通信專業(yè)CIO-CDIO教學(xué)模式
時間:2022-08-16 10:03:57
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通信與電子信息技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用日新月異,使得社會對通信工程電子類專業(yè)人才培養(yǎng)提出了更高的要求,不僅需要擁有扎實的通信理論基礎(chǔ)和多學(xué)科綜合知識,更要具備較強的實踐技能和創(chuàng)新意識,而實踐教學(xué)是實施創(chuàng)新教育的最重要環(huán)節(jié)[1]。目前,我國在大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)方面存在諸多問題,例如培養(yǎng)模式陳舊(教育學(xué)術(shù)化、重理論輕實踐)、課程體系僵化(專業(yè)設(shè)置口徑窄)、教學(xué)手段單一、評價和激勵機制不合理、缺乏創(chuàng)新環(huán)境等[2]。因而,就通信專業(yè)而言,必須在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)進行大膽改革和探索。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果,分別指構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)和運作(Operate),它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程[3,4]。其基于“做中學(xué)”和“基于項目教育和學(xué)習(xí)”的理念對高職教育具有很好的啟示與借鑒意義。然而CDIO是工程教學(xué)的普適模式,對于不同類型和不同層次的高校,不能照搬照抄,要結(jié)合各自的辦學(xué)特點,對應(yīng)不同的工程教學(xué)附加針對性的模塊[5]。依據(jù)我校通信專業(yè)的培養(yǎng)目標(培養(yǎng)具有實踐能力、創(chuàng)新能力的高素質(zhì)復(fù)合型通信工程技術(shù)人才),不僅要求學(xué)生能構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運行復(fù)雜且具有附加值的工程產(chǎn)品、過程和系統(tǒng),而且要求具備復(fù)合型(compound)、創(chuàng)新型(innovative)和開放型(open)特色,因而本文在CDIO基礎(chǔ)上,提出了cio-cdio培養(yǎng)模式,并將其引入到通信專業(yè)實踐教學(xué)中,從課程體系和實踐教學(xué)體系的構(gòu)建、創(chuàng)新型實踐教學(xué)模式的建立以及實踐教學(xué)水平評價體系的確立三個方面進行探討。
1CIO-CDIO的課程體系與金字塔結(jié)構(gòu)的實踐教學(xué)體系
1.1CIO-CDIO課程體系的建立在CIO-CDIO模型框架下,以實踐性和探索性的項目設(shè)計為導(dǎo)向,通信專業(yè)的CIO-CDIO課程體系包含兩個一級項目、六個二級項目和若干個三級項目。一級項目要求完整地貫穿于整個高職教學(xué)階段,使學(xué)生得到從構(gòu)思、設(shè)計到運作的系統(tǒng)訓(xùn)練。主要由初級和高級兩部分組成:(1)初級階段在一至二年級分步驟完成。主要任務(wù)是:在了解CIO-CDIO理念的基礎(chǔ)上,通過對實例產(chǎn)品的解剖,了解其構(gòu)成與設(shè)計原理,使學(xué)生在增加感性認識的同時了解本專業(yè)核心課程與產(chǎn)品的對應(yīng)關(guān)系,從而以未來工程師的角色定位去面對即將開始的專業(yè)學(xué)習(xí);讓學(xué)生接受初步的創(chuàng)新思維與產(chǎn)品構(gòu)思訓(xùn)練,從而體會出專業(yè)培養(yǎng)計劃的有機整體性。(2)高級階段在畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)實習(xí)中分步驟完成。主要任務(wù)是:學(xué)生在完成專業(yè)課程學(xué)習(xí)與相關(guān)項目訓(xùn)練后,利用所學(xué)知識,就一個產(chǎn)品項目進行構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)、運行,系統(tǒng)地經(jīng)歷一次工程實踐過程,讓學(xué)生從解決工程問題的角度學(xué)習(xí)專業(yè)知識,掌握工程思維方法,形成興趣。二級項目以相關(guān)核心課程群和能力要求為基礎(chǔ)。作為一級項目的支撐,二級項目既是對相關(guān)課程的綜合,也是對整個教學(xué)體系的補充,主要培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用相關(guān)知識的能力,尤其是創(chuàng)新思維與終身學(xué)習(xí)的能力。通信專業(yè)的二級項目主要包含綜合電子仿真與設(shè)計、信號處理、通信綜合設(shè)計、嵌入式系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)字圖像處理設(shè)計和科技創(chuàng)新設(shè)計等內(nèi)容。三級項目是單門課程項目,即根據(jù)課程教學(xué)自身設(shè)立小規(guī)模的實踐科目,旨在加深和強化學(xué)生對課程內(nèi)容的理解與應(yīng)用。整個課程體系以一級項目為主線,二級項目為支撐,三級項目與核心課程為基礎(chǔ),將核心課程教育與對專業(yè)的整體認識統(tǒng)一起來,并結(jié)合項目訓(xùn)練對學(xué)生的自學(xué)能力、人際和團隊交往能力以及系統(tǒng)運行調(diào)控能力進行整體培養(yǎng)。
1.2“基礎(chǔ)→綜合→系統(tǒng)→創(chuàng)新”分層次實踐教學(xué)體系的構(gòu)建“基礎(chǔ)→綜合→系統(tǒng)→創(chuàng)新”的實踐教學(xué)體系,分模塊、分階段、分層次,為三層金字塔結(jié)構(gòu),旨在培養(yǎng)學(xué)生的基本、綜合和創(chuàng)新實踐能力。第一層次為基礎(chǔ)技能培養(yǎng)層。此階段主要是基礎(chǔ)課程的實驗教學(xué),目的是幫助學(xué)生加深對理論教學(xué)內(nèi)容的理解,訓(xùn)練各種參數(shù)的測量方法和實驗儀器的操作,掌握實驗數(shù)據(jù)的基本處理方法。第二層次是系統(tǒng)設(shè)計能力培養(yǎng)層,主要為專業(yè)基礎(chǔ)課的課程設(shè)計,包括模電、數(shù)電、電路、信號與系統(tǒng)、高頻、通信原理、移動通信等課程,目的是強化學(xué)生系統(tǒng)思維方法和綜合集成能力。第三層次是科技創(chuàng)新訓(xùn)練層,包括大學(xué)生訓(xùn)練計劃SRT、大學(xué)生電子設(shè)計競賽、挑戰(zhàn)杯科技競賽等,面向廣大學(xué)生,尤其是部分優(yōu)秀學(xué)生。學(xué)生可自主選題、自行完成或參加導(dǎo)師的科研課題,目的是培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力以及系統(tǒng)構(gòu)建、調(diào)控能力。
2CIO-CDIO的創(chuàng)新型實踐教學(xué)模式
創(chuàng)新型實踐教學(xué)是以啟發(fā)式教學(xué)和研究性學(xué)習(xí)為核心,以CIO-CDIO理念為指導(dǎo),在教學(xué)理念、培養(yǎng)模式和管理機制等方面對傳統(tǒng)教學(xué)模式進行全方位的改革與創(chuàng)新。通信專業(yè)的實踐教學(xué)模式可從以下幾方面著手:
2.1開展多形式、綜合性課程教學(xué)樹立“以學(xué)生為中心”的新觀念,引導(dǎo)學(xué)生“自主研學(xué)”,課程教學(xué)講究多形式、綜合性,例如研討式教學(xué)、探究式學(xué)習(xí)及主動實踐學(xué)習(xí)、以項目為基礎(chǔ)的教學(xué)以及案例教學(xué)等[6,7],注重學(xué)生自主學(xué)習(xí)過程,通過查閱文獻、小組討論、答辯等一系列互動環(huán)節(jié),引導(dǎo)學(xué)生重視思維方式和探尋解答思路,培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作能力、綜合分析能力和思維表達能力。
2.2改革實踐教學(xué)(1)整合實驗環(huán)節(jié)。研究通信專業(yè)各實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的共性,提煉其個性,整合部分課程的實驗并單獨設(shè)課。如將模電、數(shù)電和高頻電子線路課程的實驗整合成一門,將信號與系統(tǒng)課程和數(shù)字信號處理課程實驗整合成一門,將通信原理課程和計算機通信與網(wǎng)絡(luò)整合成一門;減少驗證性實驗比例,提高設(shè)計性和綜合性實驗比例,培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實踐和系統(tǒng)構(gòu)思設(shè)計能力。(2)強化實驗室開放。改變傳統(tǒng)的模擬、驗證為主的實驗教學(xué)方法,以學(xué)生為中心,全面開放實驗室,使學(xué)生可在課余時間自行開展實驗,從而調(diào)動和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維和探索精神。(3)改進實驗指導(dǎo)方法。根據(jù)實驗教學(xué)層次的遞進以及實驗的不同環(huán)節(jié),分層指導(dǎo)、分類指導(dǎo),因材施教,調(diào)動和啟發(fā)學(xué)生獨立思考,以培養(yǎng)學(xué)生的工程推理能力和創(chuàng)新意識。
2.3完善畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)實習(xí)和畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)大學(xué)生創(chuàng)新精神、實踐能力以及專業(yè)素質(zhì)的重要途徑和手段。目前,許多高職院校存在畢業(yè)實習(xí)教學(xué)手段不足及畢業(yè)論文選題脫離實際等問題,對此,完全可以借鑒CDIO理念,建立CIO-CDIO能力培養(yǎng)模式,即以項目設(shè)計為導(dǎo)向,按照構(gòu)思———系統(tǒng)的教學(xué)策劃、設(shè)計———研究方案優(yōu)化、實施———任務(wù)實現(xiàn)、運行———成果展示4個環(huán)節(jié),對畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)予以改革和完善。
2.4創(chuàng)建CIO-CDIO實踐教學(xué)基地實踐教學(xué)基地建設(shè)是高職教育教學(xué)的核心項目。創(chuàng)建CIO-CDIO創(chuàng)新實踐中心,可為工程類學(xué)生的科技創(chuàng)新與實踐活動提供優(yōu)質(zhì)的公共服務(wù)平臺,也是學(xué)生開展“課外學(xué)術(shù)科技作品競賽”和“科技節(jié)”的最佳場所,有利于形成支持、鼓勵學(xué)生開展科技學(xué)術(shù)活動的良好機制。與此同時,學(xué)校要注重產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合,拓寬實習(xí)渠道,建立結(jié)合緊密的校外實習(xí)基地,進一步強化實習(xí)教學(xué),以培養(yǎng)更多高職復(fù)合型人才。
3CIO-CDIO的實踐教學(xué)評價體系
在CIO-CDIO模式中,教學(xué)計劃的實施,需要教師采用合理的學(xué)生評價體系。對學(xué)生學(xué)習(xí)狀況的評估,除了關(guān)注學(xué)科知識外,更要重視個人的基本技能、人際交往能力以及產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的構(gòu)建能力,因而宜采用盡可能多的方式,如筆試和口試、項目報告、等級評定、產(chǎn)品評價、公文檔案以及自評、互評等。這些評價方法應(yīng)根據(jù)不同的情況加以應(yīng)用,如要評估學(xué)生對概念的理解,可采用筆試或口試;對學(xué)生知識創(chuàng)新和綜合能力的評估,則可以采用等級評定、產(chǎn)品評價等方法。
4結(jié)束語
通過建立CIO-CDIO培養(yǎng)模式,通信專業(yè)的實踐教學(xué)實現(xiàn)了調(diào)整和優(yōu)化,初步形成了一個具有自身特色的實踐教學(xué)平臺,使得所培養(yǎng)出來的學(xué)生既具備個人技能、人際交往技能,同時又是復(fù)合型、創(chuàng)新型、開放型通信工程技術(shù)人才,完全適應(yīng)未來國際化發(fā)展的需要。