CDIO 模式下电路与电子技术课程教改的探讨.pdf

文章编号:167121742(2009)0520474204CDIO模式下电路与电子技术课程教改的探讨阎守华(成都信息工程学院,四川成都610225)摘要:基于CDIO教育模式下“电路与电子技术”的授课体系,介绍了该课程教学改革的基本思想,在教学方法、考试方法等方面进行的一系列改革措施。最后总结了基于CDIO教育模式下“电路与电子技术”授课体系改革的特点。关键词:CDIO；授课体系；教学改革中图分类号:G642.0文献标识码:A收稿日期:2009202217；修订日期:20092032172008年成都信息工程学院提出在全校推行CDIO(ConeeiveDesignImplementOperate)教育模式,以CDIO工程模型,培养高素质及创新型人才,进一步提高学校人才培养质量。CDIO是一种系统的先进的教育理念和人才培养模式,使知识、能力、素质的培养紧密结合,理论、实践、创新合为一体。CDIO工程教育模式的推广必将促进学校新一轮的教学改革。电路与电子技术基础课程面对计算机科学技术专业、软件工程专业、网络工程专业开设的一门重要专业基础课,在构建学生电子技术基础理论,基本技能和创新能力方面有重要作用。如何将CDIO理念贯穿于电路与电子技术基础课程的教改中值得探讨。电路与电子技术基础课程现状:对于我院计算机科学技术专业、网络工程、软件工程专业开设的电路与电子技术基础课程56学时,数字逻辑电路56学时,电子技术基础实验16学时、数字逻辑电路实验16学时,总学时144,9个学分。原有的课程体系设制中强调各自学科的体系,课程之间相互独立,学生掌握的只是一些孤立的知识点,而不是对电子技术系统应用的掌握。每一门课程的实验课学时少,实验项目只是一些验证性实验,达不到培养学生系统工程技术能力。从历届教学效果看,反映出学生掌握该门课程效果较差,挂课率较高。目前教学情况反映出计算机类等专业在电子技术课程设置方面显得过于臃肿,在教学方式与手段上,只注重知识的传授、忽略了工程技术能力的培养。随着学院教改的深入,电路与电子技术基础课程以CDIO模式培养,优化课程结构的基础上、更新课程内容和改变教学方法,采用CDIO理念进行教学势在必行。1CDIO模式下课程内容体系结构的改革电路与电子技术基础课程含盖了传统的3门主干课程的教学内容:电路分析基础、模拟电子技术、数字逻辑电路。这3门课程的关联度较密切,为课程改革提供了先决条件,将3门关联度较密切的专业基础课程有机地合并为一门课程,但决不是简单的将3门课程合起来,改革的原则确定为,既要保证各学科的基本知识(保证足够的知识储备,为学生更深入学习提供基础),又要保证知识先后衔接,同时又要将最新的技术融入教学内容中,在数字电路中增加EDA技术的内容。合并为一门课程后总学时设为112学时,7个学分,其中理论课80学时,实验课32学时。课程共分为3大部分,对3大部分的理论课学时分配是:电路分析基础20学时,模拟电子技术基础24学时,数字电子技术基础36学时。(1)电路分析基础电路分析基础是本课程以及后续课程的基础,只有掌握了这些电路分析的一般理论才能保证后续内容和后续课程的学习。要求掌握:基尔霍夫电压定理和基尔霍夫电流定理,电路分析的基本方法和技巧,动态电路分析、第24卷第5期2009年10月成都信息工程学院学报JOURNALOFCHENGDUUNIVERSITYOFINFORMATIONTECHNOLOGYVol.24No.5Oct.2009正弦稳态电路的分析。从基本电路阶段就开始引入EWB仿真软件,结合电路对EWB的功能和使用加以介绍。(2)模拟电子技术基础模拟电子技术基础主要研究模拟电子技术电路。分析要用到电路分析基础所学的分析电路的方法同时又是为数字电子技术基础打下基础。而数字电子技术是学习有关计算机课程的基础,所以为了学好数字电子技术,必须有模拟电子技术电路作基础,同时掌握模拟电子技术也是学生今后工作中进行电路设计的必备的知识。重点放在集成运放的应用。(3)数字电子技术基础数字电子技术基础是课程的重点和最后的落脚点。随着计算机控制技术的成熟和发展,计算机类等专业的学生也将受到数字领域的影响。因此不仅要让学生掌握数字电子技术的设计方法,而且还是后续课程(计算机组成原理、接口技术等)的基础。EDA软件是近来电子电路特别是数字电子技术设计的主要手段,为了适应这一形式的需要,对EDA软件做简单介绍,以便学生毕业后会很快适应工作的要求。课程内容的改革不仅压缩了学时,更重要的是将电路和电子学较好地结合成为统一的、完整的处理方式,模电与数电并重,并建立起与当今数字世界的紧密联系,为CDIO的教学模式在电路与电子技术基础课程中的开展奠定了基础。2建立CDIO模式下的新型授课体系2.1课堂教学的改革2.1.1更新教学观念CDIO教学模式与过去的区别主要体现在教师教学与学生学习的过程中,体现在学习的经验获取方式及技能的训练方法上。电路与电子技术基础)的授课在CDIO模式框架内,首先需要转变课教师原有的一些授课习惯性的思想和观念,要将CDIO精神灵活地贯穿在教学活动当中。从过去的以教师为中心,课堂为中心、传授知识为目的传统教育观念,转变成“以学生为中心,学生学到和用得怎样”的新观念,引导学生主动学习。在教学过程中教师应引入基本的概念和方法,提出问题引导学生思考研讨,将电子技术工程应用贯穿于电路与电子技术基础课程的教学中,增加主动学习和动手实践,强调分析问题和解决问题的能力,增强概念学习。2.1.2多样化授课方式PPT授课的优点是信息量大,缺点是学生不再记笔记,课堂上学生容易开小差,认为有课件。在大屏幕的基础上,多采用黑板授课方式使学生在课堂上有充分的思考时间,有利于加深对教学内容的理解。电路与电子技术基础是一门实践性很强的课程,学生对一些电路分析比较难以理解,在课堂教学中黑板授课同时引入演示实验,用投影仪展示实验的实物和实验的波形、结论,激发学生的学习兴趣,增加对电路分析的理解。2.2实验课教学的改革2.2.1将所有实验课全部并入相关的课程内容任课教师既讲理论课又是该课的实验课教师之一,并主导实验内容、统筹安排课程内的实验,采用边讲边实验边讨论的灵活方式,让学生成为课堂上的“主动者”。充分发挥计算机在实验课教学中的作用,培养学生的仿真意识和仿真能力,仿真实验能够帮助学生更好地完成设计任务。例如模拟电子技术基础的授课中,以EDA机房为主课堂,在讲完放大电路的工作原理内容后,要求学生根据给出的单元电路自己连接仿真电路,再指导学生通过对电路功能的测试,验证理论推导的结果,总结出单元电路的工作原理和主要性能。2.2.2实验项目的设置电路与电子技术基础课程面对计算机科学技术专业、软件工程专业、网络工程专业的学生,他们不理解为什么要学习该课程,学习该课程与自己专业方向有何联系。因此一部分学生对该课程不感性兴趣。如以CDIO的教学模式来组织教学,就可以回答学生们的这些为什么,因为学生们一直置于“用中学”的教学环境。实验项目574第5期阎守华:CDIO模式下电路与电子技术课程教改的探讨的设置以二级项目为主线安排丰富的设计性和综合性实验内容,让学生亲自动手和全身心投入,把电路、模拟电子技术、数字逻辑电路相关联的课程知识有机地结合起来,学生认识到有机和关联的知识群而不是孤立的知识点。二级项目以相关核心课程群和相关能力要求为基础。二级项目既是对相关课程群的综合,也是对整个教学体系的补充,主要培养学生综合应用相关知识的能力,尤其是创新思维能力与终生学习能力。训练一般以2-3个二级项目为载体,加强课程的学习与应用,二级项目的设置结合计算机类专业的方向进行组织。对于电路与电子技术基础课程的每一部分设置3-4个三级实验项目,三级项目是课程内单元内的项目。为学生提供强大基础知识背景和数学、科学方法训练的基础上,三级项目根据课程教学自身需要设立小规模实践项目,旨在加深和强化学生对课程内容的理解与应用。实验项目的安排体现4个特点:(1)工程应用、新颖、趣味；(2)实现理论课的补充和提高；(3)强调综合性、设计性；(4)鼓励学生独立设计和创新。2.3建立课外兴趣小组授课由于课堂的学时有限,针对那些对课程有浓厚兴趣的学生,通过建立课外电子兴趣小组,将第一课堂和第二课堂有机结合。在日常的理论课教学活动与电子电路的实验课的教学活动中有意识地发现对此有见解兴趣的学生,善于发现并进行正面鼓励与引导。在开展探索性为主要特点的教学实践活动中,注意对学生电子设计的兴趣的开发与培养,每个小组有专任的教师或实验技术人员负责指导,给小组成员定任务提要求,不断地发现各个年级的优秀学生并吸引到兴趣小组中,引入竞争机制,能者上且为之继续创造从事设计的条件。为整个培养计划设置丰富的实践项目,利用课堂和现代学习场所/实验室使计划具有活泼的、实践的、团队的特色突出培养学生的创新精神、实践能力、自学能力、综合能力、交流沟通与表达能力、团队合作精神和对大系统的适应与调控能力,以此来提高学生的创新能力。3建立CDIO模式下的课程教学质量监控传统的理论课考试往往是以期末一张试卷决定课程的成绩,这种考核方法的弊病是缺乏对学生平时学习情况的检查和监督,同时也难对学生能力的评估。针对此情况改革成绩评定方法,加大平时考核力度,将一次考核为全程考核。学生平时学习情况的检查和监督以作业为基础,电路与电子技术基础课程作业布置应该有一定的特色,习题的选题上多选一些小型的、有趣的、实用的电路系统,也可以是二级项目、三级实验目项中的一些单元设计电路,对于这些作业学生完全可以用EWB来仿真,练习这样的习题,无论对于复习基础知识和基本技能,还是对于了解课程理论的具体应用都是十分有益的。课程的成绩应包括:习题完成的质量、三级实验项目完成的质量、二级实验项目完成的质量、期末试卷。对于一些在实验项目中有突出表现的团队和个人给予加分。CDIO模式是能力本位的培养模式,本质上有别于知识本位的培养模式。学生能力标准要求采用不同的有效方法衡量学生的专业知识、个人自身能力、团队合作能力。4结束语电路与电子技术基础新授课体系在CDIO模式下体现出的特点主要表现为:(1)新授课程体系实现了将电路分析基础、模拟电子技术、数字逻辑电路3门课程进行优化整合,结合专业的需要精选内容,压缩了学时。(2)采用理论教学与实验教学一体化的教学模式,即打破理论教学与实验教学的界限,使讲课、演示、实验、设计、制作有机地形成一个整体的教学模式。在激发学生学习兴趣、明确学习方向、转变学习态度、提高专业基础水平和团队合作意识方面会发挥出明显的作用。(3)二级实验项目、三级实验项目贯穿于整个教学范畴中,将学生置于中学的环境里,使学生边学习边实践,674成都信息工程学院学报第24卷明确了为什么要学,学了有何用,实现了能力的培养。(4)课程在教学管理上,具有更多可以量化的材料来评价课程的教学质量和教学效果,在教师的工作方面,明显增加工作的量和强度,同时也提高教师的任教水平和要求。(5)学生成绩的评定不以一张试卷定结论,而是把学生成绩的评定置于整个教学环节过程中,使成绩的评定更加合理和全面。参考文献:1高雪梅,孙子文,纪志成.CDIO方法与我国高等工程教育改革J.江苏高教,2008,(5):69-70.2杨叔子.谈谈我对“CDIO工程文化教育”的认识J.中国大学教学,2008,(9).3陶勇芳.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示J.中国高教研究,2006,(11):81-83.4顾佩华,沈民奋,李升平.从CDIO到EIP2CDIO汕头大学工程教育与人才培养模式探索J.高等工程教育研究,2008,(1).5于歆杰.麻省理工学院教育教学考察报告(三)“电路与电子学”课程教学法篇J.电子电气教学学报,2004,26.Teachingreformofcurriculum“CircuitandElectronicTechnology”undermodeCDIOYANShou2hua(ChengduUniversityofInformationTechnology,Chengdu610225,China)Abstract:Thebasicideaandthereformmeasuresintheteachingmethod,examinationandsoonunderthemodeCDIOareintroduced.Thecharacteristicsoftheteachingreformofthecurriculum“CircuitandElectronicTechnolo2gy”underthemodeCDIOaresummedup.Keywords:CDIO；teachingarchitecture；teachingreform774第5期阎守华:CDIO模式下电路与电子技术课程教改的探讨