CDIO理念下電子信息專業(yè)實踐淺析

時間:2022-12-30 03:40:58

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CDIO理念下電子信息專業(yè)實踐淺析

一、實踐教學現(xiàn)狀分析

專業(yè)理論知識是一切工程實際應用的源頭,但是電子信息類專業(yè)課程多數(shù)具有較強的理論性和抽象性,學生在學習過程中面對抽象的概念和復雜的理論公式會有畏懼感,容易失去專業(yè)學習的積極性。在教學環(huán)節(jié)中,針對每門專業(yè)課程開設實驗、課程設計和實習可以使教學內(nèi)容更形象,增強學生對理論知識的理解,因此實踐教學必不可少。目前我校電子信息類專業(yè)根據(jù)專業(yè)課程的類別,在信號與信息處理、電子系統(tǒng)設計、通信系統(tǒng)設計、測控與監(jiān)控系統(tǒng)設計等方向都開設了配套的實踐環(huán)節(jié)。為了充分發(fā)揮這些實踐教學的作用,在一定程度上對理論學時進行了壓縮,在每學期的課程理論教學后,分配了更多的學時給予專業(yè)教育實踐環(huán)節(jié),以提高學生的動手和實踐能力。但是這種實踐教學形式在某種程度上也存在一些局限性。首先,每個實驗或?qū)嵙暥純H是針對一門或兩門課程而設計的,例如對于單片機課程開設了單片機應用實習,對于通信原理和移動通信課程開設了通信系統(tǒng)仿真實習,對于微波技術(shù)與天線課程開設了天線仿真與設計實習,對于數(shù)字信號處理課程開設了DSP應用實習等等,這種實踐設計方法可以提高學生對于該門課程或該方面涉及到的專業(yè)知識的理解,但是對于一個完整的工程實踐需要的是多方面課程的綜合體現(xiàn),所以此實踐教學方式還具有一定的局限性。其次,由于信息科學技術(shù)屬于IT產(chǎn)業(yè),發(fā)展極其迅速,新技術(shù)、新方法不斷涌現(xiàn),因此需要對電子信息類專業(yè)教師提出更高的標準和要求,要對專業(yè)實踐教學內(nèi)容及時更新,才能達到課程教學內(nèi)容新穎,與實際聯(lián)系緊密的特點,充分體現(xiàn)cdio工程教育模式對人才的培養(yǎng)。

二、CDIO實踐教學改革思路

1.案例式綜合教學

在CDIO工程教育背景下,為體現(xiàn)出工程應用性的特點,擬采用案例式綜合教育方式作為實踐教學的新嘗試,即在學生掌握了一定的專業(yè)基礎知識后,將多門專業(yè)課程知識融合,以工程案例的形式作為實踐題目。學生們以團隊的方式從案例整體構(gòu)思開始,通過查閱相關(guān)文獻資料,初步確定工程系統(tǒng)框架,在此環(huán)節(jié)中學生們需要結(jié)合多門課程所涉及到的知識點才能確定整體流程。以學期或是學年為研究時限,根據(jù)興趣選擇案例題目,在整個設計和實施環(huán)節(jié)中學生們可以帶著問題來選擇與學習專業(yè)相關(guān)課程,從而有效提高學習積極性,鍛煉團隊間的分配和協(xié)作能力。該案例式教學方式的實現(xiàn)也需要學校能在制度上給予大力配合,如實踐地點實驗室的開放使用,學生可以更寬范圍的自主選課,同時實踐過程轉(zhuǎn)化為專業(yè)課程學分的有效性等。以射頻識別系統(tǒng)(RFID)的設計作為案例進行教學分析:在構(gòu)思階段要自學射頻識別系統(tǒng)的基本原理和整體架構(gòu),它是由電子標簽、讀寫設備和應用系統(tǒng)三大部分組成。在設計階段,為了進一步具體實現(xiàn)射頻識別系統(tǒng)的各功能模塊,必須要設計系統(tǒng)的控制器、編碼器、調(diào)制器、本地振蕩器、發(fā)射器、接收器、存儲器、天線等,因此一個完整的系統(tǒng)實際包含了很多個微單元。在實施階段,根據(jù)所設計電路圖,利用電子元器件搭建實物射頻識別系統(tǒng),焊接、測試、調(diào)試電路,實現(xiàn)系統(tǒng)功能指標。在運行階段可以將實現(xiàn)的射頻識別系統(tǒng)應用于指定的工程案例環(huán)境中,設計上位機應用系統(tǒng)軟件,例如射頻門禁卡、小區(qū)物業(yè)管理、學生上課簽到、圖書館借閱圖書等系統(tǒng)中。此工程案例涵蓋的專業(yè)課程內(nèi)容包括“高頻電子線路”、“單片機原理應用”、“數(shù)字信號處理”、“微波技術(shù)與天線”、“信息論與編碼”、“通信原理”、“監(jiān)控系統(tǒng)軟件設計”等。這樣的案例式綜合教學方式既貼近工程設計實例,又能涵蓋多門專業(yè)課程的相關(guān)知識內(nèi)容,可以提高學生在專業(yè)學習中的學習興趣和動手能力,解決學習過程中學生不知專業(yè)知識用在何處的彷徨和迷茫。理論與工程案例的結(jié)合充分體現(xiàn)了工程教育的實踐教學模式。

2.創(chuàng)新思維教學

所謂創(chuàng)新能力是指人們產(chǎn)生新認識、新思想,發(fā)現(xiàn)新問題,提出新概念、新方法,建立新理論和發(fā)明新技術(shù)、新產(chǎn)品的創(chuàng)建性、發(fā)展性和開拓性能力。對于CDIO工程教育模式下的創(chuàng)新能力培養(yǎng),即是把創(chuàng)新教育貫穿于工程科技人才培養(yǎng)的全過程中,培養(yǎng)出適應現(xiàn)代社會發(fā)展需要的創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,需要改革教學模式。傳統(tǒng)的教學模式多以講授為主,以考試結(jié)果作為衡量標準,采取的多是被動式教學。而創(chuàng)新思維的培養(yǎng)基礎是學生要具有獨立的、主動的學習和思考能力,在此基礎上才能具有創(chuàng)造能力。在教學中不能以固定模式對全部學生做整體的培養(yǎng),要根據(jù)學生們的不同興趣,鼓勵多元化的學習和發(fā)展方向,例如:對實物制作感興趣,可以注重培養(yǎng)其硬件電路的動手能力;對語言編程感興趣,可以注重培養(yǎng)其系統(tǒng)的軟件編程能力;對理論研究感興趣,可以注重培養(yǎng)其系統(tǒng)算法方面的設計能力等等。同時我校依托大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目和各類電子信息專業(yè)相關(guān)的學科競賽、科技競賽,通過參與過程可轉(zhuǎn)化為綜合素質(zhì)學分的政策,鼓勵學生積極參與,營造了濃厚的校園創(chuàng)新氛圍。自實施創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目以來,在專業(yè)導師或企業(yè)導師的指導下,學生們以團隊的形式,根據(jù)興趣自由選擇創(chuàng)新訓練項目或創(chuàng)業(yè)訓練項目,充分激發(fā)了學生參與創(chuàng)新的積極性和主動性,過程中通過獨立設計、或申請專利等項目,培養(yǎng)了學生的科研創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。廣泛開展大學生學科競賽,近些年電子信息專業(yè)學生積極參與各類學科競賽,其中包括全國大學生電子設計競賽、“挑戰(zhàn)杯”全國大學生系列科技學術(shù)競賽、大學生物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、大學生數(shù)學建模競賽、“TRIZ”杯大學生創(chuàng)新設計大賽等,通過競賽學生們不斷的發(fā)現(xiàn)問題并獨立解決問題,該過程不僅可以學習到更多的課堂外的專業(yè)知識,鍛煉學生們理論聯(lián)系實際的實踐能力,還可以激勵學生積極創(chuàng)新的能力。

三、結(jié)束語

CDIO工程教育是為了培養(yǎng)學生的工程實踐能力,具有綜合運用理論和技術(shù)手段設計系統(tǒng)和過程的能力?;贑DIO理念,對于電子信息專業(yè)而言,需要教師投入足夠的時間和精力用于教學與指導學生,大力開展學生的工程實踐活動和創(chuàng)新活動,同時電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,教師要緊隨該專業(yè)的發(fā)展方向?qū)嵺`教學進行持續(xù)改革,才能有效地培養(yǎng)學生的工程應用能力。

作者:朱曉明王司王巖劉柏森單位:黑龍江工程學院