基于CDIO的應(yīng)用型地方本科院校電學(xué)教育改革研究基于CDIO的應(yīng)用型地方本科院校電學(xué)教育改革研究

中圖分類(lèi)號(hào)：G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI：10.16400/jki.kjdkz.2022.05.022

AbstractThispaperanalyzesthecharacteristicsofelectroniceducationinlocalundergraduatecollegesanduniversities，anddiscussestherelationshipbetweentheCDIOengineeringeducationmodelandthecultivationofinnovativetechnicaltalentsinChina，fromtheconstructionofacomprehensivecurriculumsystem，theinnovationofclassroomteachingmethods，theimprovementofteachingenvironment，andthequalityofteacherstraining，assessmentandevaluationsystemconstructionfiveaspectsintroducedthespecificmeasuresforthereformoftheCDIOengineeringeducationmodel.

KeywordsCDIOmode；electricityeducation；educationreform；appliedlocalcollege

電學(xué)是普通本科院校機(jī)械類(lèi)、電子信息類(lèi)、計(jì)算機(jī)類(lèi)和自動(dòng)化類(lèi)等專(zhuān)業(yè)的學(xué)科根底，課程知識(shí)點(diǎn)多、信息量大、概念抽象、實(shí)踐性和項(xiàng)目應(yīng)用型很強(qiáng)，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)容易感到困難，從而產(chǎn)生畏懼、厭學(xué)、棄學(xué)等現(xiàn)象；而在教師教學(xué)上，也極易出現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)相別離，重理論而輕應(yīng)用等問(wèn)題。[1]而應(yīng)用型地方本科院校人才的培養(yǎng)目標(biāo)在于培養(yǎng)能夠效勞于生產(chǎn)一線(xiàn)的應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才，因此對(duì)傳統(tǒng)電學(xué)類(lèi)課程的教學(xué)策略、教學(xué)模式和教學(xué)辦法必須進(jìn)行深化改革和創(chuàng)新，真正培養(yǎng)出專(zhuān)業(yè)知識(shí)根底扎實(shí)、創(chuàng)新能力強(qiáng)、實(shí)踐動(dòng)手能力過(guò)硬、真正能夠做到學(xué)有所用、學(xué)以致用、用有所成的高素質(zhì)應(yīng)用型人才；真正增強(qiáng)地方高校為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)開(kāi)展效勞的能力，為行業(yè)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步效勞的能力，為學(xué)習(xí)者發(fā)明價(jià)值的能力。[2]

1CDIO教育模式與應(yīng)用型人才培養(yǎng)的關(guān)系

1997年，CDIO在麻省理工學(xué)院的航空/航天戰(zhàn)略方案中首次提出，到2022年，全球已經(jīng)有超過(guò)107所大學(xué)采用了CDIO教學(xué)模式。[3]其教育的目標(biāo)在于通過(guò)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)、工序或產(chǎn)品的構(gòu)思〔Conceive〕――設(shè)計(jì)〔Design〕――實(shí)現(xiàn)〔Implement〕――運(yùn)作〔Operate〕過(guò)程的學(xué)習(xí)來(lái)強(qiáng)化學(xué)生的根底項(xiàng)目實(shí)踐能力，[4]它是一種基于“通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)〞和“基于工程的教學(xué)和學(xué)習(xí)〞的教學(xué)模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生在復(fù)雜而真實(shí)的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中通過(guò)自主探索和相互合作去項(xiàng)目知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。

CDIO的教育模式是西方興旺國(guó)家典型的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式，是對(duì)美國(guó)的“回歸項(xiàng)目〞模式和技術(shù)準(zhǔn)備模式的繼承和發(fā)揚(yáng)。[5]在此模式中，學(xué)生能夠充沛參與到從產(chǎn)品的創(chuàng)意到產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)行的整個(gè)生命周期過(guò)程，能夠讓學(xué)生體驗(yàn)到各學(xué)科知識(shí)間的交叉、課程間的相互聯(lián)系、理想與現(xiàn)實(shí)之間的差異，一方面可以提高學(xué)科根底知識(shí)的學(xué)習(xí)效果，另一方面可以提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力、自學(xué)能力、創(chuàng)新能力和可持續(xù)開(kāi)展能力；同時(shí)，學(xué)生在此過(guò)程中可以真實(shí)的體驗(yàn)到實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)的艱辛和樂(lè)趣、與團(tuán)《成員相互協(xié)作、共同進(jìn)步的好處，有利于學(xué)生職業(yè)道德的塑造和團(tuán)隊(duì)精神的建立，為學(xué)生畢業(yè)后順利融入不同企業(yè)文化環(huán)境、盡快轉(zhuǎn)變角色踏上專(zhuān)業(yè)項(xiàng)目師的職業(yè)道路奠定根底。

CDIO項(xiàng)目教育模式理念合乎我國(guó)應(yīng)用型本科教育對(duì)應(yīng)用型、復(fù)合型和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的理念。作為地方型工科院校，進(jìn)行CDIO項(xiàng)目教育模式的教學(xué)改革，將有助于我國(guó)的應(yīng)用型大學(xué)本科教育更好地借鑒國(guó)際上先進(jìn)的項(xiàng)目教育研究成果，推進(jìn)我國(guó)的應(yīng)用型本科教育從傳統(tǒng)的課堂教學(xué)方式轉(zhuǎn)向項(xiàng)目教學(xué)方式，提高我國(guó)應(yīng)用型人才培養(yǎng)的質(zhì)量。[6]

2基于CDIO項(xiàng)目教育模式的電學(xué)類(lèi)課程改革措施

應(yīng)用型地方本科院校對(duì)畢業(yè)生的培養(yǎng)更要注重學(xué)生的項(xiàng)目實(shí)踐能力的提升，使學(xué)生能夠在由社會(huì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)環(huán)境、歷史環(huán)境、人文環(huán)境、技術(shù)環(huán)境、政治環(huán)境等組成的復(fù)雜背景下學(xué)習(xí)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，掌握項(xiàng)目產(chǎn)品設(shè)計(jì)的技能和處理現(xiàn)代團(tuán)隊(duì)協(xié)作關(guān)系的技巧。同時(shí)，為更好地效勞地方經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的開(kāi)展，在對(duì)電學(xué)類(lèi)課程傳統(tǒng)教育教學(xué)模式進(jìn)行改革時(shí)，要吸取地方開(kāi)展的特色，積極融入以地方經(jīng)濟(jì)的撐持行業(yè)和特色行業(yè)為主體的開(kāi)展領(lǐng)域，為地方培養(yǎng)全面的、成熟的、有思想的合格創(chuàng)新人才。

2.1優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，建立基于項(xiàng)目實(shí)踐的綜合性課程體系

項(xiàng)目工程設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)是CDIO教育模式的突出特點(diǎn)，基于這一教育理念，在教學(xué)改革中，重新對(duì)電學(xué)類(lèi)課程的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理，以實(shí)際項(xiàng)目設(shè)計(jì)工程為依據(jù)，將課程知識(shí)進(jìn)行優(yōu)化組合，注重教學(xué)內(nèi)容的實(shí)用性和項(xiàng)目性，同時(shí)要充沛考慮到學(xué)生的知識(shí)水平和根底能力，對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行合理的增減和調(diào)整。以工程設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、能力培養(yǎng)為目標(biāo)，通過(guò)多個(gè)實(shí)際項(xiàng)目工程的設(shè)計(jì)將整個(gè)課程體系有機(jī)的、系統(tǒng)的結(jié)合起來(lái)。課程工程的設(shè)計(jì)是基于CDIO教育模式課程改革的關(guān)鍵。工程的設(shè)計(jì)首先要基于教學(xué)方案中對(duì)電學(xué)類(lèi)課程知識(shí)點(diǎn)的要求，依據(jù)長(zhǎng)期總結(jié)出來(lái)的知識(shí)學(xué)習(xí)的一般規(guī)律來(lái)安頓工程的完成順序；其次，每個(gè)工程的設(shè)計(jì)要注重層次性，有根底性工程設(shè)計(jì)，也有擴(kuò)展性工程設(shè)計(jì)，以滿(mǎn)足不同學(xué)習(xí)層次學(xué)生的需求；第三，工程的設(shè)計(jì)要注重實(shí)踐性、可行性、平安性和經(jīng)濟(jì)性，設(shè)計(jì)的工程中要充沛體現(xiàn)“《《思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)作〞這一完整的項(xiàng)目產(chǎn)品生命周期，工程在技術(shù)上是科學(xué)的、可行的，要能夠做出實(shí)際的裝置或系統(tǒng)，工程中要安頓足夠的實(shí)踐過(guò)程，要合理安頓驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)和綜合性實(shí)驗(yàn)的任務(wù)總量和比例，實(shí)踐或?qū)嶒?yàn)內(nèi)容平安，不易對(duì)學(xué)生、設(shè)備等產(chǎn)生平安事故，工程實(shí)現(xiàn)過(guò)程花費(fèi)的經(jīng)濟(jì)本錢(qián)要適當(dāng)；第四，工程的設(shè)計(jì)要能夠體現(xiàn)管理，溝通和團(tuán)隊(duì)合作等軟技能的培養(yǎng)；最后，工程的設(shè)計(jì)要考慮教學(xué)過(guò)程的進(jìn)度，時(shí)間上要合理。同時(shí)，為了順利進(jìn)行項(xiàng)目工程實(shí)踐教學(xué)，要充沛考慮本學(xué)校所能提供的資源是否能夠滿(mǎn)足教學(xué)需求，這些資源包括教學(xué)設(shè)備、教學(xué)場(chǎng)所、教師隊(duì)伍、文獻(xiàn)資料資源等。

2.2以學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)，創(chuàng)新課堂教學(xué)新辦法

為充沛體現(xiàn)CDIO教育模式的優(yōu)勢(shì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生能夠在實(shí)踐中主動(dòng)領(lǐng)略出項(xiàng)目技術(shù)之美，在教學(xué)辦法和伎倆的改革中，要樹(shù)立以學(xué)生為中心的教育理念，從“以教師為中心，灌輸式的理論教學(xué)〞方式，轉(zhuǎn)變成“以學(xué)生為中心，探究式、問(wèn)題式、實(shí)踐式知識(shí)學(xué)習(xí)〞方式。教師在以項(xiàng)目工程為主的教學(xué)辦法中，要從傳統(tǒng)的課堂“表演者〞，相對(duì)退居幕后，成為教學(xué)過(guò)程的“導(dǎo)演者〞；學(xué)生那么從知識(shí)的被動(dòng)接受者，轉(zhuǎn)變成知識(shí)的發(fā)現(xiàn)者和發(fā)明者。

電學(xué)類(lèi)課程實(shí)施工程教學(xué)時(shí)，教師的主要任務(wù)在于充沛考慮學(xué)生的承受能力和工程實(shí)施過(guò)程中可能發(fā)生的問(wèn)題，提出工程任務(wù)要求和考核方法，引導(dǎo)學(xué)生去思考、去研討、去嘗試，幫忙學(xué)生找到完善自身知識(shí)體系和辦法和途徑。教師根據(jù)電學(xué)類(lèi)課程教學(xué)大綱和教學(xué)方案的要求，將制定好的課程工程按照知識(shí)的銜接關(guān)系和工程實(shí)現(xiàn)的難易程度分批布置，對(duì)每個(gè)工程可能波及的知識(shí)點(diǎn)和相關(guān)考前須知進(jìn)行預(yù)先點(diǎn)撥，并以實(shí)際的工業(yè)產(chǎn)品照片、視頻或者實(shí)物等形式，對(duì)工程產(chǎn)品進(jìn)行功能和原理性演示，以使學(xué)生在頭腦中盡快建立工業(yè)產(chǎn)品的概念和相關(guān)知識(shí)體系的框架，使學(xué)生學(xué)習(xí)的方向性和主動(dòng)性獲得較大提高。學(xué)生在工程實(shí)踐學(xué)習(xí)過(guò)程中處于主體地位，依據(jù)具體實(shí)踐工程的特點(diǎn)，按照“構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)作〞的項(xiàng)目實(shí)踐模式，自主形成“強(qiáng)-強(qiáng)結(jié)合〞、“強(qiáng)-弱結(jié)合〞、“弱-弱結(jié)合〞的團(tuán)隊(duì)結(jié)構(gòu)，每組人數(shù)不能超過(guò)3人。各小組自主選拔各組組長(zhǎng)、查閱文獻(xiàn)資料、分析工程任務(wù)、小組討論、形成計(jì)劃、進(jìn)行工程設(shè)計(jì)、選擇元器件、完成硬件電路制作和調(diào)試、進(jìn)行工程總結(jié)等全過(guò)程工作。[7]

2.3融合現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)伎倆，構(gòu)建全方位教學(xué)環(huán)境

CDIO項(xiàng)目教育模式的高度實(shí)踐性對(duì)教學(xué)伎倆也提出了較高的要求，教師在進(jìn)行教學(xué)辦法創(chuàng)新的同時(shí)，要不斷學(xué)習(xí)，充沛利用先進(jìn)的教學(xué)伎倆以提高項(xiàng)目實(shí)踐教學(xué)效果。

〔1〕利用新媒體技術(shù)。在進(jìn)行電學(xué)類(lèi)課程教學(xué)時(shí)，教師一方面要繼續(xù)深入挖掘多媒體技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和潛力，通過(guò)精心準(zhǔn)備和設(shè)計(jì)，運(yùn)用先進(jìn)伎倆，創(chuàng)作出嚴(yán)謹(jǐn)而豐盛的電子課件，以圖片、文字、聲音、影像、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作品〔VR〕、三維動(dòng)畫(huà)等媒介形式，使教學(xué)內(nèi)容化繁為簡(jiǎn)，化宏觀為微觀，化微觀為宏觀，形象生動(dòng)地傳遞教學(xué)內(nèi)容。另一方面要充沛發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的功能，采取自主研發(fā)或與引進(jìn)相結(jié)合的辦法，構(gòu)建基于校園網(wǎng)的電學(xué)類(lèi)網(wǎng)絡(luò)課程，以網(wǎng)絡(luò)電視、虛擬社區(qū)、微課、慕課等教學(xué)方式，為學(xué)生提供自學(xué)、資料下載、課外輔導(dǎo)和答疑等效勞；教師要靈活使用基于手機(jī)的媒體功能，采用博客、微博、播客、、聊天軟件等搭建與學(xué)生間的互動(dòng)和溝通，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和效果。

〔2〕利用虛擬仿真技術(shù)。電子電路的虛擬仿真技術(shù)正好可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂理論教學(xué)的這一缺陷，它可以替代電學(xué)類(lèi)實(shí)驗(yàn)室中多種傳統(tǒng)的儀器和元器件，實(shí)現(xiàn)基于計(jì)算機(jī)的電子電路輔助設(shè)計(jì)、分析和仿真，使主講教師可以一邊進(jìn)行理論知識(shí)的講解，一邊在仿真軟件中搭建電路、運(yùn)行并仿真?？梢杂糜陔妼W(xué)類(lèi)課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的軟件平臺(tái)很多，如美國(guó)加州大學(xué)的PSpice仿真軟件、歐洲D(zhuǎn)esignSoftKft.公司的TinaPro仿真軟件、匈牙利Designsoft公司的Edison〔愛(ài)迪生〕仿真軟件、美國(guó)NI公司的MultiSIM仿真軟件和英國(guó)LabCenterElectronics的Proteus仿真軟件等，它們各有特點(diǎn)，對(duì)使用者的能力要求也有區(qū)別，應(yīng)結(jié)合課程的要求和學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行選用。

2.4加強(qiáng)教師全面素質(zhì)培養(yǎng)，提升CDIO教學(xué)能力

由于多方面的原因，應(yīng)用型地方本科院校的教師引進(jìn)方式一般同其他普通本科院校根本一致，對(duì)引進(jìn)人員的職稱(chēng)、學(xué)歷和畢業(yè)院校等外在因素看得過(guò)重，而對(duì)其項(xiàng)目實(shí)踐能力、思想道德、學(xué)識(shí)水平、工作能力和開(kāi)展?jié)摿Φ确矫娌粔蛑匾?。[7]為解決教師項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)不足的問(wèn)題，一方面要加強(qiáng)“雙師雙能型〞教師隊(duì)伍建設(shè)，調(diào)整教師結(jié)構(gòu)，在教師引進(jìn)時(shí)突出對(duì)人才的項(xiàng)目能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的評(píng)估，積極引進(jìn)行業(yè)公認(rèn)專(zhuān)才，或聘請(qǐng)企業(yè)優(yōu)秀專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才、管理人才和高技能人才作為專(zhuān)業(yè)建設(shè)帶頭人、擔(dān)任專(zhuān)兼職教師；另一方面可有方案地選派青年教師到企業(yè)的生產(chǎn)一線(xiàn)掛職工作，通過(guò)有針對(duì)性的學(xué)習(xí)、實(shí)踐、專(zhuān)業(yè)進(jìn)修、培訓(xùn)和學(xué)術(shù)交流等形式提高教師的理論與實(shí)踐水平。

2.5完善評(píng)價(jià)制度，立體化考核學(xué)習(xí)效果

在考核方式上，改革以往傳統(tǒng)的期末閉卷理論考試的單一形式，根據(jù)項(xiàng)目工程實(shí)踐教學(xué)的特點(diǎn)，可采用多種靈活的考核方式，如采用工程總結(jié)報(bào)告、工程辯論、期末測(cè)驗(yàn)相結(jié)合的方式，突出實(shí)踐過(guò)程成績(jī)?cè)诳偝煽?jī)中所占比重，引導(dǎo)學(xué)生重視平時(shí)的學(xué)習(xí)積累，打消傳統(tǒng)考核時(shí)學(xué)生集中突擊學(xué)習(xí)的弊?。灰部梢圆捎闷綍r(shí)考核+期末專(zhuān)題設(shè)計(jì)和匯報(bào)的形式，或者采用平時(shí)的工程考核+理論考試+實(shí)踐操作考核的形式等。為增強(qiáng)學(xué)生對(duì)考核評(píng)價(jià)工作的參與度，可以組織學(xué)生先自評(píng)、再互評(píng)、最后再結(jié)合教師評(píng)價(jià)進(jìn)行綜合打分；而評(píng)價(jià)教師的主體組成中，除了任課教師外，應(yīng)該適當(dāng)引進(jìn)工程技術(shù)中可能波及到的其他學(xué)科的教師，或者是聘請(qǐng)的相關(guān)企業(yè)中的兼職導(dǎo)師和專(zhuān)門(mén)技術(shù)人才，以使評(píng)價(jià)更全面，更能為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)提出良好的倡議。3結(jié)語(yǔ)

作為應(yīng)用型地方本科院校，把CDI