CDIO在電子信息專業(yè)體系改革中的應(yīng)用研究

查兵

摘 要：工程技術(shù)人才已成為推動(dòng)當(dāng)今社會(huì)向前發(fā)展的中堅(jiān)力量，促使高等教育理念也隨之變化。將CDIO理念融會(huì)貫通于電子信息專業(yè)體系改革中，對原有體系下的教學(xué)團(tuán)隊(duì)、教學(xué)資源、教學(xué)方法及實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行完善和提升，并以此為基礎(chǔ)形成創(chuàng)新人才培養(yǎng)機(jī)制。

關(guān)鍵詞：電子信息;CDIO;實(shí)踐教學(xué);工程項(xiàng)目

一、引言

伴隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，國際、國內(nèi)的各行業(yè)的人才需求類型也隨之逐步轉(zhuǎn)變，具備良好工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的新型高素質(zhì)工程技術(shù)人才越來越受各行業(yè)用人單位的青睞。教育部于2011年1月發(fā)布的《卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃》 ，明確了高校培養(yǎng)工程技術(shù)型人才的重要性，2015年10月又適時(shí)發(fā)布了《關(guān)于引導(dǎo)部分地方普通本科高校向應(yīng)用型轉(zhuǎn)變的指導(dǎo)意見》 ，其中提出的“創(chuàng)新應(yīng)用型技術(shù)技能型人才培養(yǎng)模式”與CDIO提出的工程教育培養(yǎng)模式高度契合。

CDIO理念起源于麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等四所大學(xué)，CDIO理念代表構(gòu)思（conceive）、設(shè)計(jì)（design）、實(shí)施（implement）、運(yùn)行（operate），它的基本思路是以產(chǎn)品或項(xiàng)目的開發(fā)全過程為學(xué)習(xí)載體，讓學(xué)生融入其中，熟悉從產(chǎn)品或項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開發(fā)、具體實(shí)現(xiàn)到最終正常運(yùn)行的整個(gè)環(huán)節(jié)。以工程設(shè)計(jì)為基本導(dǎo)向，對原有專業(yè)課程教學(xué)體系進(jìn)行調(diào)整，采用一體化課堂教學(xué)形式，以實(shí)際項(xiàng)目為依托，貫穿“學(xué)中做、做中學(xué)”，突出工程實(shí)踐特色。目前，國內(nèi)部分高校，如汕頭大學(xué)、北方交通大學(xué)等已在實(shí)際教學(xué)體系中結(jié)合自身辦學(xué)特點(diǎn)，逐步引入了CDIO 教育模式，在工程教育方面進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)踐研究并取得了一定的成果。

二、融合CDIO理念的電子信息專業(yè)體系改革

（一）教學(xué)團(tuán)隊(duì)建設(shè)

以教育部實(shí)施的“卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃”為契機(jī)，對本專業(yè)現(xiàn)有的骨干教師進(jìn)行分類強(qiáng)化培訓(xùn)，注重培養(yǎng)實(shí)踐動(dòng)手能力強(qiáng)的“雙師型”骨干教師和年輕的專業(yè)帶頭人。

1.針對年輕教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足的現(xiàn)狀，分批派出骨干專任教師到相關(guān)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的知名企業(yè)、院校等進(jìn)行進(jìn)修學(xué)習(xí)。

2.鼓勵(lì)教師考取行業(yè)高級執(zhí)業(yè)資格證書。

3.鼓勵(lì)教師結(jié)合自身專業(yè)特長與企業(yè)合作開展橫向課題研究，提高自身的工程實(shí)踐能力。

4.提高專業(yè)教師學(xué)歷層次，采用師資送陪與引進(jìn)同步進(jìn)行，重點(diǎn)引進(jìn)具備實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的實(shí)踐型博士教師。

（二）課程與教學(xué)資源建設(shè)

1.密切關(guān)注相關(guān)產(chǎn)業(yè)和領(lǐng)域的發(fā)展趨勢及對人才需求的變化，探討電子信息行業(yè)工程技術(shù)型人才的特點(diǎn)和規(guī)律。擬訂與本區(qū)域生產(chǎn)實(shí)際、社會(huì)需求相結(jié)合的專業(yè)培養(yǎng)方案及課程體系結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建具有本校特色的人才培養(yǎng)模式。（例如：結(jié)合“環(huán)鄱陽湖經(jīng)濟(jì)發(fā)展圈”對沿湖高校工科類專業(yè)的需求等）

2.以培養(yǎng)應(yīng)用型本科人才的課程體系為基礎(chǔ)，對陳舊和重復(fù)的課程及知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行刪減調(diào)整，確定部分主干專業(yè)課程實(shí)施項(xiàng)目化改革。將現(xiàn)有主干專業(yè)課程逐步整合成基礎(chǔ)型、應(yīng)用型、綜合性、創(chuàng)新型4個(gè)層次依次遞進(jìn)的項(xiàng)目課程，如后圖1所示。

圖1 “應(yīng)用型”電子信息工程專業(yè)主干課程

組建課程改革小組，組織專業(yè)教師對選定課程進(jìn)行項(xiàng)目化改革，對項(xiàng)目的知識(shí)綜合應(yīng)用程度、合理性、啟發(fā)性等提出要求。針對選定課程，用多個(gè)工程項(xiàng)目案例和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目來涵蓋課程內(nèi)容，將重要知識(shí)點(diǎn)融入項(xiàng)目中。項(xiàng)目建設(shè)完成后，建立先試用再鋪開的機(jī)制，在教學(xué)過程中試用，查找問題和缺陷，而后進(jìn)行完善。最終，按功能模塊形成3-5門核心課程，構(gòu)建創(chuàng)新型電子信息專業(yè)課程體系。

3.利用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將本專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方案及核心課程的相關(guān)教學(xué)資源向本專業(yè)學(xué)生開放;加強(qiáng)精品課程、網(wǎng)絡(luò)課程（微課、慕課等）建設(shè)，逐步開發(fā)本專業(yè)核心網(wǎng)絡(luò)課程，并實(shí)現(xiàn)與其他院校共享網(wǎng)絡(luò)課程和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目;以電子信息專業(yè)為依托，帶動(dòng)本學(xué)院通信工程、自動(dòng)化、軌道交通信號與控制等電子制造專業(yè)群的教學(xué)資源建設(shè)工作。

4.對一些專業(yè)特色比較明顯的課程，如《單片機(jī)原理與應(yīng)用》、《信號與系統(tǒng)》等課程，根據(jù)本專業(yè)的實(shí)際情況，大力開展特色教材建設(shè)，根據(jù)本專業(yè)師資、實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)室、學(xué)習(xí)環(huán)境等情況，編制本專業(yè)適用的特色教材，摒棄社會(huì)上所共用的通用教材;同時(shí)對核心專業(yè)課程，規(guī)范與考核有關(guān)的各種材料，大力完善課程的試題庫建設(shè)。

（三）教學(xué)方法改革

根據(jù)課程性質(zhì)的不同，采用不同教學(xué)模式，合理運(yùn)用多媒體教學(xué)和雙語教學(xué)等教學(xué)手段，如后圖2所示。

1.對于理論推導(dǎo)性較強(qiáng)的課程，建議采用黑板板書進(jìn)行講授;

2.對于電路復(fù)雜難以理解的課程，采用多媒體教學(xué)，并可利用多媒體環(huán)境將相關(guān)靜態(tài)的理論知識(shí)點(diǎn)以PPT、FLASH、仿真軟件（如proteus、 matlab）等形式動(dòng)態(tài)演示出來，提高學(xué)生的直觀認(rèn)識(shí)，便于理解;

3.對于操作性、實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，可采用一體化教學(xué)，即教師先講解、演示，隨后指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作，理論講解與實(shí)踐驗(yàn)證兩者基本同步，實(shí)現(xiàn)“學(xué)中做、做中學(xué)”，提升教學(xué)效

圖2 分類教學(xué)示意圖

（四） 強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)

對本專業(yè)各門課程的實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和手段進(jìn)行系統(tǒng)改造，對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行優(yōu)化組合和更新。

1.以“理論服務(wù)實(shí)踐應(yīng)用”為原則優(yōu)化課程內(nèi)容，選用合理的、以應(yīng)用為主的教材，以工程項(xiàng)目、任務(wù)為依托進(jìn)行各門專業(yè)課程內(nèi)容的編排。增加課內(nèi)實(shí)驗(yàn)和課程設(shè)計(jì)學(xué)時(shí)，增加實(shí)用性的教學(xué)內(nèi)容，可來源于實(shí)際工程項(xiàng)目案例或教師的科研項(xiàng)目等，充分提高學(xué)生實(shí)踐學(xué)習(xí)的積極性并優(yōu)化教學(xué)效果。

2.在一些工程實(shí)踐要求較高的課程中推廣便攜式的、易于擴(kuò)展的、成本便宜的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，使學(xué)生能夠把相關(guān)實(shí)驗(yàn)設(shè)備帶出課堂，學(xué)生可以選擇自己的空余時(shí)間來完成實(shí)驗(yàn)，對實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，學(xué)生可以采用課堂解答、網(wǎng)絡(luò)等多種方式來解決。同時(shí)，學(xué)生還可以利用便攜式實(shí)驗(yàn)設(shè)備自行開展相關(guān)知識(shí)的深入學(xué)習(xí)及系統(tǒng)開發(fā)，構(gòu)成了一個(gè)教室、寢室、網(wǎng)絡(luò)的多元化實(shí)踐學(xué)習(xí)體系。

3.對電子行業(yè)部分更新、發(fā)展較快的課程，如《嵌入式系統(tǒng)》，加大投入力度，除了積極建設(shè)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室外，同時(shí)每年堅(jiān)持安排骨干教師外出培訓(xùn)嵌入式系統(tǒng)知識(shí)，使本專業(yè)學(xué)生在此類課程上能夠滿足社會(huì)的需求。

4.鼓勵(lì)學(xué)生申報(bào)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目，不斷提高學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力;充分利用全國、省內(nèi)舉辦的各類電子設(shè)計(jì)競賽活動(dòng)，積極宣傳工科生實(shí)踐動(dòng)手能力的重要性;進(jìn)一步加強(qiáng)與企業(yè)的產(chǎn)學(xué)研合作，努力提高教師的科研水平和服務(wù)社會(huì)的能力。

5.以中央與地方共建實(shí)驗(yàn)室為契機(jī)，建設(shè)“電子信息工程專業(yè)創(chuàng)新實(shí)踐基地”，利用課外時(shí)間培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手和工程項(xiàng)目能力，使課外開放性實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)能充分激發(fā)出學(xué)生的實(shí)踐積極性。擬根據(jù)學(xué)生所在年級不同，設(shè)立“初級知識(shí)制作區(qū)” 和“項(xiàng)目實(shí)施區(qū)”。各階段培養(yǎng)內(nèi)容和目標(biāo)如后圖3、圖4所示。

6.校內(nèi)實(shí)習(xí)基地建設(shè)：以電子實(shí)訓(xùn)中心的生產(chǎn)線為依托，以工程建設(shè)為導(dǎo)向，加大學(xué)生參與工程實(shí)踐的力度，使學(xué)生能夠參與從設(shè)計(jì)、制造、生產(chǎn)到包裝的全部生產(chǎn)環(huán)節(jié)，同時(shí)，在實(shí)習(xí)內(nèi)容、指標(biāo)要求上向工程實(shí)踐相靠近。

校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)：加強(qiáng)與社會(huì)上具有豐富校企合作、培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)聯(lián)系，鼓勵(lì)教師積極聯(lián)系校外合作、培訓(xùn)企業(yè)，充分利用社會(huì)資源對學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐培養(yǎng)，建立穩(wěn)定高效的校外實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)基地，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，提高學(xué)生的培養(yǎng)質(zhì)量。

圖3 “初級知識(shí)制作區(qū)”培養(yǎng)內(nèi)容及目標(biāo)

圖4 “項(xiàng)目實(shí)施區(qū)”培養(yǎng)內(nèi)容及目標(biāo)

三、總結(jié)

通過近兩年時(shí)間的改革探索和逐步實(shí)施，我校電子信息專業(yè)結(jié)合CDIO理念的改革已經(jīng)初見成效，尤其在各類專業(yè)實(shí)踐型賽事、畢業(yè)生就業(yè)等方面有了較明顯提升，對本學(xué)院其他相關(guān)專業(yè)亦起到了良好的借鑒和示范作用。

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