、实验、实习分立的局面。在教学过程中，先对基础理论做深入讲解，学完一个模块就马上给学生布置相关实训项目，在实训当中进行仿真、讨论，巩固理论所学，将实际与理论联系起来讲解。

首先由主讲老师明确教学实施计划；制定相应的“项目”任务书；准备好教学课件和完善的教学器材，以及教学、实训项目所需的材料和相关电子仪器。在对学生做了相关基础知识的理论课程讲解以后，就进入到项目的实施过程。

项目分析及讨论环节分成三阶段进行，先是个人独立思考分析的阶段，接着进行集体讨论，最后进入项目的实际动手设计、完成阶段。老师在这个过程中为学生提供相关项目供他们选择；课堂教学中老师可以讲解一下相关实例，为学生做一些简单提示；分组过程中可以学习小组中其他成员的设计思想取长补短；经过这一系列的思考讨论后，学生就可以回去独立完成电路的设计与仿真了。

在项目的整個实施过程中，老师的作用是一个被咨询者和辅助者，让学生起着主导作用。一个项目的教学过程是一个：构思——设计——实施——运作的过程。通过一个一个的作品设计，培养学生动手能力，将理论教学和实践教学两方面紧密结合，从而达到培养学生专业能力、分析解决问题的能力、团队协作的能力，为将来走出社会打下坚实的基础。

2.3 CDIO模式的教学效果评价体系

传统的考核方法主要是考核理论知识。而实验是作为单独的一门课程进行考核的，对学生要求较低且学分较少。这种考核方法严重忽视了模拟电子技术实验是加深、巩固学生所学理论知识的一种重要的教学手段和途径，导致学生不重视平时的实际动手，更注重去背公式、记例题，对于作业和实验报告他们只需抄袭一下交上来应付老师、应付考试[1]。

在保护学生求知欲、进取心的前提下，将采用学生互评和教师针对项目完成质量进行评估相结合的考核方法。

在项目实施过程中，对每一个环节都做相应的教师评分和小组互评分，一方面提高动手能力、另一方面也能提高学生的协作能力。教师针对每一部分每一环节给出详细的评分标准。

理论设计与总结报告成绩评分标准可以根据：设计态度；是否很好地完成设计任务；方案论证是否正确，电路工作原理是否清楚，单元电路设计是否计算正确，元器件的选择是否正确合理，总电路工作原理分析是否正确以及画出的总电路图是否规范，总结是否完整，设计说明书是否规范等方面考察。而考核成绩则根据：口试中能否正确回答所有问题，基本知识是否扎实，能否分析电路中可能出现的一切问题及解决问题的方法来评测。学生互评则能检测出学生的人际交往、与人沟通、团队协作能力的差异。

3 实践效果与结论

该次课程改革之前，本人已经试着在该院的2014级通信工程3、4班这两个班的部分学生中进行了相关小项目的实施运作。学生反映这种学习模式让他们受益良多。2016年该院参加湖南省电子设计大赛的主力军就是这一届的学生，并且在比赛中取得了优良的成绩。通过实践证明，在模拟电子技术课程教学中采用CDIO工程教育模式是能够有效激发学生的学习兴趣，提高学习效率的。

计划从2015级通信工程5班开始全面实施这种模式教学改革。希望通过CDIO工程教育模式的教学，培养学生个人专业能力和素质、实践能力和创新能力、团队精神和沟通能力，为学生今后开展工作打下良好基础，将成为培养卓越工程师人才的有效途径。

参考文献

[1] 贺达江，肖景，杨恒玲，等.以应用技术型人才培养为目标的本科教学考核与评价制度探索——以模拟电子技术课程考核为例[J].怀化学院学报，2014，33（12）：116-118.

[2] 顾佩华，包能胜，康全礼，等.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2013（3）.

[3] 胡雄心，姚远，高红俐.CDIO模式下模电授课模式的探讨[J].电气电子教学学报，2008，30（4）：106-108.

[4] 陈永强，杨明欣.CDIO模式下《模拟电子技术》课程改革与实践[J].教育教学论坛，2011，21（12）：27.

[5] 华成英，王红，叶朝辉.电子技术基础课程研究型教学模式的探索与实践[J].北华航天工业学院学报，2011（4）：41-43.