机械专业电工电子学CDIO项目制教学改革及实践

摘 要：笔者及其所在教学团队针对机械专业的人才培养需求，对该专业的基础课程“电工电子学”实施CDIO项目制教学改革，根据知识单元设立趣味性的CDIO三级项目，并完善教学评价体系，进而引导学生积极主动地进行课内外自主性学习，在兴趣中掌握机械工程专业所必需的电工电子基础知识、培养工程能力和素质。

关键词：电工电子学；CDIO；教学改革

一、前言

机械工程是典型的多学科相互渗透、交叉的工程应用类专业，所培养的学生必须具备扎实的机械、电子、计算机、自动控制等方面的知识基础、工程应用能力以及团队协作精神。传统“理论教学+实验实训”的简单教育模式已经不能适应该专业人才培养的要求。因此，近年来国内各高校积极探索引入国际上先进的CDIO工程教育模式，即“构思”“设计”“实施”与“运行”，其以体现现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程为载体，培养学生的工程能力，并取得了显著的效果。CDIO的教学理念已经渗透到各门具体专业课程之中，例如，作为机械工程专业学生必修的基础课程电工电子学，在教学中就存在诸多亟待解决的问题。

第一，该课程在以机械类课程为主导的教学体系中所占的课时比例非常有限，容易被边缘化。大多数教师认为机械专业的学生不需要学太多的电学课程，而且该课程跟电子类专业的多门基础课程重复，内容简单，教师参与教学改革的热情不高，授课较为随意，教学质量也受影响。

第二，课程学时少，牵涉内容广。该课程对应电子类专业“电路分析”“模拟电子技术”“数字电子技术”“电力电子技术”“电机拖动基础”等课程，而平均学时只有这些电类专业课程的1/4左右，没办法将全部内容详细地向学生传授，学生学习如走马观花，难以留下深刻的印象。

第三，与机械类其他课程的衔接问题没有解决好，而很多学生也没有认识到在该课程基础上继续学好“计算机”“电子控制技术”的重要性，甚至不知道学了跟他们的机械专业有什么关系，学习应付了事。

为破解上述教学难题，笔者及教学团队专门面向机械专业学生，在电工电子学课程内实施CDIO项目制教学改革，通过融合课程教学内容的CDIO三级项目，引导学生积极主动地进行课内外自主性学习，掌握机械工程专业必需的电工电子基础知识，培养工程能力和素质。

二、课程教学改革的理念及思路

面向机械专业，基于CDIO工程教育理念，从实际课堂教学出发，摈弃传统的以理论传授为主的教学模式，将项目式教学细化到电工电子学课程的教学单元中去，在有限的课时里，在浓厚的兴趣中高效率地完成大容量教学内容的学习，夯实电工电子基础，提升学生机电结合的专业知识与工程实践能力。具w改革思路如下：

第一，将机械工程专业的核心基础课程“电工电子学”的难点与重点分析重组，根据知识单元设置CDIO三级项目，衔接理论与实践环节。第二，CDIO三级项目的设置上要注重内容的趣味性、综合性，以激发学生的兴趣；要注重知识点的关联性、可持续性，更要注重与其他课程之间的联系，让学生感受到该课程的内容不是孤立的。第三，CDIO三级项目的实施上，横跨课内、课外。在课外完成查新、方案设计、制作等环节，以团队的形式自主学习，完成任务；在每门课程的课堂上，抽取一部分理论授课学时，作为CDIO三级项目实施的课内理论分析、交流讨论、总结使用。由此减少课堂讲授环节，引导学生自主探索学习。

第四，注重过程评价。建立完善的CDIO三级项目评价体系，课程总成绩中，项目成绩占较大比重，教师应引导学生重视并积极参与项目。

经过上述改革，可将CDIO教学模式与理念向电工电子学课堂教学渗透，以点带面，从而对机械专业的CDIO培养模式起到重要的支撑作用。

三、课程教学改革内容及实施

基于CDIO教学理念与思路，该项课程改革的内容围绕电工电子学课程的CDIO三级项目的建设与实施而展开，具体实施内容如下。

1.CDIO三级项目库建设

选定趣味性项目题材，并根据CDIO三级项目的要求，重新修订电工电子学课程的教学大纲，在大纲中就规定好相应的CDIO三级项目的内容及所占的课内学时。

2.拟定机械专业电工电子学CDIO三级项目实施细则

（1）组织形式。按班级人数分3人/组。另外，为了提高学生的兴趣和积极性，项目一般采用竞赛的形式进行成果检验。

（2）指导教师。CDIO三级项目的指导教师原则上为该课程的任课教师。指导教师应对各组学生的设计（如设计构思、设计图纸或设计作品）进行事前的检查，重点在于查看设计中运用该单元理论知识的合理性和设计的创新性，并防止出现抄袭设计方案的现象，对剽窃他人成果的行为应作严肃处理。

（3）实施流程。任课教师要在项目选题下发时，讲清该单元项目的理论知识要点。学院相关教学部门要积极配合做好辅助工作，包括竞赛规则、时间、地点的通知，竞赛用材和竞赛场地等准备工作。

（4）项目竞赛组织。竞赛的过程须有两位或两位以上的教师进行现场监督。竞赛组织由院学生会科协负责，做到学生管理学生，以人为本确保赛事过程和比赛现场在“公开、公平、有序、安全”的和谐环境中进行。

（5）项目总结。赛后要及时做好项目的总结工作。比如，学生以PPT形式对设计的作品进行汇报，任课教师、指导教师应以讨论的形式对作品做出点评，特别要注重单元理论知识点运用的引导，激发学生的求知欲和学习积极性，与课堂教学形成有力的互补，提高学生对理论知识的学习兴趣，培养学生的工程能力。

3.拟定的机械专业电工电子学CDIO三级项目评价体系

将CDIO三级项目的成绩纳入该课程的课程评价体系中，建议所占分值不少于总分值的20%。CDIO三级项目评价指标体系如表2所示：

四、结论

该项教学改革通过温州大学11级至14级机械工程专业的“电工电子学”课程的实践，学生的学习效果有了明显提升，学生评教分数均在95分以上，有部分优秀学生团队通过项目锻炼，参加各级电子设计竞赛而获奖。该项教学改革的主要特色如下：

1.将CDIO教学理念融入电工电子学课程的课堂教学活动中

直接在机械专业的基础课程“电工电子学”的课堂教学上构建的CDIO三级项目，将CDIO先进的教学理念跟传统的课堂教学直接对接起来，削减讲授课时，引导学生在课外主动学习，课内分组交流总结，使项目教学得以深化。

2.构建具有机械专业特色的电工电子学课程教学模式

在机械专业的培养方案中，电工电子学课程分配的学时非常有限，但是大多数的机械工程项目都无法脱离该课程的知识点，靠简单的削减学时是不能满足专业培养要求的。同时该课程是实践性、应用性非常强的课程，可以找到丰富的设计应用实例，因此，在该课程中构建三级项目的教学模式，可以有效解决上述问题，并体现出机械专业的教学特色。

3.利用项目选题的趣味性，培养学生兴趣，提升学生专业学习的热情

兴趣是学习最有效的动力，可以变被动接受为主动性学习。机械专业的电工电子学CDIO三级项目在选题设计上，体现了趣味性、竞技性，让学生在比赛过程中产生浓厚兴趣，并体验成功的喜悦，在获取知识的过程中享受快乐，要起到事半功倍的教学效果，还有助于学生对其他专业课程产生学习热情。

参考文献：

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