劉艷　孫科學　張昀　丁可柯

【摘 要】對電工電子實驗教學進行了深入探討和改革，利用CDIO工程教育模式，開展實驗教學信息化建設(shè)，注重實驗教學案例，優(yōu)化項目教學流程，著力培養(yǎng)學生的工程素養(yǎng)，增強解決實際工程問題的能力。

【關(guān)鍵詞】CDIO工程教育；電工電子實驗教學；教學改革

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果之一。從2000年起麻省理工學院和瑞典皇家工學院等4所大學創(chuàng)立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）[1-2]。它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的方式學習工程?；贑DIO的工程教育教學是指學生利用課外時間完成基礎(chǔ)知識的學習及工程項目的構(gòu)思，課堂變成了老師學生之間和學生與學生之間互動的場所，包括答疑解惑設(shè)計中的問題、知識的實現(xiàn)和運用等，加強實踐教學、強化電子實踐應用和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)、突出系統(tǒng)概念以及軟硬件的聯(lián)系，從而達到更好的教育效果[3]。

1 如何把CDIO工程教學理念引入到電工電子實驗教學中

由于電工電子實驗課程的特殊性，實驗教學與操作的場地被局限于實驗室。如何能夠讓學生讓隨時地學習和復習電子實驗中的知識？在本校的電工電子實驗教學信息化建設(shè)中，引入CDIO工程教育的理念，提出了一個更高效的解決方案。

電子實驗教學體系是由若干個知識點構(gòu)成的。教師在教學設(shè)計過程中，按照CDIO工程教育的理念，把課程體系的知識點分解到不同的子項目教學案例中，每個子項目案例目標明確，易于學生接受。每個子項目的知識點在信息化建設(shè)過程中被制作成微視頻，短小精悍，重點突出。學生在分析實驗項目過程中，把應用到的內(nèi)容映射到課程體系中的各個知識點。這是一個互逆的過程。通過預學習和實踐等環(huán)節(jié)，讓學生以主動的、實踐的方式學習工程。

基于CDIO電工電子實驗教學信息化建設(shè)，教師設(shè)計實驗教學案例，把課程體系中的知識點分解到每個子項目，每個子項目在實施過程中，按照四個階段實施，分別是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate）四個階段。在構(gòu)思階段，分為教師課題布置、學生課前預習；在設(shè)計階段學生分解實驗項目，分為子項目設(shè)計、子項目仿真等；在實現(xiàn)階段，教師審核設(shè)計方案，學生開始電路搭建；在運作階段，學生系統(tǒng)調(diào)試及系統(tǒng)完善，教師驗收成果，器件回收利用。學生以工程項目流程、控制時間成本以及材料成本的觀點來進行電工電子實驗實踐。

在整個教學過程中，運用CDIO工程教育理念，具有很強的的可操作性實踐性，明確教學信息，重新構(gòu)建了學習流程。讓學生在“帶著問題去學習”，親自動手實踐去解決問題。在整個教學過程中，學生成為主體，成為演員，教師成為導演。

2 實驗教學方法改善：研究教學方法，實現(xiàn)教學手段的信息化和現(xiàn)代化

2.1 運用CDIO工程教育理念，重新構(gòu)建學習流程

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的成果之一。在實驗課程教學中，教師注重案例設(shè)計，明確教學目標，建立項目的概念，讓學生以主動的、實踐的方式學習工程。學生利用課外時間完成基礎(chǔ)知識的學習，工程項目的構(gòu)思。課堂變成了老師學生之間和學生與學生之間互動的場所，包括答疑解惑設(shè)計中的問題、知識的實現(xiàn)和運用等，達到更好的教育效果。在教學過程中，“以學生為中心，突出自主學習能力”，采用不同的設(shè)計策略，在盡可能簡約、精練的前提下，在工程實踐項目設(shè)計上進行突破與創(chuàng)新。

2.2 開展實驗教學信息化建設(shè)，開展翻轉(zhuǎn)課堂，微課教學等

利用信息化技術(shù)（如教學視頻、移動技術(shù)、云技術(shù)），構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)課堂，讓學生利用碎片時間來學習。在教學過程中，加強理論性講解，克服課堂教學的隨意性；突出操作性，克服課堂教學的單一化；增強靈活性，克服課堂教學模式化。在實驗方案設(shè)計上，鼓勵學生參與設(shè)計，鼓勵多樣化設(shè)計，強調(diào)預習與仿真驗證，鼓勵學生在教師講解后重新歸納和整理知識點，強調(diào)獨立的動手，通過學生仿真和動手實驗，課程內(nèi)容進行鞏固和提高。這些教學形式的變化，激發(fā)學生的學習熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。

2.3 尊重學生的差異，開展不同層次的實驗教學

尊重學生的差異，小班化一對一教學，完成不同層次的實驗內(nèi)容。建立多樣化的學習目標，滿足學生的不同需求，實現(xiàn)多層次目標化實驗教學[4]。遵從“教為主導，學為主體，訓練為主線”的教學原則。教學過程是師生共同參與的過程，并且時時把學生放在主體地位。運用CDIO工程教育理念，控制學習過程。信息化建設(shè)使學生能夠利用“碎片時間”來學習和復習基礎(chǔ)知識，在實驗教學課堂上重點解決問題，不同實驗方案的討論。調(diào)動學生主動學習的興趣、旺盛的求知欲、積極的探索精神；自頂向下，明確帶有挑戰(zhàn)性的目標，激發(fā)學生的興趣，促進學生對整個課程的融會貫通。

3 電工電子實驗教學信息化建設(shè)創(chuàng)新與效果

在實驗教學方法上，引進團隊教學和研究性教學方法。探索全新的教學改革策略，開展團隊教學和研究性教學，精心設(shè)計教學案例，信息化建設(shè)實驗項目，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和操作能力，重視學生綜合能力提升。

在實驗教學效果上，加強學生電子設(shè)計的應用知識，解決問題的能力、工程實踐能力和創(chuàng)新能力。指導學生開展課內(nèi)外立體化訓練，適合不同層次不同專業(yè)學生，使學生的知識、能力、素質(zhì)綜合協(xié)調(diào)發(fā)展的發(fā)展，探索采用課內(nèi)外一體，教學與科研、教學與創(chuàng)新工程相結(jié)合的方法。

強化校企合作，共同培養(yǎng)人才。高校和企業(yè)相結(jié)合、相輔相成、優(yōu)勢互補、協(xié)同培養(yǎng)工程技術(shù)人才，是今后工科院校辦學的趨勢。本校先后與美國ALTERA公司、美國TI公司、XILINX公司等中外知名企業(yè)合作，利用企業(yè)提供的技術(shù)支持，包括硬件支持和軟件支持，培養(yǎng)學生參與全國電大學生電子競賽等實踐項目。提高學生電子設(shè)計的應用知識的能力，解決問題的能力工程實踐能力和創(chuàng)新。

長期以來，本校十分重視學生多層次創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)，一直把提高人才培養(yǎng)質(zhì)量、提高學生的就業(yè)競爭力作為辦學的主要目標之一。在教學過程中，緊扣學校的辦學目標，在電工電子實驗信息化建設(shè)中，引入CDIO工程教育理念，提高學生對新知識、新技術(shù)的學習能力、創(chuàng)造能力，全面提高學生的創(chuàng)新實踐能力。采用目標化教學，實踐從課本理論到實際應用的過程，能夠迅速提高學生的興趣，使學生在設(shè)計算法的同時，享受到自己學習成功的喜悅感和成就感，從而極大的激發(fā)學生學習的自主性和創(chuàng)造性。

【參考文獻】

[1]查建中.論“做中學”戰(zhàn)略下的CDIO模式[J].高等工程教育究，2008，03：1-6.

[2]顧佩華，沈民奮，李升平，莊哲民，陸小華，熊光晶.從CDIO到EIP-CDIO——汕頭大學工程教育與人才培養(yǎng)模式探索[J].高等工程教育研究，2008，01：12-20.

[3]馬知遠，朱旭芳.以實踐教學為主線的電子技術(shù)系列課程教學模式[J].實驗室研究與探索，2015，11：213-216.

[4]李宗平，張戰(zhàn)鋒.基于自主性、開放性和創(chuàng)新性的電工電子實驗教學體系的構(gòu)建[J].實驗室科學，2013，02：168-171.

[責任編輯：王楠]