基于CDIO模式的电路课程教学改革

摘 要：本文分析了电路课程教学中存在的问题，借鉴CDIO教育模式，探讨了如何从教学理念、教学模式、教学内容、实践教学和师资等方面培养学生主动学习，形成初步的工程意识和基本的工程素养。

关键词：电路；教学改革；教学理念；CDIO

电路课程是电类专业学生首先学习的一门专业基础课，该课程的学习效果影响到学生对本专业的兴趣和今后自主学习的能力。现阶段电路课程的教学是教师在课堂上讲授概念、定律、定理、例题等，使学生掌握理论知识，具备分析、计算能力，通过实验（多数为验证性实验）加强对理论知识的理解和记忆[1]。

目前，CDIO工程教育模式深刻影响了我国高校工科的教育理念[2][3]。CDIO（Conceive-Design-Implement-Operate）为构思―设计―实施―运行的学习模式，它以工程项目为载体，采用任务驱动，引导学生主动学习实践，实现理论学习与工程实践的重构，适合工科应用型人才的培养。

一、传统电路课程教学存在的问题

1.教学理念滞后，主客体不分

目前电路课程教学，教学时数少，内容多，教师在教学过程中只讲授教学内容，缺乏对学生掌握知识的关注。课堂以教师讲授为主，教师成为课堂教学的主体，学生却处于从属地位，被动接受知识，学习主动性不足。

2.教师自身工程实践能力不足

滨州学院航空工程学院（以下简称“我校”）教师多数为高校（研究院所）应届毕业生，缺乏工程经历，实践应用不足，在课程教学过程中，难以将理论实际应用与工程设计实践相结合，制约了学生工程能力的培养。

3.教学模式单一，教学内容取舍不尽合理

受到教学场地限制，电路课程多采取大合堂上形式课，采用PPT+黑板进行课堂教学。合堂上课学生人数多，教师组织教学难度大，对学生掌握知识情况难以准确把握。采用PPT课件授课，信息量大，授课速度快，要求学生注意力高度集中，学生独立思考时间少，学生稍有走神或对某个问题思考时间长，就跟不上授课进度，听不懂后续知识，容易失去学习兴趣。电类各专业开设电路课程学时不尽相同，但在教学内容上差别不大，各专业侧重点不突出，未能凸显该专业课程的特色。

4.实践教学落后

电路实验课程受到实验室仪器、元器件尤其是学生人身安全等条件的制约，目前主要是在实验台上采用实验单元模块进行实验，多数项目为验证性实验。单元模块上给出了实验元件的电路模型，便于理解实验原理和电路连接，但学生看到的只是书本上的电路转换到了实验板上，拔插几根导线就完成了电路连接，对于实际电路元件是什么样缺少直观认识，缺乏根据实验要求对器件进行选择和电路搭建的基本实验技能的训练，缺乏工程素养的培养。

二、电路课程教学改革的方法

1.突出学生中心地位，激发学生学习兴趣

树立以“学生为中心”的教学理念[4]。学生是学习活动的主体，学生学得怎么样是教学关注的重点，是评价教学质量好坏的依据。在教学过程中，教师不再是课堂的主人，而是告诉学生如何学习、学习哪些内容及对学生提出的问题释疑解惑。电路课程有很多定律和推导计算，学习过程枯燥乏味，学生不愿学。可以通过实例来引入教学内容，激发学生求知欲和学习兴趣。比如学习三相电路时，通过让学生观察户外配电线情况，引出三相四线制内容，说明三相四线制系统中零线的重要作用；通过查看室内插座接线，让学生掌握单相插座“左零右火中地线”的接线顺序，说明单相三线制，进而提出三相五线制，指出三相电路三种线制的联系和区别。这些例子理论与生活实际结合紧密，既可引起学生兴趣，使学生主动学习，又能培养学生初步的工程实践能力。

2.提高教师自身工程能力

采用CDIO模式开展教学活动，要求教师除了有系统的理论知识，还要有相当丰富的工程经验。为提高教师工程应用能力，我校采取派出教师到电子、机电等对口企业进行顶岗锻炼，鼓励青年教师申报服务滨州科学发展行动计划项目和滨州市科技发展计划项目，安排教师指导学生申报大学生研究训练计划项目，参加各类学科竞赛。教师通过参与企业科技研发、攻关技术难题，指导学生科技创新活动，不断积累工程实践经验，提高工程应用水平。

3.改革教学模式

转变传统的灌输式教学模式，采用翻转课堂、项目驱动等多种教学模式。随着网络技术的发展和智能终端的普及，远程网络化学习更为便捷和高效。我校电路课程为省级精品课程，网站教学资源丰富，可以实现在线自主学习、检测、仿真和答疑等多项功能。引导学生在业余时间通过教学平台学习课程基础知识，提出难以理解和不懂的知识点，教师在课堂上重点对学生提出的问题引导大家讨论和学习，这样既激发了学生的学习主动性，又提高了教学效率，理论课时可以大量减少，留给学生更多自主学习的时间。

4.精选教学内容

电路课程是电类专业专业基础课之一，不同专业的后续课程与电路不同章节知识点的关联度不同，需要根据专业需求，制定相应的大纲，确定相应教学内容重点，使学习内容与后续课程紧密结合，针对性强，学以致用。比如三相电路、含有耦合电感的电路对电气工程及其自动化专业后续课程的学习非常重要，电子信息工程和通信工程专业就要注重线性动态电路的复频域分析、二端口电路和非线性电阻电路的学习。滨州学院航空工程学院针对不同专业，制定了4种电路教学大纲。

5.转变实践教学理念，更新实践教学内容

打破实践课堂与理论课堂的界限，把一些小的验证性实验模块搬到课堂，让学生动手做实验，根据实验数据获得结论，既提高学生自主学习的能力，又能培养学生基本的实验技能和工程素养。对设计性、综合性实验项目，充分利用仿真软件，从电路构成、元器件选择到实验过程进行全面、系统的仿真，仿真没有问题后再搭建实际电路，并对实际电路相关参数进行测试，与仿真结果比较，发现、分析出现的问题是否在允许误差范围内。通过相对简单的构思―设计―实施过程，逐步培养学生的工程应用能力。

总之，针对电路课程教学中存在的问题，本文借鉴CDIO教育模式，从教学理念、师资队伍、教学模式、教学内容和实践教学五个方面举例说明如何对电路教学进行改革，通过改革，提高学生自主学习能力，初步形成工程意识，具备一定的工程素养，为后续课程学习和工程应用能力的提高奠定基础。当然，对学生工程应用能力的培养需要各个教学环节、各门课程教学的密切配合，电路课程教学改革中的一些理念和做法，对其他课程有一定的借鉴作用。

参考文献：

[1]李静雅.电路与模拟电子技术课程教学改革[J].电气电子教学学报，2015（4）：62-64.

[2]郭庆斌，李秋生，郎利影.创新型工程师培养模式的探索与实践[J].河北工程大学学报（社会科学版），2010（1）：52-53.

[3]齐美星.基于CDIO模式的高职院校电工基础课程教学改革[J].苏州市职业大学学报，2014（4）：96-98.

[4]张国平，付贵阳，马永力.基于CDIO教育模式的电路课程教学研究与实践[J].中国电力教育，2010（22）：93-94.