基于CDIO模式的電路課程教學改革

張成亮

摘 要：本文分析了電路課程教學中存在的問題，借鑒CDIO教育模式，探討了如何從教學理念、教學模式、教學內容、實踐教學和師資等方面培養學生主動學習，形成初步的工程意識和基本的工程素養。

關鍵詞：電路；教學改革；教學理念；CDIO

電路課程是電類專業學生首先學習的一門專業基礎課，該課程的學習效果影響到學生對本專業的興趣和今后自主學習的能力?，F階段電路課程的教學是教師在課堂上講授概念、定律、定理、例題等，使學生掌握理論知識，具備分析、計算能力，通過實驗（多數為驗證性實驗）加強對理論知識的理解和記憶[1]。

目前，CDIO工程教育模式深刻影響了我國高校工科的教育理念[2][3]。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）為構思—設計—實施—運行的學習模式，它以工程項目為載體，采用任務驅動，引導學生主動學習實踐，實現理論學習與工程實踐的重構，適合工科應用型人才的培養。

一、傳統電路課程教學存在的問題

1.教學理念滯后，主客體不分

目前電路課程教學，教學時數少，內容多，教師在教學過程中只講授教學內容，缺乏對學生掌握知識的關注。課堂以教師講授為主，教師成為課堂教學的主體，學生卻處于從屬地位，被動接受知識，學習主動性不足。

2.教師自身工程實踐能力不足

濱州學院航空工程學院（以下簡稱“我?！保┙處煻鄶禐楦咝＃ㄑ芯吭核獙卯厴I生，缺乏工程經歷，實踐應用不足，在課程教學過程中，難以將理論實際應用與工程設計實踐相結合，制約了學生工程能力的培養。

3.教學模式單一，教學內容取舍不盡合理

受到教學場地限制，電路課程多采取大合堂上形式課，采用PPT+黑板進行課堂教學。合堂上課學生人數多，教師組織教學難度大，對學生掌握知識情況難以準確把握。采用PPT課件授課，信息量大，授課速度快，要求學生注意力高度集中，學生獨立思考時間少，學生稍有走神或對某個問題思考時間長，就跟不上授課進度，聽不懂后續知識，容易失去學習興趣。電類各專業開設電路課程學時不盡相同，但在教學內容上差別不大，各專業側重點不突出，未能凸顯該專業課程的特色。

4.實踐教學落后

電路實驗課程受到實驗室儀器、元器件尤其是學生人身安全等條件的制約，目前主要是在實驗臺上采用實驗單元模塊進行實驗，多數項目為驗證性實驗。單元模塊上給出了實驗元件的電路模型，便于理解實驗原理和電路連接，但學生看到的只是書本上的電路轉換到了實驗板上，拔插幾根導線就完成了電路連接，對于實際電路元件是什么樣缺少直觀認識，缺乏根據實驗要求對器件進行選擇和電路搭建的基本實驗技能的訓練，缺乏工程素養的培養。

二、電路課程教學改革的方法

1.突出學生中心地位，激發學生學習興趣

樹立以“學生為中心”的教學理念[4]。學生是學習活動的主體，學生學得怎么樣是教學關注的重點，是評價教學質量好壞的依據。在教學過程中，教師不再是課堂的主人，而是告訴學生如何學習、學習哪些內容及對學生提出的問題釋疑解惑。電路課程有很多定律和推導計算，學習過程枯燥乏味，學生不愿學?？梢酝ㄟ^實例來引入教學內容，激發學生求知欲和學習興趣。比如學習三相電路時，通過讓學生觀察戶外配電線情況，引出三相四線制內容，說明三相四線制系統中零線的重要作用；通過查看室內插座接線，讓學生掌握單相插座“左零右火中地線”的接線順序，說明單相三線制，進而提出三相五線制，指出三相電路三種線制的聯系和區別。這些例子理論與生活實際結合緊密，既可引起學生興趣，使學生主動學習，又能培養學生初步的工程實踐能力。

2.提高教師自身工程能力

采用CDIO模式開展教學活動，要求教師除了有系統的理論知識，還要有相當豐富的工程經驗。為提高教師工程應用能力，我校采取派出教師到電子、機電等對口企業進行頂崗鍛煉，鼓勵青年教師申報服務濱州科學發展行動計劃項目和濱州市科技發展計劃項目，安排教師指導學生申報大學生研究訓練計劃項目，參加各類學科競賽。教師通過參與企業科技研發、攻關技術難題，指導學生科技創新活動，不斷積累工程實踐經驗，提高工程應用水平。

3.改革教學模式

轉變傳統的灌輸式教學模式，采用翻轉課堂、項目驅動等多種教學模式。隨著網絡技術的發展和智能終端的普及，遠程網絡化學習更為便捷和高效。我校電路課程為省級精品課程，網站教學資源豐富，可以實現在線自主學習、檢測、仿真和答疑等多項功能。引導學生在業余時間通過教學平臺學習課程基礎知識，提出難以理解和不懂的知識點，教師在課堂上重點對學生提出的問題引導大家討論和學習，這樣既激發了學生的學習主動性，又提高了教學效率，理論課時可以大量減少，留給學生更多自主學習的時間。

4.精選教學內容

電路課程是電類專業專業基礎課之一，不同專業的后續課程與電路不同章節知識點的關聯度不同，需要根據專業需求，制定相應的大綱，確定相應教學內容重點，使學習內容與后續課程緊密結合，針對性強，學以致用。比如三相電路、含有耦合電感的電路對電氣工程及其自動化專業后續課程的學習非常重要，電子信息工程和通信工程專業就要注重線性動態電路的復頻域分析、二端口電路和非線性電阻電路的學習。濱州學院航空工程學院針對不同專業，制定了4種電路教學大綱。

5.轉變實踐教學理念，更新實踐教學內容

打破實踐課堂與理論課堂的界限，把一些小的驗證性實驗模塊搬到課堂，讓學生動手做實驗，根據實驗數據獲得結論，既提高學生自主學習的能力，又能培養學生基本的實驗技能和工程素養。對設計性、綜合性實驗項目，充分利用仿真軟件，從電路構成、元器件選擇到實驗過程進行全面、系統的仿真，仿真沒有問題后再搭建實際電路，并對實際電路相關參數進行測試，與仿真結果比較，發現、分析出現的問題是否在允許誤差范圍內。通過相對簡單的構思—設計—實施過程，逐步培養學生的工程應用能力。

總之，針對電路課程教學中存在的問題，本文借鑒CDIO教育模式，從教學理念、師資隊伍、教學模式、教學內容和實踐教學五個方面舉例說明如何對電路教學進行改革，通過改革，提高學生自主學習能力，初步形成工程意識，具備一定的工程素養，為后續課程學習和工程應用能力的提高奠定基礎。當然，對學生工程應用能力的培養需要各個教學環節、各門課程教學的密切配合，電路課程教學改革中的一些理念和做法，對其他課程有一定的借鑒作用。

參考文獻：

[1]李靜雅.電路與模擬電子技術課程教學改革[J].電氣電子教學學報，2015（4）：62-64.

[2]郭慶斌，李秋生，郎利影.創新型工程師培養模式的探索與實踐[J].河北工程大學學報（社會科學版），2010（1）：52-53.

[3]齊美星.基于CDIO模式的高職院校電工基礎課程教學改革[J].蘇州市職業大學學報，2014（4）：96-98.

[4]張國平，付貴陽，馬永力.基于CDIO教育模式的電路課程教學研究與實踐[J].中國電力教育，2010（22）：93-94.