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教育数字化战略背景下基于“CDIO+PBL”的电子类课程链混合式教学改革研究

吴钰涵 段国凡
  
云亦媒体号
2025年125期
重庆城市科技学院

摘要:在教育数字化战略的推动下,电子类课程的教学改革成为关键议题。本文探讨了基于CDIO(构思、设计、实现、运作)和PBL(问题导向学习)的电子类课程链混合式教学模式,旨在提升学生的项目实践能力、创新能力和自主学习能力,为电子类课程教学改革提供了新的思路和方法。

关键词:教育数字化;CDIO;PBL;电子类课程;混合式教学

引言

在教育数字化战略背景下,电子类课程作为工科教育的重要组成部分,亟需进行教学方式和方法的深刻变革。传统教学模式注重理论知识的传授,而忽视了对学生实践能力和创新能力的培养。混合式教学将线上教学和线下教学有机结合,为学生提供了更加灵活多样的学习方式。CDIO和PBL作为两种有效的教学理念和方法,为电子类课程混合式教学改革提供了新的思路和方法。

一、电子类课程传统教学存在的问题

传统教学模式在电子类课程中存在理论与实践脱节、教学方式单一、缺乏创新能力培养以及教学资源有限等问题。这些问题限制了学生实践能力和创新能力的提升,亟需进行改革。

二、“CDIO+PBL”教育理念

CDIO教学理念强调构思、设计、实现、运作四个环节,注重通过项目实践培养学生的工程实践能力和创新能力,实现理论教学与实践教学的有机结合[1];而PBL教学理念则关注学生主观能动性,以学生为主体,通过问题导向的学习激发学生的学习兴趣和动力,提升学生的自主学习和创新能力[2]。两者均致力于提高学生的综合素质。

三、混合式教学改革研究内容

本研究以电子信息工程专业电子类课程教学为试点,依托智慧教学平台,将CDIO和PBL理念相结合,构建融入“CDIO+PBL”理念的电子类课程链:模拟电子技术→模拟电子技术实验→模拟电子技术课程设计。

(一)构建一体化递进式的电子类课程链。

结合专业培养方案与电子类课程培育的要求,选择电子技术理论与实践紧密相关的三门课程形成递进式课程链。通过理论、实验和课程设计紧密联系,对学生进行综合性训练,培养学生知识迁移能力、实践创新能力、团队协作能力和解决问题的能力,培养学生设计电子系统的能力。

(二)构建“CDIO+PBL”教学模式。

按照 CDIO 体系设计的基本原理,将电子类课程链划分为理论教学、实验教学、工程实训三个教学环节,并将各教学环节融入CDIO理念,有计划的引导学生完成专业基础知识储备、实验技能训练和工程实践应用能力训练。在此基础上,引入PBL教育理念,以具体工程问题为切入点,引导学生对问题涉及的背景知识进行自主学习,提高学生的创造性思维能力。

(三)依托智慧教学平台,形成混合式教学组织形式

构建电子类课程链教学资源库,包括问题库、视频微课堂、随堂测验库、作业库、学生动态课堂行为等,模块化教学内容,形成基于“CDIO+PBL” 理念的线上线下、课内课外相结合的混合式教学组织形式,实现将数字化教育融入到电子类课程链各个教学环节,改进教学模式,增强教学效果。

四、三大教学环节设计

(一)理论教学环节:

基于“CDIO+PBL”理念,理论教学采取独立探究与小组协作结合,课前教师分析学情,上传预习问题与资源至智慧教学平台;课中根据学情深入提问,组织分组讨论、随堂测验与互评;课后上传拓展资源,创建测试活动,促进知识内化,反思教学过程,形成闭环反馈。

(二)实验教学环节:

实验教学在CDIO周期中至关重要。课前教师提问回顾理论,上传实验器件介绍与EDA仿真任务;课中学生在教师指导下搭建真实电路,培养团队协作能力;课后学生撰写实验报告,教师发布延伸问题,通过访谈等形式了解学习效果,以促因材施教。

(三)工程实训教学环节:

工程实训旨在培养系统思维、创新与批判性思维能力。课前教师发布项目与子问题,学生组队查阅资料;课中学生通过EDA仿真分析,动手搭建硬件系统,小组答辩,教师监督指导并评价;课后学生归纳总结,完成课程设计报告,教师综合评价学生能力。整个过程依托智慧教学平台,实现混合式学习。

五、实践效果评估

基于CDIO+PBL的混合式教学模式,得到了学生和教师的广泛认可和好评。学生的学习效果得到了显著提升,学生的项目实践能力、创新能力和自主学习能力得到了明显提高,学生的项目作品质量得到了有效提升,学科竞赛参赛积极性和获奖数有了明显提高。通过优化教学设计、完善教学平台与资源建设等措施,提高了教学过程的趣味性和互动性。同时,通过加强师资队伍建设和学习支持体系的建设等措施,提高了教学质量和教学服务水平。

六、结论与展望

本文探讨了基于CDIO+PBL的电子类课程链混合式教学改革研究。通过理论分析和实践探索相结合的方式,提出了基于CDIO+PBL的混合式教学改革的设计与实施策略。实践表明,该教学模式能够提升学生的项目实践能力、创新能力和自主学习能力,为电子类课程教学改革提供了新的思路和方法。未来我们将继续深入研究和实践基于CDIO+PBL的混合式教学模式在电子类课程中的应用和推广为培养具有创新精神和实践能力的高素质人才做出更大的贡献。

参考文献

[1]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,(03):1-6+9.

[2]崔炳权,何震宇,王庆华,等.PBL教学法的研究综述和评价[J].中国高等医学教育,2009,(07):105+118.

基金资助:重庆城市科技学院校级教改项目:教育数字化战略背景下基于“CDIO+PBL”的电子类课程链混合式教学改革研究(项目编号:YJ2309)

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