基于cdio模式的《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革

基于cdio模式的《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革

0明確了職業(yè)素質(zhì)該走廊位于北京和天津走廊。在渤海經(jīng)濟(jì)中心的中心地區(qū)，形成了以華為和康康等五名員工為基礎(chǔ)的工業(yè)集群，以及以100家中小企業(yè)為支持的100家中小企業(yè)的銷售收入600億元。電子信息系統(tǒng)被帶到了“創(chuàng)新時(shí)代”時(shí)代。而發(fā)展高技術(shù)產(chǎn)業(yè)和新興產(chǎn)業(yè),需要大量高素質(zhì)的電子工程技術(shù)人員,他們要具有較強(qiáng)的技術(shù)思維能力、擅長(zhǎng)技術(shù)的應(yīng)用推廣和解決實(shí)際技術(shù)問題的能力,他們是現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用者和實(shí)踐者,是有專業(yè)技能、有社會(huì)意識(shí)和有企業(yè)家敏銳性的工程師。作為新建本科院校,要想在名校林立的京津地區(qū)占有一席之地,就必須依托本校的特色與優(yōu)勢(shì),注重發(fā)展自己的優(yōu)勢(shì)學(xué)科,突出本校工程實(shí)踐教育教學(xué)的特色。CDIO(Conceive構(gòu)思———Design設(shè)計(jì)———Implement———Operate運(yùn)行)作為當(dāng)今國(guó)際高等工程教育的一種創(chuàng)新模式,正是以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程,培養(yǎng)的是學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和工程系統(tǒng)能力,培養(yǎng)的是既有過硬的專業(yè)技能,又有良好的職業(yè)道德的國(guó)際化工程師。《電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)》課程組從本校實(shí)際情況出發(fā),以CDIO教學(xué)模式對(duì)課程進(jìn)行了改革。1在傳統(tǒng)的教育模式下，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的課程是不夠1.1教學(xué)內(nèi)容更新慢(1)電子技術(shù)的飛速發(fā)展與新器件的不斷涌現(xiàn),要求課設(shè)內(nèi)容不斷更新,而課設(shè)所使用的教材更新較慢,教學(xué)內(nèi)容更是偏重于理論,缺乏實(shí)踐和應(yīng)用環(huán)節(jié)。(2)學(xué)校經(jīng)費(fèi)緊張,缺乏技能訓(xùn)練的相關(guān)儀器設(shè)備和場(chǎng)地,一些實(shí)訓(xùn)、實(shí)踐課程流于形式。(3)部分教師缺乏工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),實(shí)踐教學(xué)效果差。1.2實(shí)踐教學(xué)要素(1)課設(shè)題目陳舊、課設(shè)內(nèi)容屆屆沿襲、缺乏工程應(yīng)用背景,學(xué)生缺乏興趣。(2)學(xué)生絕大多數(shù)是“被動(dòng)實(shí)踐”,即設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)手段、參考資料甚至是原理圖等全部由老師制定,學(xué)生在老師規(guī)定的框架中,沿著老師制定的路線去完成實(shí)踐任務(wù)。在這種情況下,學(xué)生的創(chuàng)新潛能肯定被抑制甚至被扼殺。1.3學(xué)科壁壘深(1)學(xué)校的課程設(shè)置不強(qiáng)調(diào)知識(shí)完備性、系統(tǒng)性,學(xué)科壁壘深。(2)傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)導(dǎo)致學(xué)生不會(huì)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí),不會(huì)利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等手段收集資料,并有選擇地將其應(yīng)用到項(xiàng)目設(shè)計(jì)中。2基于cd-rom的課程設(shè)計(jì)和改革實(shí)踐2.1工程實(shí)踐類課程組用CDIO的教學(xué)模式展開教學(xué)活動(dòng),從某種意義上對(duì)教師提出了更高的要求,要求教師必須有較強(qiáng)的工程知識(shí)和能力,以便在教學(xué)中為學(xué)生提供恰當(dāng)?shù)墓こ虒?shí)例,并對(duì)學(xué)生實(shí)際操作提供經(jīng)驗(yàn)性的指導(dǎo)。為了解決青年教師缺乏工程經(jīng)驗(yàn)的不足。本課程組一方面選派青年教師到對(duì)口單位參加工程實(shí)踐,或參加行業(yè)的短期培訓(xùn)及研討會(huì)。另一方面利用假期對(duì)青年教師在校內(nèi)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行培訓(xùn)。在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的教師指導(dǎo)下,每位青年教師必須做出2-3個(gè)具有一定應(yīng)用價(jià)值的課設(shè)項(xiàng)目,最后進(jìn)行交流、學(xué)習(xí)、取長(zhǎng)補(bǔ)短,共同進(jìn)步。通過實(shí)踐,課程組教師共開發(fā)出20幾個(gè)課設(shè)項(xiàng)目,極大地提高了教師的工程實(shí)踐能力。2.2注重實(shí)踐能力的培養(yǎng)為了全面培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,課程組從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程出發(fā),安排了如圖1所示課設(shè)流程。本次教學(xué)組織的突出特點(diǎn)如下:(1)培養(yǎng)了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力課設(shè)在題目選取上體現(xiàn)了以人為本,以學(xué)生為主的理念,從日常生活、從工程實(shí)踐中選取課設(shè)題目,如簡(jiǎn)易心電圖儀的設(shè)計(jì)、數(shù)字功放的設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)紅外報(bào)警器的設(shè)計(jì)等,這些題目來源于生活,提高了學(xué)生的興趣,同時(shí)通過對(duì)這些題目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)打破了課程與課程間的分割壁壘,如學(xué)生在做這些題目時(shí)會(huì)將傳感器與檢測(cè)技術(shù)、電路、模電、數(shù)電等多門理論課知識(shí)加以綜合運(yùn)用;通過設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、插接面包板、PCB制作等環(huán)節(jié)將電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)、電子CAD與電裝工藝等實(shí)踐課內(nèi)容相融合。(2)加強(qiáng)了工程實(shí)踐能力和系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力在電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中,涉及到電路設(shè)計(jì)與搭試、軟件工具應(yīng)用、儀器設(shè)備使用、元器件選擇、電路調(diào)試、系統(tǒng)測(cè)試等方面的任務(wù),要解決電源分配、結(jié)構(gòu)安裝、電磁干擾等一系列工程問題。這些問題對(duì)學(xué)生來說是一種挑戰(zhàn),但在教師鼓勵(lì)、指導(dǎo)和同組學(xué)生的共同努力下,每一個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)現(xiàn)都會(huì)讓其有成就感。(3)加強(qiáng)了自學(xué)能力和分析能力的培養(yǎng)本課程所選用的項(xiàng)目基本上沒有現(xiàn)成的電路供學(xué)生直接使用,即使題目相同,由于對(duì)部分技術(shù)指標(biāo)做了改動(dòng),學(xué)生在設(shè)計(jì)時(shí)也必須自己獨(dú)立思考、深入鉆研,自己提出解決方案和實(shí)現(xiàn)方法。這對(duì)培養(yǎng)和提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整理、概括、消化吸收的能力,閱讀參考書籍和資料,自我擴(kuò)充知識(shí)領(lǐng)域的能力以及對(duì)知識(shí)運(yùn)用和舉一反三的能力具有重要意義。(4)培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)合作能力。每一個(gè)課設(shè)題目由2-3人共同完成,以培養(yǎng)學(xué)生分工合作、交流協(xié)調(diào)、共同研討等團(tuán)隊(duì)合作精神與能力。為了最大范圍地調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的積極性,防止出現(xiàn)學(xué)生“搭車”現(xiàn)象,要求答辯時(shí)項(xiàng)目組同學(xué)同時(shí)參加,并且由答辯委員會(huì)成員任意指定其中一位同學(xué)進(jìn)行成品演示或回答問題。2.3課前教學(xué)設(shè)計(jì)本次課設(shè)打破傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式,將學(xué)生的全面發(fā)展作為教學(xué)追求目標(biāo),其教學(xué)過程的開放性體現(xiàn)為:(1)題目開放為了全面培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力,本次課設(shè)教師提供的題目共有20多個(gè),有的來源于教師的科研項(xiàng)目;有的將企業(yè)一線急需解決的設(shè)計(jì)問題引入到課設(shè)中;還有一些題目是歷屆大學(xué)生挑戰(zhàn)杯和大學(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽題目(依據(jù)學(xué)生水平和實(shí)驗(yàn)條件對(duì)部分技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整),同時(shí)教師還根據(jù)項(xiàng)目的難度和工作量確定項(xiàng)目的難度系數(shù),難度系數(shù)在1.0～1.5之間,學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣選擇不同的實(shí)踐課題,或者自擬具有一定工程應(yīng)用價(jià)值的課設(shè)題目。(2)時(shí)間開放傳統(tǒng)的課設(shè)與模電、數(shù)電課同在一學(xué)期(第3學(xué)期)進(jìn)行,集中為兩周時(shí)間,時(shí)間安排較為緊張,很多問題來不及思考就在匆忙中結(jié)束,本次課設(shè)在培養(yǎng)計(jì)劃中為第4學(xué)期(電路、模電課程在第2、3、學(xué)期)進(jìn)行,為期2周,但課程組考慮到本次課設(shè)從接受任務(wù)到完成成品教學(xué)任務(wù)量較大,因此將整個(gè)設(shè)計(jì)分散在第4學(xué)期內(nèi)完成,打破了教學(xué)周學(xué)時(shí)的限制,將教學(xué)活動(dòng)由課堂內(nèi)拓展到課堂外,將學(xué)習(xí)的自主權(quán)交給學(xué)生,引導(dǎo)學(xué)生發(fā)揮其主動(dòng)性,充分利用好課余時(shí)間,實(shí)現(xiàn)課內(nèi)與課外教學(xué)活動(dòng)的統(tǒng)一。(3)空間開放由于電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)有著嚴(yán)格的驗(yàn)收考核標(biāo)準(zhǔn),因此,從學(xué)生實(shí)踐的空間上不在限制,學(xué)生可以在宿舍、在圖書館、在機(jī)房或者向開放實(shí)驗(yàn)室之一—電子技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)室提出申請(qǐng)、預(yù)約,以進(jìn)行資料的查閱、硬件的安裝、調(diào)試等。2.4關(guān)注成本意識(shí)的培養(yǎng)電類專業(yè)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)范圍主要以硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)以及軟硬結(jié)合的系統(tǒng)研發(fā)為主。學(xué)生畢業(yè)后,主要從事以硬件為基礎(chǔ)的產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)品測(cè)試、以及相關(guān)管理和銷售等工作,與硬件產(chǎn)品直接相關(guān)聯(lián)。這種工作性質(zhì)決定了學(xué)生畢業(yè)后的職業(yè)生涯與產(chǎn)品成本的密切性要遠(yuǎn)大于計(jì)算機(jī)軟件工程、信息工程等以軟件開發(fā)為主的專業(yè)。因此加強(qiáng)學(xué)生成本意識(shí)的培養(yǎng)具有重要意義。在硬件設(shè)計(jì)階段,從設(shè)計(jì)成本角度引導(dǎo)學(xué)生。可以要求學(xué)生自行查找功能類似的器件,在不降低系統(tǒng)性能指標(biāo)的前提下,選擇價(jià)格低、功能簡(jiǎn)單的器件,而不應(yīng)該盲目追求器件的高性能。例如,能用價(jià)格低廉的OP17而不用OP37;使用單面電路板實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng),不需要使用雙面電路板;可以用一片集成芯片完成的功能,不需要使用多片分立元件實(shí)現(xiàn)等等。在元器件和材料的管理上,本次課設(shè)全部由學(xué)生自己購(gòu)買元器件,并且將實(shí)驗(yàn)室具備的元器件價(jià)格表在學(xué)生群里共享,從課設(shè)成本上約束學(xué)生,同時(shí)避免浪費(fèi)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),教師可以簡(jiǎn)單介紹銷售成本的概念,向?qū)W生強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)的完備性、實(shí)用性以及產(chǎn)品的外觀。此外,學(xué)生完成設(shè)計(jì)之后,讓學(xué)生做PPT介紹作品,一方面可以培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力,加深對(duì)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí),另一方面,這也是作為產(chǎn)品銷售人員所必備的技能之一。2.5對(duì)學(xué)生作品進(jìn)行驗(yàn)收、質(zhì)疑和成績(jī)?cè)u(píng)定驗(yàn)收、答辯是師生間、學(xué)生間交流的重要方式,是對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)成果的一種肯定,也是教師檢查設(shè)計(jì)質(zhì)量的有效手段,更是課設(shè)過程中暴露出來的共性問題的一次集中答疑。本次課設(shè)驗(yàn)收、考核方式如下:(1)由教師和5名學(xué)生代表共同組成答辯委員會(huì),對(duì)學(xué)生作品進(jìn)行驗(yàn)收、質(zhì)疑和成績(jī)?cè)u(píng)定。(2)答辯過程中,答辯學(xué)生要進(jìn)行作品展示,PPT自述和答辯,解答評(píng)委及其他同學(xué)提出的問題。(3)為了鼓勵(lì)學(xué)生從其他設(shè)計(jì)項(xiàng)目中最大程度地汲取知識(shí)、開闊視野和獲取實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),答辯委員會(huì)指出非答辯組同學(xué)每提出一個(gè)問題或解答一個(gè)問題均加2分。年青人都有不服輸?shù)奶煨?為了在驗(yàn)收環(huán)節(jié)中獲得老師和同學(xué)們的好評(píng),學(xué)生通常會(huì)在設(shè)計(jì)之初就對(duì)作品的性能給予高度重視,精心設(shè)計(jì)每一環(huán)節(jié),力求作品完美,同時(shí)會(huì)認(rèn)真準(zhǔn)備自己的PPT。作品的成功展示和圓滿的答辯過程鍛煉了學(xué)生交流溝通能力,滿足了學(xué)生的成就感,增強(qiáng)了自信心。3中小企業(yè)能力拓展的項(xiàng)目研究基于CDIO理念的電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)的改革,從實(shí)踐結(jié)果看,學(xué)生普遍反映良好,激發(fā)起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,轉(zhuǎn)變了學(xué)