杨　婷，　刘沛津，　彭莉峻

(西安建筑科技大学 电工电子技术实验教学中心，西安 710055)

0　引　言

随着电子技术迅速发展并广泛应用于各行各业，为培养高素质的电子技术应用型人才，电子技术实践教学已成为高等工科教育中必要的实践环节之一[1]。工科学生必须跟上电子技术发展的步伐，增强工科专业学生的电子技术工程创新实践能力培养[2]。

CDIO教育模式是当前国际工程教育最新发展方式，旨在培养学生的工程创新能力，强调扎实的基础和完成项目的综合能力[3-5]。而工程教育认证标准对实践环节要求是，学生具有系统的工程实践学习能力，这两点不谋而合。近年来，依据教育部《关于进一步加强高等学校本科教学工作的若干意见(教高[2005]1号)》中有关本科实验教学工作中的“大力加强实践教学，切实提高大学生的实践能力”“积极推动研究生教学，提高大学生的创新能力”等意见和精神，作者所在学校始终把提高教学质量作为教育教学的核心工程，明确提出：要以培养学生动手能力、综合素质和工程应用能力，培养创新意识为教学工作的目标。电子技术实验作为保证和提高人才培养质量的重要实践环节之一，教学模式需要不断的革新，在工程教育认证标准和CDIO模式下，在学校激励政策的引导下探索一条适应时代发展、符合国际化工程师要求的电子工程师。

1　传统教学模式

工程教育认证的核心理念是以学生为中心的人才培养、产出导向的教学设计和持续改进的质量保障机制[6-7]。CDIO核心是让学生主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习。学生通过项目构思设计以及实施运作，能够主动学习、独立思考、积极合作[8-12]。而电子技术作为很重要的服务性学科，支撑各学科建设及发展，电子技术实验教学模式直接影响多个学科的工程教育专业认证。目前，高校传统电子技术实践教学模式主要包括：随理论课程进行的实验教学模式、实验独立设课教学模式。

1.1　传统随理论课程的实验教学模式

对于所有工科非电类学生，传统随电子技术课程进行的实验，教学内容一致，教材统一，实验教学大纲一致，没有突出专业特色。受基础性学科限制，实验内容多以验证性、综合性为主，设计性和创新性很少；实践教学以教师为主体，通过讲授、演示灌输知识给学生。学生被动的接受知识，缺乏主观能动性，实验考核多以实验报告为主，实践教学成果不突出，达不到预期的实践教学效果。

1.2　不同专业独立设课的实验教学模式

改革了传统随课程进行的实验教学模式，针对不同专业特色开设不同实验内容，解决了电子技术适应不同专业，服务于各学科的重要性。对于电类专业，将模拟电子技术、数字电子技术、PLC可编程控制器技术、EDA等多门课程内容相互融合，独立开设综合性实验课程；对于工科非电类专业，突出电子技术对各专业学科的技术支撑，结合各专业特色开设独立实验课程。相比传统教学，实验内容多层次多样化，实验考核以实验报告+技能测试为主，但实验教学仍以教师为主，学生难以与工程实际结合，脱离社会及企业对工程师的要求。学生解决工程实际问题的能力得不到提高，缺乏对工程项目整体性、过程性的认识，难以对学生进行综合训练和全面检验，更谈不上工程素质和工程实践能力的培养。

2　基于CDIO电子技术实践教学

电子技术实验是高等教育中培养实验技能、综合创新能力、专业应用能力，全面推进工程教育的最基本实验教学环节之一。为了达到上述目标，必须以先进的教育理念为指导思想，以工程教育专业认证实践标准为准则，不断探索与革新电子技术实验教学模式。图1为基于CDIO理念的电子技术教学模式。该实验教学模式结合先进的CDIO和美国卡内基·梅隆大学的能力成熟度模型CMM[8]，体现了不同年纪、不同对象、不同等级、不同专业、不同能力培养的多层次、多元化教学模式，在此模式中，CDIO贯穿于整个实验教学。其中，基础技能级面向大一新生，主要培养基本操作技能；实践训练级面向大二学生，主要锻炼综合技能；专业实训级面向大三学生，主要培养电子技术应用于各专业的技能；工程应用级面向大四学生，主要培养学生综合创新能力、协调能力、工程意识。为了实现这种多层次、多元化的教学模式，必须制定科学完善的实验教学体系，包括实验教学内容设置、教学手段及方法、教学环境及实验教学效果评价机制等。

图1　基于CDIO理念的电子技术教学模式

2.1　教学内容

依据工程教育认证标准及CDIO模式，电子技术实验项目设置体现工程实践能力培养，内容设置分为三类，分别是创新性、竞赛性、学科前沿及自主选题型。创新性项目主要依托电子课程设计选题，其目的是让课程设计具体化、实施化，达到课程设计环节的教学目标；竞赛性主要以大学生电子设计大赛、创新创业大赛为导向，给学生提供一个切实的平台；学科前沿及自主选题型主要依托结合专业特色的科研项目、CDIO主题思想的项目等，主要目的是提供给教师一个学科平台，为各学科学生建立一个联系的平台。电子技术创新性项目设置如图2所示。

2.2　教学手段及方法

教学手段采取项目式教学，按照产品和项目开发的整个周期进行实施，包括产品项目的构思方案、设计原理、计算机仿真测试、产品选材、制作、调试、运行、测试等环节。在整个项目式教学过程中，遵从 “构思—设计—实现—运行”的CDIO工程教育理念，强调学生的工程实践能力、创新能力，系统协调能力和职业道德等。电子技术项目式教学过程中，教师组成教学团队选取合理的工程性项目、制定科学、公正的考核评价体系，学生在教学过程中为主体，项目选定后组队进行实验。下面以“数字电子秒表”为例，说明具体的实施过程：

图2电子技术实验项目设置

(1) 项目构思阶段。查找资料、选定方案、优化内容。数字电子秒表项目选定后，学生分别查找组成电子秒表的基础资料，包括RS触发器、555单稳态触发器、74LS90计数器、译码显示电路，然后组队进行讨论交流、选定设计方案。在此过程中，学生自主学习，培养了学生应用基础知识的能力。

(2) 项目设计阶段。原理设计、仿真测试、参数整定。教师对方案进行论证，通过后学生设计电子秒表原理图，利用Multisim、电子电路实训软件进行仿真测试。教师对设计原理进行核查，确保设计正确合理，在此设计过程中，学生自主设计，培养了学生综合创新意识。

(3) 项目实施阶段。PCB板图设计、PCB制作、焊接、调试、测量等。学生分工合作，统计元器件，列出清单，制作PCB板、元器件布局、焊接、调试、测量。实施阶段锻炼学生综合创新能力、团队协作能力。

(4) 项目运行阶段。作品汇报、项目结题。在数字电子秒表最后阶段，学生需要对此产品进行汇报结题，由教师及学生双方对项目作出评价。

在整个项目实践过程中，学生为主体，主动学习、自主实践，通过在设定的教学项目中，独立或者团队完成项目处理的全过程，包括：各类知识的搜集整理、项目团队的协调沟通、项目方案的设计、项目实施过程及最终评价等。项目教学法把传统教学模式中以“教师、教材、课堂”为中心转变为以“学生、学习、学习效果”为中心，强调“做中学”，与CDIO所倡导的教育理念不谋而合[13-14]，与工程教育认证的以学生为中心的人才培养核心理念一致[6-7]。

2.3　开放性实验教学环境

建立电子技术虚拟仿真实验室，采用现代工程软件使得学生有更多学习环境进行项目、产品过程和系统构建、设计仿真，培养学生自主学习能力。建立综合实训室、CDIO主题实验室，作为学生自主创新的工程实践平台，培养学生的自主创新能力、工程实践能力。建立开放性的电子技术实验平台，自制突出综合创新能力培养的仪器设备，培养学生应用能力、团队协作能力。图3所示为电工电子实验中心自制电子技术仪器，图4所示为电子电路综合仿真实训软件界面。

图3　自制电子技术仪器

图4　电子电路综合仿真实训软件界面

2.4　实验教学效果评价机制

改革传统教学模式中以实验报告、实习报告、考试的评价机制，制定一个充分体现项目式教学效果的考核机制。依照工程教育认证标准、CDIO评价标准从学生实习态度、能力(知识和技能)、团队协作、创新能力等多个方面进行评价[15]。

评价机制贯穿整个项目实施过程中，分为态度评价、能力评价、团队及创新综合能力评价等。态度评价考核学生的学习态度、对实验的重视度、实践过程中的处理问题的态度及能力；能力评价考核学生的基础知识、操作技能、判断实验故障及处理等；团队及创新综合能力评价主要考核学生创新意识、团队合作能力、组织能力等。在评价过程中，注重考核学生工程素质，评价多元化，项目实施的四个环节有各自的权重，且态度评价、能力评价、团队及创新综合能力评价也占有各自的比重，科学的考核学生工程创新能力。

3　结　语

电子技术实验环节作为衔接学生学习与企业生产的重要桥梁之一，其教学模式至关重要，CDIO模式下电子技术的项目式教学模式，改革了传统教学的不足，以项目为主体，以培养学生工程创新能力为主线，很好地发挥了学生在项目实施过程中4个阶段的主观能动性，培养了学生的工程知识、工程技能、创新意识、团队协作能力。很好地保证了多个专业进行工程教育认证，有利于实现国际化工程师的培养。

参考文献(References)：

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