基于cdio模式的《電子技術(shù)課程設(shè)計》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)新時代”時代。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,他們要具有較強的技術(shù)思維能力、擅長技術(shù)的應(yīng)用推廣和解決實際技術(shù)問題的能力,他們是現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用者和實踐者,是有專業(yè)技能、有社會意識和有企業(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,注重發(fā)展自己的優(yōu)勢學(xué)科,突出本校工程實踐教育教學(xué)的特色。CDIO(Conceive構(gòu)思———Design設(shè)計———Implement———Operate運行)作為當(dāng)今國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)品運行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(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、個人能力、團隊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)道德的國際化工程師?！峨娮蛹夹g(shù)課程設(shè)計》課程組從本校實際情況出發(fā),以CDIO教學(xué)模式對課程進行了改革。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,缺乏實踐和應(yīng)用環(huán)節(jié)。(2)學(xué)校經(jīng)費緊張,缺乏技能訓(xùn)練的相關(guān)儀器設(shè)備和場地,一些實訓(xùn)、實踐課程流于形式。(3)部分教師缺乏工程實踐經(jīng)驗,實踐教學(xué)效果差。1.2實踐教學(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“被動實踐”,即設(shè)計方法、設(shè)計手段、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)置不強調(diào)知識完備性、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)生不會運用所學(xué)的知識,不會利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等手段收集資料,并有選擇地將其應(yīng)用到項目設(shè)計中。2基于cd-rom的課程設(shè)計和改革實踐2.1工程實踐類課程組用CDIO的教學(xué)模式展開教學(xué)活動,從某種意義上對教師提出了更高的要求,要求教師必須有較強的工程知識和能力,以便在教學(xué)中為學(xué)生提供恰當(dāng)?shù)墓こ虒嵗?并對學(xué)生實際操作提供經(jīng)驗性的指導(dǎo)。為了解決青年教師缺乏工程經(jīng)驗的不足。本課程組一方面選派青年教師到對口單位參加工程實踐,或參加行業(yè)的短期培訓(xùn)及研討會。另一方面利用假期對青年教師在校內(nèi)實驗室進行培訓(xùn)。在實踐經(jīng)驗豐富的教師指導(dǎo)下,每位青年教師必須做出2-3個具有一定應(yīng)用價值的課設(shè)項目,最后進行交流、學(xué)習(xí)、取長補短,共同進步。通過實踐,課程組教師共開發(fā)出20幾個課設(shè)項目,極大地提高了教師的工程實踐能力。2.2注重實踐能力的培養(yǎng)為了全面培養(yǎng)學(xué)生綜合運用知識的能力和系統(tǒng)設(shè)計能力,課程組從產(chǎn)品設(shè)計的全過程出發(fā),安排了如圖1所示課設(shè)流程。本次教學(xué)組織的突出特點如下:(1)培養(yǎng)了學(xué)生綜合運用知識的能力課設(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、從工程實踐中選取課設(shè)題目,如簡易心電圖儀的設(shè)計、數(shù)字功放的設(shè)計、遠(yuǎn)紅外報警器的設(shè)計等,這些題目來源于生活,提高了學(xué)生的興趣,同時通過對這些題目的系統(tǒng)設(shè)計打破了課程與課程間的分割壁壘,如學(xué)生在做這些題目時會將傳感器與檢測技術(shù)、電路、模電、數(shù)電等多門理論課知識加以綜合運用;通過設(shè)計、安裝、調(diào)試、插接面包板、PCB制作等環(huán)節(jié)將電子技術(shù)實驗、電子CAD與電裝工藝等實踐課內(nèi)容相融合。(2)加強了工程實踐能力和系統(tǒng)設(shè)計能力在電子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)中,涉及到電路設(shè)計與搭試、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。這些問題對學(xué)生來說是一種挑戰(zhàn),但在教師鼓勵、指導(dǎo)和同組學(xué)生的共同努力下,每一個環(huán)節(jié)的實現(xiàn)都會讓其有成就感。(3)加強了自學(xué)能力和分析能力的培養(yǎng)本課程所選用的項目基本上沒有現(xiàn)成的電路供學(xué)生直接使用,即使題目相同,由于對部分技術(shù)指標(biāo)做了改動,學(xué)生在設(shè)計時也必須自己獨立思考、深入鉆研,自己提出解決方案和實現(xiàn)方法。這對培養(yǎng)和提高學(xué)生對所學(xué)知識進行整理、概括、消化吸收的能力,閱讀參考書籍和資料,自我擴充知識領(lǐng)域的能力以及對知識運用和舉一反三的能力具有重要意義。(4)培養(yǎng)了團隊合作能力。每一個課設(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)、共同研討等團隊合作精神與能力。為了最大范圍地調(diào)動學(xué)生進行項目設(shè)計的積極性,防止出現(xiàn)學(xué)生“搭車”現(xiàn)象,要求答辯時項目組同學(xué)同時參加,并且由答辯委員會成員任意指定其中一位同學(xué)進行成品演示或回答問題。2.3課前教學(xué)設(shè)計本次課設(shè)打破傳統(tǒng)的實驗教學(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)生的工程實踐能力,本次課設(shè)教師提供的題目共有20多個,有的來源于教師的科研項目;有的將企業(yè)一線急需解決的設(shè)計問題引入到課設(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)計競賽題目(依據(jù)學(xué)生水平和實驗條件對部分技術(shù)指標(biāo)進行了調(diào)整),同時教師還根據(jù)項目的難度和工作量確定項目的難度系數(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踐課題,或者自擬具有一定工程應(yīng)用價值的課設(shè)題目。(2)時間開放傳統(tǒng)的課設(shè)與模電、數(shù)電課同在一學(xué)期(第3學(xué)期)進行,集中為兩周時間,時間安排較為緊張,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)計劃中為第4學(xué)期(電路、模電課程在第2、3、學(xué)期)進行,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,因此將整個設(shè)計分散在第4學(xué)期內(nèi)完成,打破了教學(xué)周學(xué)時的限制,將教學(xué)活動由課堂內(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)揮其主動性,充分利用好課余時間,實現(xiàn)課內(nèi)與課外教學(xué)活動的統(tǒng)一。(3)空間開放由于電子技術(shù)課程設(shè)計有著嚴(yán)格的驗收考核標(biāo)準(zhǔn),因此,從學(xué)生實踐的空間上不在限制,學(xué)生可以在宿舍、在圖書館、在機房或者向開放實驗室之一—電子技術(shù)綜合實訓(xùn)室提出申請、預(yù)約,以進行資料的查閱、硬件的安裝、調(diào)試等。2.4關(guān)注成本意識的培養(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)大于計算機軟件工程、信息工程等以軟件開發(fā)為主的專業(yè)。因此加強學(xué)生成本意識的培養(yǎng)具有重要意義。在硬件設(shè)計階段,從設(shè)計成本角度引導(dǎo)學(xué)生?？梢砸髮W(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,選擇價格低、功能簡單的器件,而不應(yīng)該盲目追求器件的高性能。例如,能用價格低廉的OP17而不用OP37;使用單面電路板實現(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)生自己購買元器件,并且將實驗室具備的元器件價格表在學(xué)生群里共享,從課設(shè)成本上約束學(xué)生,同時避免浪費。在系統(tǒng)設(shè)計時,教師可以簡單介紹銷售成本的概念,向?qū)W生強調(diào)系統(tǒng)功能設(shè)計的完備性、實用性以及產(chǎn)品的外觀。此外,學(xué)生完成設(shè)計之后,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,加深對系統(tǒng)的認(rèn)識,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對學(xué)生作品進行驗收、質(zhì)疑和成績評定驗收、答辯是師生間、學(xué)生間交流的重要方式,是對學(xué)生設(shè)計成果的一種肯定,也是教師檢查設(shè)計質(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,對學(xué)生作品進行驗收、質(zhì)疑和成績評定。(2)答辯過程中,答辯學(xué)生要進行作品展示,PPT自述和答辯,解答評委及其他同學(xué)提出的問題。(3)為了鼓勵學(xué)生從其他設(shè)計項目中最大程度地汲取知識、開闊視野和獲取實踐經(jīng)驗,答辯委員會指出非答辯組同學(xué)每提出一個問題或解答一個問題均加2分。年青人都有不服輸?shù)奶煨?為了在驗收環(huán)節(jié)中獲得老師和同學(xué)們的好評,學(xué)生通常會在設(shè)計之初就對作品的性能給予高度重視,精心設(shè)計每一環(huán)節(jié),力求作品完美,同時會認(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,增強了自信心。3中小企業(yè)能力拓展的項目研究基于CDIO理念的電子技術(shù)課程設(shè)計的改革,從實踐結(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)