基于EIP-CDIO理念设置电子系统设计自动化课程教学模式探究

2022-09-10

电子系统设计自动化课程是电子信息专业重要的教学内容, 对学生未来的成长和发展具有重要的作用。传统的教学模式主要存在的问题包括教学方式程序化, 讲解内容单一等, 学生为获得较好的成绩往往会依照教师设定的步骤进行学习实践, 这也直接导致很多学生在高校期间所学的知识与社会实际需求严重脱节, 不利于学生创新能力的提高。EIP-CDIO教育理念强度在实践过程中完成学习, 以项目为核心展开教学, 这种模式的检验性和可行性比较强, 对学生综合能力的提高作用显著, 值得深入研究。

一、EIP-CDIO教学模式概述

电子系统自动化课程重点是提高学生运用电子系统设计的技术水平, 帮助学生数量掌握设计的具体方法, 通过相关知识的学习, 学生能够了解电子系统一般性设计的方法和步骤, 掌握高层次的设计理念, 了解实际应用过程中常见问题的基本处理原则和方法, 为今后从事相关工作打下良好的基础。目前, 大部分院校采取教师制定课题, 学生在固定时间完成任务的方法, 教学内容往往直接来源与教材, 缺少创新性, 很多学校的教学内容处在单个元件搭试阶段, 缺少对新技术的讲解, 与时代的发展严重脱节, 学生的设计也不够深入, 教师在设计完成后给出具体的原理图, 这种教学方法不利于发挥学生的主观能动性, 对学生的创新能力培养不利, 急需改进[1]。

EIP-CDIO教学模式是近年来国际范围广泛采用的教学方法, 主要包括设计、构思、运作、实现等, 整个过程包括产品的研发和投入使用, 利用这种教学模式能够全面提高学生的课堂参与度, 激发学生的主观能动性, 培养学生的实践能力, 增加教学内容之间的联系。EIP-CDIO重点培养学生的工程系统能力, 个人能力, 团队协作能力, 工程基础知识, 解决了传统教学模式存在的诸多问题, 增强学生的主观能动性, 使学生能够主动思考和学习, 增加学生参与实践的机会, 同时这种方式鼓励学生之间合作交流, 对学生综合素质的提高具有显著的促进作用, 符合当前社会对人才培养的要求, 值得教师深入研究应用。

二、基于EIP-CDIO理念设置电子系统设计自动化课程教学模式

EIP-CDIO教学模式需要从大一阶段开始进行, 此时学生没有系统进行专业知识的学习, 利用EIP-CDIO教学模式可以帮助学生建立起电子系统设计基本能力和构思能力, 随着学生专业知识的不断加强, 学生的综合素质将会得到全面的提高。在不同的学习阶段往往需要查阅大量参考资料, 配合学生之间的小组讨论和沟通交流, 学生在这个过程中的设计能力和构思水平将会得到全面的提高, 教师也需要加强对学生各个环节表现的评估, 保证教学质量。

(一) 实践项目的选择

选题是EIP-CDIO教学模式的关键内容, 教师在选择的过程中需要满足EIP-CDIO教学方法的基本要求, 也应当考虑学生专业知识掌握的情况。传统的电子系统设计自动化课程在选题时会针对某些特定的知识点, 但这些知识点之间缺少必要的关联, 学生无法对设计进行系统化的思考, 学生填写实验报告的主要内容为仪器设备、实验步骤、实验结果等, 缺少解决问题的方法和思路, 学生的创新能力无法得到充分的发挥[2]。为解决此类问题, 教师在选题过程中应当注重知识点之间的关联, 比如可以将自动控制、数据采集和传输连接在一起, 提出对学生的基本要求, 重点强调创新能力的培养, 使学生能够真正得到全面的提高。

(二) 课堂教学环节的设计

技能测试、分组、构思项目、方案论证、项目实践是电子系统自动化课程教学的主要环节[3]。

在技能测试环节, 教师主要通过电路图绘制、电路识别、问卷调查等方式对学生进行现场的测试, 了解学生对于电子设计知识和相关软件系统的掌握程度和电路设计的基本能力。教师依据问卷调查的结果, 将学生进行合理的分组, 使不同层次的学生都能够得到全面的提高。

在具体分组过程中, 教师可以将电子线路设计能力比较强的学生作为项目组, 将相关软件掌握不熟练的同学作为基础组, 依据班级学生总数确定每组人数。对基础组的学生进行基础练习, 包括电路仿真方法、电路调试方法、PCB板制作、电路设计方法等, 达到一定能力后进入到项目组学习。项目组的学生进行项目构思可以采用两种方法, 一种是学生之间通过沟通交流提出全新的项目需求, 第二种是学生已经完成的项目基础上实施改进措施, 并提出市场评估方案。项目组的同学利用设计方案制定学术报告, 其他组别的同学可以提出问题, 实现取长补短, 共同提高。在完成上述过程后需要进行项目的实施, 以小组为单位, 进行项目的研发, 定期汇报研究进展, 针对研发过程中遇到的困难, 可采用头脑风暴的方式解决。完成产品后可以进行交叉试验, 更具实施体验的效果制定完善方案。

(三) 合作式的课堂教学模式

教师利用EIP-CDIO教学模式, 需要对教学内容做好准备, 为学生构建起适合合作学习的环境。在讲解全新的电子系统设计项目前, 组织学生查阅系统的功能、使用环境、电路组成等内容, 明确需要掌握的问题。教师在讲解过程中可以将部分问题安排学生课后自行解决, 以此来培养学生的独立思考能力。开展合作学习的过程中, 教师需要对学生在设计和实施过程中遇到的困难给予必要的指导, 保证良好的课堂氛围, 保证合作能够达到应有的教学效果。教师应当鼓励学生积极参与到小组讨论之中, 加强师生互动, 提高学生解决问题的内在动力。在合作教学模式结束后, 教师需要对学生的成果进行合理的评价, 注重合作的过程考核, 采取多样化的评价方法, 保证评价的科学性。比如在设计电子称重系统时, 某个小组设计了单价设置和去皮模块, 某个小组设计了传感校准装置, 不同的设计方法能够体现出学生不同的思维和侧重点, 为此教师需要采取不同的评价标准。

(四) 构建学生实践的场所

实践场所是EIP-CDIO教学模式的硬件基础, 为保证教学目标顺利实现, 教师需要构建起构思、设计、实践、运转一体化的实践场所, 帮助学生准确理解客户的基本需求。EIP-CDIO教学实践场所需要配置投影仪、数字教学资源、网络等基础设施, 学生在这样的场所中能够通过资料的查询和讨论形成设计方案。同时, 实践的场所需要帮助学生进行PCB绘制、仿真试验、模拟设计、数字设计等, 因此需要配置共享数据库、CAD软件、高性能电脑、机械电子加工工具、元器件、测量设备等, 使学生能够将电子系统划分成为不同的模块, 完成最终的设计, 并且能够将设计转化为具体的产品, 学生在这种环境中能够将产品展示给其他同学, 实现设计思想的有效交流[4]。

三、EIP-CDIO理念设置电子系统设计自动化课程教学模式的注意事项

EIP-CDIO教学模式之下, 教师在讲解基础知识的同时需要培养学生的职业化精神、诚信、职业道德等基本人文素质, 提高学生的表达能力、团队合作能力, 通过多种措施保证学生形成正确的人生观和价值观, 促进学生综合能力的提高。

EIP-CDIO教学强调以项目为核心, 学生在项目中不断思考, 在实践中提高能力, 为此教师应当合理选择项目, 为学生提供充足的学习实践机会, 鼓励学生创新思维, 发现学生的优点, 为学生提供多种创新创业项目, 激发学生的学习热情, 为学生将来的发展打下良好的基础。

四、结束语

EIP-CDIO教学模式符合新时期人才培养的需求, 教师应当深入研究, 制定合理的策略, 保证教学质量, 提高学生的创新能力, 为学生未来走入社会打下良好的基础。

摘要：随着我国经济的发展, 国家加大了对教育工作的投入力度, 很多创新的教学模式得到广泛的应用。电子系统设计自动化课程是高校相关专业学生学校的重点内容, 很多院校在实际教学过程中存在着教学模式单一, 教学环节不合理等方面的问题, 为此应当积极采用EIPCDIO的教学理念, 构建创新的课程体系, 加强对项目开发过程、实践场所建设、创新思维培养、考核方式、项目合理选择等方面的教育, 通过全新的教学模式帮助学生提高综合能力, 更好的适应未来社会发展的需求。

关键词：EIP-CDIO,电子系统自动化课程,教学模式