基于CDIO理念的电子信息专业教学改革研究

张光富　张学军

（湖南城市学院通信与电子工程学院，湖南 益阳 413000）

【摘要】本文将国际工程教育改革的最新成果CDIO教育理念融入到电子信息专业教学改革中，对专业课程体系进行了优化，建立了“理论必修课程+基本电子技能实践课程+专业工程实践能力培养课程”的电子信息专业一体化综合课程体系。教学改革同时也强调教师综合能力，创新教育教学方法，大力推进大学生创新性实验计划和科技创新项目实施。

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关键词 CDIO; 课程体系；教学改革；电子信息

随着我国现代化进程的高速发展，对具有创新精神和实践能力的高素质电子信息专业人才需求逐年增加。在电子信息专业人培养上重理论轻实践的教学模式无法提高学生实践动手能力和推理能力；注重学生个性发展而轻团队合作精神，使学生个性较强，缺乏团队合作经验，社会适应能力差。这类教学模式培养的电子信息专业人才已无法满足当前市场对电子信息专业人才的需求。强化创新能力，狠抓质量工程是当前人才培养过程中的核心指标和重要任务。探索创新教育也成为高等教育改革的方向。如何对电子信息专业教学进行有效的改革，提高学生的工程实践和创新能力，增强学生在人才市场的竞争力成为当前教学改革的任务。而将近年来国际工程教育改革的最新成果CDIO教育理念[1-2]融入到教学改革中，是有效进行电子信息专业教学改革的一条重要途径。

1　CDIO教育理念

CDIO教育理念是把构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）作为教育的环境背景，以培养学生必要的技术技能、知识、创造力和创新精神，同时强调学生团队协作能力和工程系统能力的培养[3-4]。在此教育理念中，教学实践活动本身是一工程实践过程，且可在实践过程中不断自我改进和完善。教学实践活动是一个面向产业实体的开放系统，可根据企业、用人单位人才需求，由企业、用人单位与学校共同制订人才培养方案，参与课程体系的制订、教学内容的建设以及专业实验室建设。学校则根据企业制定的人才标准量化分析评价体系对人才综合能力进行评价，并根据评价结果、产业需求和现状及时完善课程体系，修订计划和教学内容，改进教学方法，使之更能适应企业发展需求。

2　优化专业课程体系

基于CDIO理念的电子信息专业教学改革首先应优化专业课程体系。在教学内容的设置上，重视专业理论知识的同时，注重人文知识的普及，也需兼顾文理交叉和渗透，专业课程与基础课程的交叉和渗透。采用“理论必修课程+基本电子技能实践课程+专业项目实践能力培养课程”的电子信息专业一体化综合课程体系模式对课程体系进行优化。首先，建立“学科专业基础+通识基础”的必修课程结构体系。以培养学生道德素质、身体与心理素质、团队精神，广博的知识结构体系，扎实的专业知识，多元的科学思维方法。这些课程包括思想道德修养与法律基础、大学英语、体育、计算机基础、大学语文等通识课程；高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、数学物理方法、电路分析基础、模拟电子技术、数字电子技术、电子技术综合实验、微机原理与接口技术、单片机原理及应用、信号与系统、EDA技术及应用等学科专业课程。第二，设置基本电子技能实践课程，建立以基本专业技能培养为中心的基础实验教学，专业实践教学课程模块和以综合技能和创新能力培养训练为中心的实践教学模块。结合理论课程，使学生逐步掌握常用元器件，电子设计基本工具应用，电子电路的运行规律，电子组装，专题设计，电子系统设计的基本方法。通过这些基本电子技能实践课程的设置建设，循序渐进培养学生实践创新能力，提高学生专业基本技能素质。第三、设置专业工程项目实践能力培养课程。对企业和业界需求进行充分调研，特邀业界著名企业合作，共建实验、实训基地；校企联合设计教学大纲与课程计划，开发工程实践项目；并基于真实工程环境，让学生循序渐进参与工程实践项目研发的全过程，积累工程实践经验，实现与企业“零距离”的结合，以提高学生就业竞争力。同时全面开放实验室，为学生提供常用实验仪器，鼓励学生开展科技活动、参与教师科研项目。进行各种电子设备功能开发设计、鼓励学生参与电子设计大赛、挑战杯竞赛等。培养学生分析问题、解决问题的能力以及实践动手能力和主动探索精神，增强工程实践能力和综合素质。

3　强化教师综合能力，创新教育教学方法

教师作为人才培养的实施者，应当具有较强的专业综合能力。因此，基于CDIO的电子信息专业教学对教师提出了更高的要求。从人才培养模式构思角度，教师应当具有扎实、宽广专业知识，了解本专业的发展现状以及未来发展方向，以完成人才培养总体方案的设计。作为工程项目实施过程的监控者，需要教师及时指导学生发展，评价学生能力培养完成的质量，这都要求教师具有更加全面的知识、丰富的工程实践实施经验以及更高的责任心。另一方面，为更好地实施CDIO工程教育理念，应组建稳定的指导教师团队，根据不同年级、不同时期的学生有针对性地制订目标任务、指导计划、措施方法，使学生在学习过程中体验到成功的快感，甚至理解工程技术的经济价值[5]；建立教学质量网络信息管理平台，强化过程管理；推进知识的传授者变成了知识的构建者，实现全程、全员、全面的育人。

创新教育教学方法成为电子信息专业教学改革的另一项重要内容。创新教育教学方法首先在讲授应用理论与工程技术类课程时，可引入项目、案例以及现场教学等方法，通过理论知识与企业实际项目相关联的学习化被动为主动，激发学生的学习兴趣，并将学生课堂参与、课堂反馈、教师传授知识系统性和知识更新性等作为评价标准；定期邀请相关企业的专业人士围绕某一工程技术应用领域举办针对性强的知识讲座或专题研讨会，承担工程实践性较强课程的教学任务，以强化企业联合办学的积极性和参与度。第二，推进本科生导师制，以项目的形式将课题布置给学生，由学生在课堂上阐述项目的研究方案、技术路线、可行性以及研究预期成果，教师对学生成果进行讲评，将课堂教学由传统的教师主导型转变成学生主导型。通过项目的设计、构思、实施过程进一步培养学生的工程推理和解决问题的能力、实验观察、数据分析、发现知识的能力和综合思维能力。

4　推进大学生创新性实验计划和科技创新项目实施

实施大学生创新实验计划和科技创新项目是推动创新教育体系建设和工程实践能力培养的重要途径。大学生创新实验计划和科技创新项目也是基于当前大学教育现实的、可操作性强的、探索构建创新教育体系的一种重要方式。大学生创新性实验计划不但是一个全新的高校教学形式，也是一个综合性的教学活动，更是一个牵涉到方方面面的系统工程。推进大学生创新性实验计划和科技创新项目实施首先应当促进形成一支富有创新精神和创新能力的指导教师队伍。教师根据每个学生的具体情况循序渐进地安排他们的学习和创新实践。使学生在经历创新项目的实践中，按照项目的进度安排，在不同阶段实现与项目相关的各种技能都得到明显的提高。只有这样，才能使参与项目的学生从中感受到创新的乐趣，获得挑战自我的成就感，从而增强不畏常规、敢于超越、继续创新的意识，增强完成项目任务的毅力。第二、注重大学生创新实验平台的建设，平台是创新实验环境的重要组成部分，良好的创新环境才能激发学生积极参与申请创新实验计划项目。通过这些平台的建设以及项目资金支持为学生广泛开展科研创新训练等活动提供良好的硬件条件。第三、在课程教学中，渗透科研思维和方法。老师课堂上可以适当地介绍相关课题的研究内容、进展、所取得的成果以及存在的问题等，引出一下值得深入研究的方向或角度，逐渐引导学生独立思考，为他们参与申请大学生创新项目计划做些前期的铺垫和鼓励；老师在传授理论知识的同时同，也可将相关领域课题研究最前沿的专业知识和理论及时传递到课堂上让学生有目的地吸收，令学生知识、思维和意识紧跟社会前进的步伐。

5　结语

基于CDIO工程教育理念优化了电子信息专业的课程体系，对创新教育教学方法，推进大学生创新性实验计划和科技创新项目实施进行了教学改革研究。构建了基于CDIO的 “理论必修课程+基本电子技能实践课程+专业工程实践能力培养课程”的电子信息专业一体化综合课程体系。教学改革同时也要求强调教师综合能力，创新教育教学方法，大力推进大学生创新性实验计划和科技创新项目实施。通过教学改革实践可有效培养学生的创造性、思维能力、实践应用能力和团队协作精神。将CDIO教学理念融入到创新教育教学方法中，逐步完善了具有应用型特色的电子信息专业工程人才培养模式和教学方法。

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参考文献

［1］John Malmqvist, Kristina Edstrm, Svant e Gunnarsson, Srenstlund, The applicat ion of CDIO Standards in the evaluation of Swedish engineering degree programmes[J].World Transaction on Engineering and Technology Education, 2006, 5 (2):361-364.

［2］Peihua Gu, Xiaohua Lu, Guangjin Xiong, et al. Development of design directed engineering curriculum based on CDIO framework[J].World Transaction on Engineering and Technology Education, 2006,5(2):379-383.

［3］王刚.CDIO 工程教育模式的解读与思考[J].中国高等教育,2009(5):86-87.

［4］罗高涌,张瑾.基于CDIO 模式的校企合作办学的工程应用型人才培养模式研究[J].高教探索,2011(5):71-75.

［5］顾学雍.联结理论与实践的CDIO——清华大学创新性工程教育的探索[J]. 高等工程教育研究,2009(1):11-23.

［责任编辑：薛俊歌］