李昆仑 杨 俊 陆试荣

（湖南应用技术学院机电工程学院 湖南·常德 415101）

0 前言

随着教育事业的快速发展，传统的教学模式已经无法适应时代对人才培养提出的要求，进行教育改革与优化成为社会教育行业的重点内容，在该环境下，“新工科”教学环境逐渐形成，并应用在高校教育改革中。在当前新工科环境下，我国的高校教学和教育改革面临着更加具有时代性和综合性的问题与挑战，影响着教学的进步，因此，进行新型教学模式的探索成为社会相关部门和各大院校的重点任务。其中，CDIO理念是能够有效应用在新工科环境下的一种教育理念，其能够通过构建教学系统、设计教学环节、实现教学内容以及运行相关操作等步骤完成工程教育。同时，CDIO理念能够以一种实践性的教学方式引导学生参与到教学过程中，提高学生的学习积极性，使学生在实践学习过程中建立自身完整性、科学性的全面综合学习体系，从而推动学生学习能力的提高。

1 新工科环境和CDIO教育理念的基本介绍

随着第四次工业革命的开展和逐渐深入，创新型人才和复合型人才逐渐成为各行业的主要需求人员，提高学生的综合能力，培养学生解决复杂性问题的专业能力成为各工科院校的重要教学目的。在当前社会工业发展形势和教育改革模式下，教育部中国教育实际推出了一系列工程教育改革项目，如中国工程教育专业认证、CDIO特色专业建设以及卓越工程师培养计划等，不断更新高等院校在教学过程中的教育理念，并推动新型教学模式的建立。通过该一系列综合教育项目的教学引导，院校能够有效提高学生在理论知识中的综合应用能力、激发学生的创新性思维、加强学生的时间动手能力。

CDIO教育理念是近几年收到社会广泛关注的新型教育改革创新理念，其将构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）以及运作（Operate）有机结合在一起，形成了新型的工科教育模式。在高校教学中引用该教育模式能够充分发挥工程实际的教学特点和优势，使学生在学习过程中重点关注实验的核心内容，对应提高自身的自主实践能力、创新能力以及问题解决能力，培养自身的知识理解系统，并通过查阅和学习其中的拓展内容开发自身的思路，为自身的长期发展打下坚实基础。我国在2016年就提出了新工科建设的概念，该概念自提出后受到各大高校的强烈支持，并对应推出了一系列新工科建设项目，促进了工科实验教学的持续发展和实践性教学进步。

2 CDIO教学理念在电工电子技术教学中的应用现状

虽然CDIO教育理念能够有效引导学生投入到高校实践教学过程中，提高高校的教学效率和学生的综合学习能力，但是由于CDIO教育理念在高校教育中应用的时间较短，没有形成具体可行的教学体系，也缺乏最后的教学经验可以借鉴，因此在实践应用的过程中存在多种问题。

2.1 学生在实践教学中的参与度较低

由于CDIO实验自身的难度角度，涉及的内容具有坚强的综合性和复杂性，学生需要具有牢固的理论知识、充足的准备时间以及积极的学习心态等投入到该教学实验过程中，这对学生的综合能力提出了较高的要求，再加之部分同学的能力与所需能力差距较大，导致学生出现了对学习的畏惧和抗拒心理，阻碍了学生在实验教学中的主动性参与。因此，教师必须要引导学生建立良好的学习态度，比如在CDIO项目引进时转变传统的自由选择的方式，由教师为引导，在多个班级中同时推进实验教学，使学生在互帮互助下克服学习中的畏惧心理，获得学习成果。

2.2 教师在CDIO教学指导过程中缺乏科学性

CDIO教学实验的内容具有综合性和难度性，教师在教学的过程中要涉及多方面的知识，因此该部分实验指导的教师在教学过程中要面临着比其他科目教师更大的教学量以及更高的教学难度。但是在教师最终考核评估的过程中，教师在CDIO实验项目中的大量工作量难以直接进行判断和评估，导致教师最终的考核结果与教学付出难以呈现正比的关系，降低了教师在教学过程中的积极性。因此，高校必须转变传统的教师教学和考核评价方式，借助教改立项等方式推动高校实验教学的发展。

2.3 CDIO教学考核方式缺乏全面性

根据调查发展，我国大多数高校在对电工电子实验项目进行考核的过程中，都是重点强调最终的实验结果，而基于CDIO教育理念的实验教学在考核过程中必须从全面性的角度建立多元化的综合考核评价，在实验项目的构思、设计、实现以及运作的环节与步骤中融入考核，在整个实验过程中重点关注学生的实验动手能力和操作过程，对学生采用的实验方式、技巧以及手段进行综合评价和考核，从而得出综合全面的考核结果，便于后续以考核结果为依据进行教学指导。

2.4 实验室管理缺乏完善性

实验室是进行电工电子实验的主要场所，实验室的工作环境和设备运用对实验的最终结果存在重要影响。通过调查发展，在目前大多数高校电工电子实验室管理中，存在实验室开放时间较短的问题，由于实验时间的限制，学生在课上做不完的实验需要自行找时间在课后完成，再加上实验室开放时间不固定，导致学生的实验预约存在困难。同时由于CDIO理念下的实验项目具有更高的复杂性和全面性，因此实验设备较多，管理问题也相应较多，因此高校必须加强对实验室的管理，由专业人员参与其中，根据实验设备合理安排实验室开放时间，做到实验室运用的最大合理化。

3 基于新工科的CDIO模式电工电子技术教学改革路径探究

在高校实验教学中，电工电子技术教学是电类专业必备教学内容，其能够与电类专业的教学内容相配合，完善理论学习与实践操作教学，建立学生的综合知识系统。目前我国各大高校要通过全国性的工程教育专业认证，从而有重点的提高学生在工程学习中的6种能力：问题观察与提出能力；知识运用、文献查阅与问题分析能力；工程设计能力；工程实践能力；团队合作能力以及实践创新能力。通过研究发现，在电工电子技术教学中运用CDIO理念能够有效提高学生的各项能力，完善学生的综合学习知识，因此受到各大高校的重点关注和研究。本文通过“抢答电路设计”例子对CDIO理念在电工电子实验中的应用进行分析和阐述。

3.1 确定实验需求

教师首先要使学生明确该实验的目的是设计一个8路的智力竞赛抢答器，该抢答器要能够使8位选手同时参与抢答，并在抢答过程中由整体开关控制清零和抢答指令，同时，抢答器在应用的过程中要能够对应显示选手的编号，并在一位选手抢答成功后封存系统，避免其他选手再次抢答。

3.2 确定实验思路

教师在实验教学的过程中，首先要确定学生的学习主体地位，以实验的需求为指引，采用分组的形式由学生共同完成实验的设计和操作。在该“抢答电路设计”过程中，教师要指导学生负责主体、扩展两部分主要电路，由主体电路完成基本的抢答功能，并由扩展电路负责抢答中的定时功能。

3.3 考核评价方式

在新工科的社会大环境下，社会各行业对人才提出了更高的要求，要求人才在具备基础完备的基础理论知识的同时要能够有效应用理论知识进行实践操作，从而提高自身的综合能力，以人才的力量推动我国工科力量的进步与发展。因此，高校必须在教学过程中引导学生在理论知识、实践能力以及综合素质等方面进行同步提升，实现综合发展。高校在应用CDIO教育理念完成电工电子技术教学的过程中，不仅要重视课堂教学，更要对学生的学习情况进行综合的全面考察，对学生的综合素质进行全面角度和考核，从而根据学生的考核反馈有针对性的引导学生进行问题的分析、推理，并建立实验设计模型，完成实验操作，并在实验合作的过程中提高学生的小组合作能力，使学生能够在共同参与中发展其他学生的优点，从而对应性提高自身的实验能力。

4 结语

在新工科环境下应用CDIO理念进行电工电子实验是一种新型的教学方式，其能够通过引导学生在实验中建立构思、设计、实现以及运作的实验操作步骤，使学生主动参与到实验教学过程中，从而加深学生对理论知识的理解，提高学生的实践应用能力，并通过趣味性的实验设计激发学生的实验积极性。在教学过程中，教师可以通过实验目的确定、实验思路引导以及完善考核方式等方法提高自身的实验教学能力，完善学生的综合素质，推动学生综合能力的进一步提高。