周晨+姜銳+彭志輝+林禮區(qū)

摘 要：筆者及其所在教學(xué)團(tuán)隊(duì)針對機(jī)械專業(yè)的人才培養(yǎng)需求，對該專業(yè)的基礎(chǔ)課程“電工電子學(xué)”實(shí)施CDIO項(xiàng)目制教學(xué)改革，根據(jù)知識單元設(shè)立趣味性的CDIO三級項(xiàng)目，并完善教學(xué)評價體系，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生積極主動地進(jìn)行課內(nèi)外自主性學(xué)習(xí)，在興趣中掌握機(jī)械工程專業(yè)所必需的電工電子基礎(chǔ)知識、培養(yǎng)工程能力和素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：電工電子學(xué)；CDIO；教學(xué)改革

一、前言

機(jī)械工程是典型的多學(xué)科相互滲透、交叉的工程應(yīng)用類專業(yè)，所培養(yǎng)的學(xué)生必須具備扎實(shí)的機(jī)械、電子、計算機(jī)、自動控制等方面的知識基礎(chǔ)、工程應(yīng)用能力以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。傳統(tǒng)“理論教學(xué)+實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)”的簡單教育模式已經(jīng)不能適應(yīng)該專業(yè)人才培養(yǎng)的要求。因此，近年來國內(nèi)各高校積極探索引入國際上先進(jìn)的CDIO工程教育模式，即“構(gòu)思”“設(shè)計”“實(shí)施”與“運(yùn)行”，其以體現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改良乃至終結(jié)廢棄的生命全過程為載體，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，并取得了顯著的效果。CDIO的教學(xué)理念已經(jīng)滲透到各門具體專業(yè)課程之中，例如，作為機(jī)械工程專業(yè)學(xué)生必修的基礎(chǔ)課程電工電子學(xué)，在教學(xué)中就存在諸多亟待解決的問題。

第一，該課程在以機(jī)械類課程為主導(dǎo)的教學(xué)體系中所占的課時比例非常有限，容易被邊緣化。大多數(shù)教師認(rèn)為機(jī)械專業(yè)的學(xué)生不需要學(xué)太多的電學(xué)課程，而且該課程跟電子類專業(yè)的多門基礎(chǔ)課程重復(fù)，內(nèi)容簡單，教師參與教學(xué)改革的熱情不高，授課較為隨意，教學(xué)質(zhì)量也受影響。

第二，課程學(xué)時少，牽涉內(nèi)容廣。該課程對應(yīng)電子類專業(yè)“電路分析”“模擬電子技術(shù)”“數(shù)字電子技術(shù)”“電力電子技術(shù)”“電機(jī)拖動基礎(chǔ)”等課程，而平均學(xué)時只有這些電類專業(yè)課程的1/4左右，沒辦法將全部內(nèi)容詳細(xì)地向?qū)W生傳授，學(xué)生學(xué)習(xí)如走馬觀花，難以留下深刻的印象。

第三，與機(jī)械類其他課程的銜接問題沒有解決好，而很多學(xué)生也沒有認(rèn)識到在該課程基礎(chǔ)上繼續(xù)學(xué)好“計算機(jī)”“電子控制技術(shù)”的重要性，甚至不知道學(xué)了跟他們的機(jī)械專業(yè)有什么關(guān)系，學(xué)習(xí)應(yīng)付了事。

為破解上述教學(xué)難題，筆者及教學(xué)團(tuán)隊(duì)專門面向機(jī)械專業(yè)學(xué)生，在電工電子學(xué)課程內(nèi)實(shí)施CDIO項(xiàng)目制教學(xué)改革，通過融合課程教學(xué)內(nèi)容的CDIO三級項(xiàng)目，引導(dǎo)學(xué)生積極主動地進(jìn)行課內(nèi)外自主性學(xué)習(xí)，掌握機(jī)械工程專業(yè)必需的電工電子基礎(chǔ)知識，培養(yǎng)工程能力和素質(zhì)。

二、課程教學(xué)改革的理念及思路

面向機(jī)械專業(yè)，基于CDIO工程教育理念，從實(shí)際課堂教學(xué)出發(fā)，擯棄傳統(tǒng)的以理論傳授為主的教學(xué)模式，將項(xiàng)目式教學(xué)細(xì)化到電工電子學(xué)課程的教學(xué)單元中去，在有限的課時里，在濃厚的興趣中高效率地完成大容量教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，夯實(shí)電工電子基礎(chǔ)，提升學(xué)生機(jī)電結(jié)合的專業(yè)知識與工程實(shí)踐能力。具體改革思路如下：

第一，將機(jī)械工程專業(yè)的核心基礎(chǔ)課程“電工電子學(xué)”的難點(diǎn)與重點(diǎn)分析重組，根據(jù)知識單元設(shè)置CDIO三級項(xiàng)目，銜接理論與實(shí)踐環(huán)節(jié)。第二，CDIO三級項(xiàng)目的設(shè)置上要注重內(nèi)容的趣味性、綜合性，以激發(fā)學(xué)生的興趣；要注重知識點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性、可持續(xù)性，更要注重與其他課程之間的聯(lián)系，讓學(xué)生感受到該課程的內(nèi)容不是孤立的。第三，CDIO三級項(xiàng)目的實(shí)施上，橫跨課內(nèi)、課外。在課外完成查新、方案設(shè)計、制作等環(huán)節(jié)，以團(tuán)隊(duì)的形式自主學(xué)習(xí)，完成任務(wù)；在每門課程的課堂上，抽取一部分理論授課學(xué)時，作為CDIO三級項(xiàng)目實(shí)施的課內(nèi)理論分析、交流討論、總結(jié)使用。由此減少課堂講授環(huán)節(jié)，引導(dǎo)學(xué)生自主探索學(xué)習(xí)。

第四，注重過程評價。建立完善的CDIO三級項(xiàng)目評價體系，課程總成績中，項(xiàng)目成績占較大比重，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生重視并積極參與項(xiàng)目。

經(jīng)過上述改革，可將CDIO教學(xué)模式與理念向電工電子學(xué)課堂教學(xué)滲透，以點(diǎn)帶面，從而對機(jī)械專業(yè)的CDIO培養(yǎng)模式起到重要的支撐作用。

三、課程教學(xué)改革內(nèi)容及實(shí)施

基于CDIO教學(xué)理念與思路，該項(xiàng)課程改革的內(nèi)容圍繞電工電子學(xué)課程的CDIO三級項(xiàng)目的建設(shè)與實(shí)施而展開，具體實(shí)施內(nèi)容如下。

1.CDIO三級項(xiàng)目庫建設(shè)

選定趣味性項(xiàng)目題材，并根據(jù)CDIO三級項(xiàng)目的要求，重新修訂電工電子學(xué)課程的教學(xué)大綱，在大綱中就規(guī)定好相應(yīng)的CDIO三級項(xiàng)目的內(nèi)容及所占的課內(nèi)學(xué)時。

2.擬定機(jī)械專業(yè)電工電子學(xué)CDIO三級項(xiàng)目實(shí)施細(xì)則

（1）組織形式。按班級人數(shù)分3人/組。另外，為了提高學(xué)生的興趣和積極性，項(xiàng)目一般采用競賽的形式進(jìn)行成果檢驗(yàn)。

（2）指導(dǎo)教師。CDIO三級項(xiàng)目的指導(dǎo)教師原則上為該課程的任課教師。指導(dǎo)教師應(yīng)對各組學(xué)生的設(shè)計（如設(shè)計構(gòu)思、設(shè)計圖紙或設(shè)計作品）進(jìn)行事前的檢查，重點(diǎn)在于查看設(shè)計中運(yùn)用該單元理論知識的合理性和設(shè)計的創(chuàng)新性，并防止出現(xiàn)抄襲設(shè)計方案的現(xiàn)象，對剽竊他人成果的行為應(yīng)作嚴(yán)肅處理。

（3）實(shí)施流程。任課教師要在項(xiàng)目選題下發(fā)時，講清該單元項(xiàng)目的理論知識要點(diǎn)。學(xué)院相關(guān)教學(xué)部門要積極配合做好輔助工作，包括競賽規(guī)則、時間、地點(diǎn)的通知，競賽用材和競賽場地等準(zhǔn)備工作。

（4）項(xiàng)目競賽組織。競賽的過程須有兩位或兩位以上的教師進(jìn)行現(xiàn)場監(jiān)督。競賽組織由院學(xué)生會科協(xié)負(fù)責(zé)，做到學(xué)生管理學(xué)生，以人為本確保賽事過程和比賽現(xiàn)場在“公開、公平、有序、安全”的和諧環(huán)境中進(jìn)行。

（5）項(xiàng)目總結(jié)。賽后要及時做好項(xiàng)目的總結(jié)工作。比如，學(xué)生以PPT形式對設(shè)計的作品進(jìn)行匯報，任課教師、指導(dǎo)教師應(yīng)以討論的形式對作品做出點(diǎn)評，特別要注重單元理論知識點(diǎn)運(yùn)用的引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的求知欲和學(xué)習(xí)積極性，與課堂教學(xué)形成有力的互補(bǔ)，提高學(xué)生對理論知識的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的工程能力。

3.擬定的機(jī)械專業(yè)電工電子學(xué)CDIO三級項(xiàng)目評價體系

將CDIO三級項(xiàng)目的成績納入該課程的課程評價體系中，建議所占分值不少于總分值的20%。CDIO三級項(xiàng)目評價指標(biāo)體系如表2所示：

四、結(jié)論

該項(xiàng)教學(xué)改革通過溫州大學(xué)11級至14級機(jī)械工程專業(yè)的“電工電子學(xué)”課程的實(shí)踐，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果有了明顯提升，學(xué)生評教分?jǐn)?shù)均在95分以上，有部分優(yōu)秀學(xué)生團(tuán)隊(duì)通過項(xiàng)目鍛煉，參加各級電子設(shè)計競賽而獲獎。該項(xiàng)教學(xué)改革的主要特色如下：

1.將CDIO教學(xué)理念融入電工電子學(xué)課程的課堂教學(xué)活動中

直接在機(jī)械專業(yè)的基礎(chǔ)課程“電工電子學(xué)”的課堂教學(xué)上構(gòu)建的CDIO三級項(xiàng)目，將CDIO先進(jìn)的教學(xué)理念跟傳統(tǒng)的課堂教學(xué)直接對接起來，削減講授課時，引導(dǎo)學(xué)生在課外主動學(xué)習(xí)，課內(nèi)分組交流總結(jié)，使項(xiàng)目教學(xué)得以深化。

2.構(gòu)建具有機(jī)械專業(yè)特色的電工電子學(xué)課程教學(xué)模式

在機(jī)械專業(yè)的培養(yǎng)方案中，電工電子學(xué)課程分配的學(xué)時非常有限，但是大多數(shù)的機(jī)械工程項(xiàng)目都無法脫離該課程的知識點(diǎn)，靠簡單的削減學(xué)時是不能滿足專業(yè)培養(yǎng)要求的。同時該課程是實(shí)踐性、應(yīng)用性非常強(qiáng)的課程，可以找到豐富的設(shè)計應(yīng)用實(shí)例，因此，在該課程中構(gòu)建三級項(xiàng)目的教學(xué)模式，可以有效解決上述問題，并體現(xiàn)出機(jī)械專業(yè)的教學(xué)特色。

3.利用項(xiàng)目選題的趣味性，培養(yǎng)學(xué)生興趣，提升學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)的熱情

興趣是學(xué)習(xí)最有效的動力，可以變被動接受為主動性學(xué)習(xí)。機(jī)械專業(yè)的電工電子學(xué)CDIO三級項(xiàng)目在選題設(shè)計上，體現(xiàn)了趣味性、競技性，讓學(xué)生在比賽過程中產(chǎn)生濃厚興趣，并體驗(yàn)成功的喜悅，在獲取知識的過程中享受快樂，要起到事半功倍的教學(xué)效果，還有助于學(xué)生對其他專業(yè)課程產(chǎn)生學(xué)習(xí)熱情。

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