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【内容摘要】数字电子技术是电类专业重要的专业基础课程。本文通过对传统教学模式的分析，提出了基于CDIO工程教育的课程改革模式。该模式分别从先驱课程、理论教学、实践教学和考核评价四个方面对数字电子技术课程教学进行改革与探索。改革实践发现:参与课程改革试点的学生在全国大学生电子设计大赛中的表现相对优于未试点班级的学生，学生普遍反映自身的知识和能力均得到了提高。
【关键词】数字电子技术;CDIO;课程改革
《数字电子技术》是电类专业一门重要的专业基础课程，它承前启后，为学生专业知识的学习、实践能力的培养铺路，该课程的建设在整个课程体系中有举足轻重的地位。然而，当前高校数字电子技术课程的教学受传统教学模式的影响较大［1］，大多侧重于基础知识的学习，容易忽视学生实践能力、创新思维的培养，导致在后续专业课程的学习过程中缺乏自主思考和主动实践的过程，缺乏团队协作能力，培养出的学生不能更好地适应市场环境。本文总结数字电子技术教学改革中的经验，提出一套适应面更宽、能力培养更为显著的教学模式。
一、CDIO设计思想
数字电子技术课程的建设引入当前国际工程教育改革的先进成果———CDIO工程教育理念［2～3］。所谓CDIO代表着构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operate)，它是以产品开发、项目运行的整个生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO培养模式将毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标，使培养出的毕业生在离开学校之后能够更好地与市场接轨，迅速适应工作环境。
二、基于CDIO的课程设计思路
(一)以《专业导论》课程为先驱。学院在学生培养初期，以《专业导论》课程为先驱，以“专业导论为引导”、“专业应用能力为导向”，即在学生大一入学初期，便开设《专业导论》课程，通过该课程系统性、综述性地向学生注入所学专业领域的工程实际和相关行业市场、岗位需求的相关信息。以电气工程及其自动化专业的《专业导论》课程为例，介绍了电气工程及其自动化专业的发展历史及未来趋势;介绍了国内外部分大学的专业设置及培养模式;分析了本专业的课程体系、专业特点、人才培养目标、学科结构等相关内容;阐述了模拟电子技术、数字电子技术、电力电子与电力传动、电机电器及其控制、电力系统自动化、电工理论与新技术和高电压与绝缘技术等学科的研究内容和应用领域;列举了电气工程技术在一些重要行业的应用案例。通过这些信息的注入，使学生明确今后四年的培养历程所要达到的目标，从而逐步拓宽学生的知识与能力范畴，为后续学习过程铺路，驱使CDIO模式在学生培养的关键环节能够更好地体现效果。
(二)课堂教学内容的重组。传统的数字电子技术的授课内容是按照大纲要求，以章节为节点学习理论知识，知识较为分散与孤立，学生在学完理论之后才去实践，导致理论联系实际的能力得不到提高［4］。教师可在理论学习之初为学生提供一些实践课题，这些设计课题包括日常生活中用到的电子时钟、各大选秀节目中使用的评委表决器、儿童玩具里的模拟多音阶电子琴、十字路口的红黄绿交通灯、知识竞答赛中的选手抢答器、大街小巷里的流水广告灯、防盗门上的电子门铃等等。学生结合自己的兴趣选定一个课题，带着设计任务进入理论知识的学习。以洗衣机中步进电机控制器的设计作为工程实例，将每个模块与课程学习中的实践内容建立联系，做到将“工作任务课程化、教学任务工作化”，以行业内工作流程为导向，将工作与教学联系起来，为学生提供校内职场环境。一是分析工程应用中电机控制模块的功能，包括电机的正反转控制、转动数字显示、置数控制、转速和定时控制;二是逐个分析每部分的详细功能，将其划分为不同的小任务，并与其它课题建立联系;三是将每个小任务对应的知识点罗列出来，搭建层次清晰的知识框架;四是进入理论知识的学习。项目细分情况如图1所示。
(三)实践环节的改革与创新。学生通过改革重组后的理论知识学习，逐步建立起数字电子技术的知识体系，基本具备分析问题的能力。在实践教学环节，再次将学生置于校内职场环境，实际工作中，从接受项目任务到完成客户需求这一整个流程，逐一映射到实践课堂教学中。以电气学院13级某专业学生为例，2～3人一个小组，完成设计选题后，构思设计课题所需要实现的功能;设计课题的原理框图;通过multisim软件画出电路图，经过电路改进、仿真、调试等环节，直至可以实施为止;随后进入具体的制作运作阶段，学生焊接完成实作并进行总结。整个过程均以学生为主导，以CDIO理念为指导，凸显工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面的培养。
(四)考核评价方式改革。CDIO工程教育模式对整个教学过程的实施和检验进行了系统的、全面的指引，使得工程教育改革具体化、可操作、可测量，并对学生和教师都具有重要指导意义。首次让学生作为评价人，与教师共同参与课程的考核评价，除了考核学生的知识掌握情况，还考核学生的学习能力、协作能力。考核内容具体分为三大块:课堂学习、课外实践、因学增减。其中，课堂学习分为课堂表现、习题测验和期末考试，包括出勤情况、学生的学习态度、课堂参与度、随堂练习、赛客平台学习、平时测验、期末考试;课外实践分为专题大作业和实践小项目，包括设计构思—设计—制作的能力、小组合作—分析解决问题—表述能力;因学增减是指学生在该课程的学习中有无特别之处，能力特别突出和落后的两极均有相应的评分增减，以此来鼓励学生积极投入、勇于创新。
三、结语
基于CDIO模式的数字电子技术教学改革在电气学院某专业试运行了两届学生。通过实施前后对比发现，学生在新教学模式下有更高的学习积极性，对知识的掌握情况更好，实践动手能力更强，团队协作的意识逐步建立起来，在后续专业课程的学习，实训环节的进行过程中都有很好表现。经调研统计，参与课程改革试点的学生在全国大学生电子设计大赛中的表现相对优于未试点班级的学生，这说明改革是具有一定成效的，今后将继续深入数字电子技术课程的教学改革与建设，以期使学生掌握真实本领、适应产业发展、打造区域教育品牌。
【参考文献】
［1］牛小玲，王军．基于CDIO理念的“电子技术”系列课程改革与实践［J］．中国电力教育，2014，5:74～75
［2］董玮，王世勇．基于TOPCARES－CDIO的专业人才培养方案之评估［J］．高等工程教育研究，2017，4:169～173
［3］钟寿仙，张瑛，郭绍辉．MPC－CDIO教育教学模式的探索与实践［J］．高等工程教育研究，2015，2:169～175
［4］罗海军．电子信息类专业实践教学体系实施方案研究［J］．教育教学论坛，2017，9:150～151
作者:李杰 单位:郑州科技学院
