CDIO理念下课程资源整合的改革与探讨——电子信息工程专业实例分析

徐伟业 耿苏燕 周 正 周 珩

杭州万向职业技术学院 杭州 310023

0 引言

所谓CDIO，即构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）,它以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[1]。

近年来,经济与技术的日益发展，使得对工程技术人才的需求增长,从而为应用型本科教育的发展带来了机遇和挑战。但在我国目前的工程教育中,因为过于强调理论知识的理论深度和理论体系,仍然将理论课的讲解作为重中之重，忽视理论知识的应用，忽视实践的同步效应，从而使理论与实践产生一定的剥离，或者说没有将理论与实践做到很好的平衡。主要表现在:

（1）培养方案设置的专业课程里，单科性课程太多, 理论分析学时过多，过分注重单学科课程的理论性和知识的系统性。

（2）培养学生工程综合能力的课程少，训练学生的直观判断力和工程经验、工程意识的教学环节少,强调学科知识间交叉和综合性的课程少。尽管也有相关工程实践和工程能力培养的课程, 但都是以“知识点”的形式串接在各相关理论课程单元之间,学生很难把自己所学的理论知识与生产实际相结合。

面对缺乏实践经验和动手能力的校内学生和抱怨在学校学习空洞理论,没有更多有用的实践机会,就业面临巨大压力的校外学生，作者所在的专业培养思维也发生了巨大的调整和变动，将CDIO理念引入教学，并基于CDIO理念进行工程培养与实践创新，对所在的电子信息工程专业进行了不同发展方向和课程资源的组合与重整，基于此，我们所在课程的几位老师将CDIO理念引入教学，计划将单课程学时减少并整合为一个课程群，然后顺着知识主线，结合工程背景为学生创造一个整合过的良好的实践应用开发环境。

1 整合思路

电子信息工程将现代电子、信息、通信等技术集于一体，整个专业涵盖了社会的诸多方面，因此相关的理论课程相对较多，围绕信息技术的课程也比较全面，要想将诸多资源进行合理的整合，一套切实可行的方案是必须的。

1.1 整合相关课程，重新定位专业理论课的教学方法

针对应用型本科，拟采用CDIO理念，改变现有教学思路，整合现有课程集合，通过这样的定位，适当削减基本理论的学时预算，弱化教学中的理论推导与理论计算，强化课程之间的知识衔接和理论知识的实际应用与延伸，避免学生关于“空有理论、学了没用”的指责。

1.2 针对特别抽象的原理设计恰当的工程背景，抬高实践门槛

理论永远是为实践服务的，针对特定的理论原理与方法，设计与之相对应的实际工程问题，减少验证性实验，将理论分析与实际应用紧密结合，引导学生运用理论知识解决实际问题，从而培养学生的工程应用能力和学习兴趣。使学生有“所学即所用”的认识。

1.3 减少理论验证试验，制定综合实训，提高实践成效

在实践教学中充分考虑实验的应用性、设计性与综合性，特别是综合性，设计综合性工程实践将相关的理论课程联系为一个有机整体，使理论成为实践的钥匙。

这些实践课程不是对原理知识体系的简单描述,而是要体现工程设计必须考虑的技术因素、经济因素、社会因素的特点及其相互间的关系[2]。

2 整合方法

专业理论课的学习是在加强学生在专业方面的工程分析、设计及其应用能力，而综合性设计型实验教学是对学生工程实践能力进行训练、提高的重要途径。目前，国内各大院校在接受CDIO理念进行工程培养实践的案例很多，成功的也不少，但是各校具体环节还须具体对待，就我校的电子信息工程专业而言，我们借助CDIO教学理念采取如下方法：

我们首先将原有课程的核心模块进行整合，如表1所示。

在初步制定的大纲指导之下，对该模块进行整如表2所示。

其次，对整合后的通信信号与处理模块给出具体的解决方法。

表1 通信信号与处理模块表

表2 整合后通信信号与处理模块表

（1）理论环节。适当削减理论学时，添加一定的工程背景。补充工程讲义和工程实践帮助学生理解、消化课堂教学中的不同知识点，并对学生进行筛选与拔高。同时在相关课程的衔接上增加综合性的实践内容帮助学生提高工程认识、设计、完成与运用的全部过程。

（2）实践环节。将实践学时统一拿出来作为综合实践的实训时间，将简单的验证的实验拿出去，将综合实训的相关部分作为实践内容。目前已经设计出较为全面的综合性实践或者说案例，以语音信号为主在信号与系统中进行信号采集与频谱分析与变换，在通信原理中进行调制或量化PCM编码以及基带传输，在信息论与编码中进一步对语音进行编码压缩，在数字信号处理中进行信号滤波与提取。整个实践完成语音信号的采集、编码、调制、发送与传输、人后进行信号的接收与解码，最后再进行语音信号的后期处理，包括语音提取、语音滤波及其语音变换等各种处理。就单单这一个实践就可以包含通信信号分析与处理模块全部的理论课程的相关内容，学生在此实践中可构思整个通信与信号处理系统的各个模块，设计系统中所涉及到得各个电路模块，完成这个大的通信系统的各个环节，最后打包成一个完整的通信加信号通信系统。

类似的课题可以扩展到图像以及其它的实际物理问题，具有很强的实用性和综合性。

3 结论

应用型本科教育目标就是要为国家和社会培养能解决工程问题能力的硬素质的工程技术人才[3]。而针对我校应用型本科的实际情况，我们将理论课整合重组，注入新鲜的、实用的教学理念，如果能够以本人所在专业为案例，从而在学生培养模式上有所突破，从中摸索出以理论整合，应用综合为教学方法并为学生所接受的方案无疑是一项十分有意义的工作。

[1]杨菊英.“三段式”CDIO 教学模式在专业入门课程中的研究与实践[J].科教导刊，2016(1).

[2]钟金明,李苑玲.基于CDIO理念的工程教育实践教学改革初探[J].实验科学与技术，2011(6).

[3]郑锋.本科工程应用型人才的素质要求及培养[J].南京工程学院学报（社会科学版），2005(2).