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【內容摘要】數字電子技術是電類專業重要的專業基礎課程。本文通過對傳統教學模式的分析，提出了基于CDIO工程教育的課程改革模式。該模式分別從先驅課程、理論教學、實踐教學和考核評價四個方面對數字電子技術課程教學進行改革與探索。改革實踐發現:參與課程改革試點的學生在全國大學生電子設計大賽中的表現相對優于未試點班級的學生，學生普遍反映自身的知識和能力均得到了提高。
【關鍵詞】數字電子技術;CDIO;課程改革
《數字電子技術》是電類專業一門重要的專業基礎課程，它承前啟后，為學生專業知識的學習、實踐能力的培養鋪路，該課程的建設在整個課程體系中有舉足輕重的地位。然而，當前高校數字電子技術課程的教學受傳統教學模式的影響較大［1］，大多側重于基礎知識的學習，容易忽視學生實踐能力、創新思維的培養，導致在后續專業課程的學習過程中缺乏自主思考和主動實踐的過程，缺乏團隊協作能力，培養出的學生不能更好地適應市場環境。本文總結數字電子技術教學改革中的經驗，提出一套適應面更寬、能力培養更為顯著的教學模式。
一、CDIO設計思想
數字電子技術課程的建設引入當前國際工程教育改革的先進成果———CDIO工程教育理念［2～3］。所謂CDIO代表著構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)，它是以產品開發、項目運行的整個生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。CDIO培養模式將畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標，使培養出的畢業生在離開學校之后能夠更好地與市場接軌，迅速適應工作環境。
二、基于CDIO的課程設計思路
(一)以《專業導論》課程為先驅。學院在學生培養初期，以《專業導論》課程為先驅，以“專業導論為引導”、“專業應用能力為導向”，即在學生大一入學初期，便開設《專業導論》課程，通過該課程系統性、綜述性地向學生注入所學專業領域的工程實際和相關行業市場、崗位需求的相關信息。以電氣工程及其自動化專業的《專業導論》課程為例，介紹了電氣工程及其自動化專業的發展歷史及未來趨勢;介紹了國內外部分大學的專業設置及培養模式;分析了本專業的課程體系、專業特點、人才培養目標、學科結構等相關內容;闡述了模擬電子技術、數字電子技術、電力電子與電力傳動、電機電器及其控制、電力系統自動化、電工理論與新技術和高電壓與絕緣技術等學科的研究內容和應用領域;列舉了電氣工程技術在一些重要行業的應用案例。通過這些信息的注入，使學生明確今后四年的培養歷程所要達到的目標，從而逐步拓寬學生的知識與能力范疇，為后續學習過程鋪路，驅使CDIO模式在學生培養的關鍵環節能夠更好地體現效果。
(二)課堂教學內容的重組。傳統的數字電子技術的授課內容是按照大綱要求，以章節為節點學習理論知識，知識較為分散與孤立，學生在學完理論之后才去實踐，導致理論聯系實際的能力得不到提高［4］。教師可在理論學習之初為學生提供一些實踐課題，這些設計課題包括日常生活中用到的電子時鐘、各大選秀節目中使用的評委表決器、兒童玩具里的模擬多音階電子琴、十字路口的紅黃綠交通燈、知識競答賽中的選手搶答器、大街小巷里的流水廣告燈、防盜門上的電子門鈴等等。學生結合自己的興趣選定一個課題，帶著設計任務進入理論知識的學習。以洗衣機中步進電機控制器的設計作為工程實例，將每個模塊與課程學習中的實踐內容建立聯系，做到將“工作任務課程化、教學任務工作化”，以行業內工作流程為導向，將工作與教學聯系起來，為學生提供校內職場環境。一是分析工程應用中電機控制模塊的功能，包括電機的正反轉控制、轉動數字顯示、置數控制、轉速和定時控制;二是逐個分析每部分的詳細功能，將其劃分為不同的小任務，并與其它課題建立聯系;三是將每個小任務對應的知識點羅列出來，搭建層次清晰的知識框架;四是進入理論知識的學習。項目細分情況如圖1所示。
(三)實踐環節的改革與創新。學生通過改革重組后的理論知識學習，逐步建立起數字電子技術的知識體系，基本具備分析問題的能力。在實踐教學環節，再次將學生置于校內職場環境，實際工作中，從接受項目任務到完成客戶需求這一整個流程，逐一映射到實踐課堂教學中。以電氣學院13級某專業學生為例，2～3人一個小組，完成設計選題后，構思設計課題所需要實現的功能;設計課題的原理框圖;通過multisim軟件畫出電路圖，經過電路改進、仿真、調試等環節，直至可以實施為止;隨后進入具體的制作運作階段，學生焊接完成實作并進行總結。整個過程均以學生為主導，以CDIO理念為指導，凸顯工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面的培養。
(四)考核評價方式改革。CDIO工程教育模式對整個教學過程的實施和檢驗進行了系統的、全面的指引，使得工程教育改革具體化、可操作、可測量，并對學生和教師都具有重要指導意義。首次讓學生作為評價人，與教師共同參與課程的考核評價，除了考核學生的知識掌握情況，還考核學生的學習能力、協作能力?？己藘热菥唧w分為三大塊:課堂學習、課外實踐、因學增減。其中，課堂學習分為課堂表現、習題測驗和期末考試，包括出勤情況、學生的學習態度、課堂參與度、隨堂練習、賽客平臺學習、平時測驗、期末考試;課外實踐分為專題大作業和實踐小項目，包括設計構思—設計—制作的能力、小組合作—分析解決問題—表述能力;因學增減是指學生在該課程的學習中有無特別之處，能力特別突出和落后的兩極均有相應的評分增減，以此來鼓勵學生積極投入、勇于創新。
三、結語
基于CDIO模式的數字電子技術教學改革在電氣學院某專業試運行了兩屆學生。通過實施前后對比發現，學生在新教學模式下有更高的學習積極性，對知識的掌握情況更好，實踐動手能力更強，團隊協作的意識逐步建立起來，在后續專業課程的學習，實訓環節的進行過程中都有很好表現。經調研統計，參與課程改革試點的學生在全國大學生電子設計大賽中的表現相對優于未試點班級的學生，這說明改革是具有一定成效的，今后將繼續深入數字電子技術課程的教學改革與建設，以期使學生掌握真實本領、適應產業發展、打造區域教育品牌。
【參考文獻】
［1］牛小玲，王軍．基于CDIO理念的“電子技術”系列課程改革與實踐［J］．中國電力教育，2014，5:74～75
［2］董瑋，王世勇．基于TOPCARES－CDIO的專業人才培養方案之評估［J］．高等工程教育研究，2017，4:169～173
［3］鐘壽仙，張瑛，郭紹輝．MPC－CDIO教育教學模式的探索與實踐［J］．高等工程教育研究，2015，2:169～175
［4］羅海軍．電子信息類專業實踐教學體系實施方案研究［J］．教育教學論壇，2017，9:150～151
作者:李杰 單位:鄭州科技學院
