基于CDIO工程教育理念的電路實踐模式的探討

劉春俠　蘇渤力　王莉

【摘 要】由于電路課程來源于工程應用，且有著具體的工程應用背景，脫離了工程背景，電路理論將難以走向實踐。因此，電子電路理論的教學必須堅持一種從實踐中來，經(jīng)過數(shù)學抽象和求解，又到實踐中去的科學思路?；贑DIO理念的實踐教學模式是以項目設計為導向，以任務為驅動，讓學生參與工程項目的構思、設計、實現(xiàn)與運行的全過程，將學生的知識構架、興趣愛好、能力特長和工程需求、社會需求等有機結合，以達到提高學生的工程實踐創(chuàng)新能力。

【關鍵詞】CDIO理念；電路實踐模式

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2018）21-0035-01

《電路》課程是一門研究電路分析、設計和綜合的理論，是國內(nèi)外電氣信息類各專業(yè)本科生教學大綱中必不可少的核心主干課程，它所涉及的概念、方法和理論，大量地應用在電子技術、電機與拖動、自動控制原理等后續(xù)專業(yè)課程和大學生電子設計創(chuàng)新活動中，是向學生傳授工程觀點和科學觀點的“開門課”。

CDIO工程教育理念是以產(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、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程。CDIO模式實質上是用工程方法培養(yǎng)工科學生，即讓學生在教育過程中接觸真正的工程實踐，直接體驗以產(chǎn)品實現(xiàn)為周期，以產(chǎn)品的開發(fā)為主導，以學生自主設計為目的的教學模式，以培養(yǎng)工程應用能力、知識構建能力、團隊相互合作能力、系統(tǒng)設計能力為基本原則，在這個四個方面體現(xiàn)人才培養(yǎng)的創(chuàng)新性[1]。

基于CDIO理念的電路實踐教學是以產(chǎn)品實現(xiàn)為周期，以產(chǎn)品的開發(fā)為主導，以學生自主設計為目的，鍛煉學生工程實踐能力的新模式。要實現(xiàn)基于CDIO理念的電路實踐教學新模式，就要打破原來的實踐教學框架，探索出一套新的實踐教學內(nèi)容、實踐教學方法及實踐考核方式的模式。

一、基于CDIO理念電路實踐教學內(nèi)容的研究

1.基于protues軟件和電路元器件創(chuàng)新性地開展實驗項目。

傳統(tǒng)的實驗，學生只是被動地在已搭建好的電路上實驗。整個過程缺乏主觀能動性，實驗結束后，沒有在學生腦中留下深刻的印象，沒有達到實驗原本的目的。而在新的實驗項目，由學生自由組合的團隊獨立完成，根據(jù)實驗要求構思實驗方案，自主選擇電路元件，設計搭建實驗電路，實現(xiàn)系統(tǒng)并調(diào)試運行。實驗指導書不像過去一樣面面俱到，而讓學生充分參與實驗項目設計的各個環(huán)節(jié)，從而達到鍛煉學生工程實踐能力的目的。

2.借助NI myDAQ 開展學生創(chuàng)新實驗項目。

NI myDAQ將工程實踐教育拓展到課堂和實驗室之外，讓學生有更多的機會實踐并體驗真實的電路和硬件，使每個學生都能隨時隨地實踐工程創(chuàng)新。該動手實踐平臺，不僅能幫助學生掌握理論知識，更好地將理論聯(lián)系實際，而且有利于學生電路設計、工程概念興趣的培養(yǎng)。該實踐創(chuàng)新平臺與實驗室硬件平臺的結合，有助于實踐電路工程思想和創(chuàng)新動手能力的全面提升。

3.把賽題引入實驗，加強創(chuàng)新學習的培養(yǎng)。

每年省內(nèi)都有電子電路方面的競賽，競賽題目都不同程度地體現(xiàn)了創(chuàng)新思想，可以借助賽題培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，把賽題引入實驗，對培養(yǎng)學生的各種能力都有幫助，尤其是團隊之間的相互配合能力、主動思考能力、電路的分析調(diào)試能力和語言表達能力。

4.基于微課實現(xiàn)教學實踐的翻轉課堂。

教師通過移動學習平臺推送微課資源，微課資源嵌入教學項目每個學習模塊。與傳統(tǒng)課堂教學相比，翻轉課堂教學模式改變了教學流程和教學手段。翻轉教學流程是“課前信息傳遞、課中消化吸收、課后驗收評價”[2]。從創(chuàng)新的角度來講，翻轉實踐教學的流程是教師將實驗項目中所涉及的知識點錄成微課，學生通過“微課”學習新知、師生平臺交流互動了解難點，教師在課堂上展示課前學習的情況，講解難點和疑點后，學生協(xié)作完成實驗項目，最后驗收實踐成果，學生需要將所完成的實驗項目做成微課進行講解，供其他組同學評價互動，教師綜合評價。

師綜合評價。

二、基于CDIO理念的電路實踐教學方法的研究

1.科學引導代替?zhèn)鹘y(tǒng)講授。

基于CDIO理念的電路實踐教學是以產(chǎn)品實現(xiàn)為周期，以產(chǎn)品的開發(fā)為主導，以學生自主設計為目的的教學模式，實驗指導書不像過去一樣面面俱到，而讓學生充分參與實驗項目設計的各個環(huán)節(jié)，教學方式將由原來的“老師講什么學生聽什么，老師做什么學生看什么，老師說什么學生練什么”的被動教學，轉變?yōu)椤皩W生根據(jù)實驗要求構思實驗方案，設計系統(tǒng)，搭建電路實現(xiàn)系統(tǒng)并成功調(diào)試運行，老師引導”的主動教學，將學習中心位置交還給學生，充分激發(fā)學生的學習主動性，提高學習興趣。

2.有計劃地組織指導學生參加各種創(chuàng)新競賽活動。

通過參加科技實踐活動，提高學生創(chuàng)新能力、表達能力，為從業(yè)奠定良好基礎。

3.結合教師科研工作開展團隊工程項目的設計與研發(fā)。

結合教師科研工作開展團隊工程項目的設計與研發(fā)，讓學生參與實際工程設計，從而激發(fā)學生的學習興趣，充分發(fā)揮學生內(nèi)在潛能和創(chuàng)造力，提高學生的工程能力、創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作和項目組織與管理能力。

三、基于CDIO理念的電路實踐教學考核方式的研究

目前該課程的考核形式比較單一，重理論考試輕實踐考試。這種考核方式導致學生為了通過考試而學習，學生缺乏實踐動手能力和創(chuàng)新能力。因此，電路課程的考核內(nèi)容應該包括實踐考核，同時，考核內(nèi)容要能力化。為了培養(yǎng)學生學習的自覺性和綜合能力，激發(fā)創(chuàng)造性，考慮學有余力學生的個性發(fā)展，采取多元化考核方式來綜合評價學生對知識的掌握與運用。實踐考核內(nèi)容應包含項目設計、項目實現(xiàn)、團隊協(xié)作、實驗報告，此外，參加電子設計競賽、創(chuàng)新項目及發(fā)表學術論文等還有附加分值（總成績不超過100分）。

基于CDIO理念深化電路實踐課程教學改革，探索以學生為主體，知識、能力和素質協(xié)調(diào)發(fā)展的新型實踐教學模式，使學生掌握電路理論的基本知識和基本的分析、計算、實驗方法，并受到必要的工程創(chuàng)新實踐和職業(yè)技能訓練，有效培養(yǎng)學生的系統(tǒng)分析能力、知識綜合運用能力和團隊協(xié)作項目組織等能力，為學生在電信領域從業(yè)奠定基礎。

參考文獻

[1]夏非.基于CIDO理念的電路實驗教學改革與實踐[J].教改研究，2015（95）：7.

[2]張強等.電路原理基于SPOC翻轉課堂教學模式的實施[J].實驗技術與管理，2016，33（1）：187-189.

基金項目：防災科技學院教學研究與教學改革項目JY2016B112015年度中國地震局局級教學團隊建設項目JT201503 防災科技學院重點建設課程《電路》。