基于cdio模式的《電子技術課程設計》課程教學改革

基于cdio模式的《電子技術課程設計》課程教學改革

0明確了職業(yè)素質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)展高技術產業(yè)和新興產業(yè),需要大量高素質的電子工程技術人員,他們要具有較強的技術思維能力、擅長技術的應用推廣和解決實際技術問題的能力,他們是現(xiàn)代技術的應用者和實踐者,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)勢學科,突出本校工程實踐教育教學的特色。CDIO(Conceive構思———Design設計———Implement———Operate運行)作為當今國際高等工程教育的一種創(chuàng)新模式,正是以產品研發(fā)到產品運行的生命周期為載體,讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程,培養(yǎng)的是學生的工程基礎知識、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課程設計》課程組從本校實際情況出發(fā),以CDIO教學模式對課程進行了改革。1在傳統(tǒng)的教育模式下，電子技術課程設計的課程是不夠1.1教學內容更新慢(1)電子技術的飛速發(fā)展與新器件的不斷涌現(xiàn),要求課設內容不斷更新,而課設所使用的教材更新較慢,教學內容更是偏重于理論,缺乏實踐和應用環(huán)節(jié)。(2)學校經(jīng)費緊張,缺乏技能訓練的相關儀器設備和場地,一些實訓、實踐課程流于形式。(3)部分教師缺乏工程實踐經(jīng)驗,實踐教學效果差。1.2實踐教學要素(1)課設題目陳舊、課設內容屆屆沿襲、缺乏工程應用背景,學生缺乏興趣。(2)學生絕大多數(shù)是“被動實踐”,即設計方法、設計手段、參考資料甚至是原理圖等全部由老師制定,學生在老師規(guī)定的框架中,沿著老師制定的路線去完成實踐任務。在這種情況下,學生的創(chuàng)新潛能肯定被抑制甚至被扼殺。1.3學科壁壘深(1)學校的課程設置不強調知識完備性、系統(tǒng)性,學科壁壘深。(2)傳統(tǒng)的填鴨式教學導致學生不會運用所學的知識,不會利用圖書館、互聯(lián)網(wǎng)等手段收集資料,并有選擇地將其應用到項目設計中。2基于cd-rom的課程設計和改革實踐2.1工程實踐類課程組用CDIO的教學模式展開教學活動,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,以便在教學中為學生提供恰當?shù)墓こ虒嵗?并對學生實際操作提供經(jīng)驗性的指導。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)的短期培訓及研討會。另一方面利用假期對青年教師在校內實驗室進行培訓。在實踐經(jīng)驗豐富的教師指導下,每位青年教師必須做出2-3個具有一定應用價值的課設項目,最后進行交流、學習、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)學生綜合運用知識的能力和系統(tǒng)設計能力,課程組從產品設計的全過程出發(fā),安排了如圖1所示課設流程。本次教學組織的突出特點如下:(1)培養(yǎng)了學生綜合運用知識的能力課設在題目選取上體現(xiàn)了以人為本,以學生為主的理念,從日常生活、從工程實踐中選取課設題目,如簡易心電圖儀的設計、數(shù)字功放的設計、遠紅外報警器的設計等,這些題目來源于生活,提高了學生的興趣,同時通過對這些題目的系統(tǒng)設計打破了課程與課程間的分割壁壘,如學生在做這些題目時會將傳感器與檢測技術、電路、模電、數(shù)電等多門理論課知識加以綜合運用;通過設計、安裝、調試、插接面包板、PCB制作等環(huán)節(jié)將電子技術實驗、電子CAD與電裝工藝等實踐課內容相融合。(2)加強了工程實踐能力和系統(tǒng)設計能力在電子系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)中,涉及到電路設計與搭試、軟件工具應用、儀器設備使用、元器件選擇、電路調試、系統(tǒng)測試等方面的任務,要解決電源分配、結構安裝、電磁干擾等一系列工程問題。這些問題對學生來說是一種挑戰(zhàn),但在教師鼓勵、指導和同組學生的共同努力下,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)成的電路供學生直接使用,即使題目相同,由于對部分技術指標做了改動,學生在設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)和提高學生對所學知識進行整理、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。每一個課設題目由2-3人共同完成,以培養(yǎng)學生分工合作、交流協(xié)調、共同研討等團隊合作精神與能力。為了最大范圍地調動學生進行項目設計的積極性,防止出現(xiàn)學生“搭車”現(xiàn)象,要求答辯時項目組同學同時參加,并且由答辯委員會成員任意指定其中一位同學進行成品演示或回答問題。2.3課前教學設計本次課設打破傳統(tǒng)的實驗教學模式,將學生的全面發(fā)展作為教學追求目標,其教學過程的開放性體現(xiàn)為:(1)題目開放為了全面培養(yǎng)學生的工程實踐能力,本次課設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)一線急需解決的設計問題引入到課設中;還有一些題目是歷屆大學生挑戰(zhàn)杯和大學生設計競賽題目(依據(jù)學生水平和實驗條件對部分技術指標進行了調整),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用價值的課設題目。(2)時間開放傳統(tǒng)的課設與模電、數(shù)電課同在一學期(第3學期)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束,本次課設在培養(yǎng)計劃中為第4學期(電路、模電課程在第2、3、學期)進行,為期2周,但課程組考慮到本次課設從接受任務到完成成品教學任務量較大,因此將整個設計分散在第4學期內完成,打破了教學周學時的限制,將教學活動由課堂內拓展到課堂外,將學習的自主權交給學生,引導學生發(fā)揮其主動性,充分利用好課余時間,實現(xiàn)課內與課外教學活動的統(tǒng)一。(3)空間開放由于電子技術課程設計有著嚴格的驗收考核標準,因此,從學生實踐的空間上不在限制,學生可以在宿舍、在圖書館、在機房或者向開放實驗室之一—電子技術綜合實訓室提出申請、預約,以進行資料的查閱、硬件的安裝、調試等。2.4關注成本意識的培養(yǎng)電類專業(yè)學生的專業(yè)學習范圍主要以硬件系統(tǒng)的設計以及軟硬結合的系統(tǒng)研發(fā)為主。學生畢業(yè)后,主要從事以硬件為基礎的產品研發(fā)、產品測試、以及相關管理和銷售等工作,與硬件產品直接相關聯(lián)。這種工作性質決定了學生畢業(yè)后的職業(yè)生涯與產品成本的密切性要遠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)。因此加強學生成本意識的培養(yǎng)具有重要意義。在硬件設計階段,從設計成本角度引導學生?？梢砸髮W生自行查找功能類似的器件,在不降低系統(tǒng)性能指標的前提下,選擇價格低、功能簡單的器件,而不應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,本次課設全部由學生自己購買元器件,并且將實驗室具備的元器件價格表在學生群里共享,從課設成本上約束學生,同時避免浪費。在系統(tǒng)設計時,教師可以簡單介紹銷售成本的概念,向學生強調系統(tǒng)功能設計的完備性、實用性以及產品的外觀。此外,學生完成設計之后,讓學生做PPT介紹作品,一方面可以培養(yǎng)學生的總結歸納能力,加深對系統(tǒng)的認識,另一方面,這也是作為產品銷售人員所必備的技能之一。2.5對學生作品進行驗收、質疑和成績評定驗收、答辯是師生間、學生間交流的重要方式,是對學生設計成果的一種肯定,也是教師檢查設計質量的有效手段,更是課設過程中暴露出來的共性問題的一次集中答疑。本次課設驗收、考核方式如下:(1)由教師和5名學生代表共同組成答辯委員會,對學生作品進行驗收、質疑和成績評定。(2)答辯過程中,答辯學生要進行作品展示,PPT自述和答辯,解答評委及其他同學提出的問題。(3)為了鼓勵學生從其他設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)中獲得老師和同學們的好評,學生通常會在設計之初就對作品的性能給予高度重視,精心設計每一環(huán)節(jié),力求作品完美,同時會認真準備自己的PPT。作品的成功展示和圓滿的答辯過程鍛煉了學生交流溝通能力,滿足了學生的成就感,增強了自信心。3中小企業(yè)能力拓展的項目研究基于CDIO理念的電子技術課程設計的改革,從實踐結果看,學生普遍反映良好,激發(fā)起了學生的學習興趣,轉變了學