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摘要:文章基于CDIO理念,分析了高职数字通信原理传统教学中存在的问题,提出了教学改革的思路和解决方案。在CDIO模式下,融合信息化教学手段和和开放式实验,以项目和任务驱动为载体,以职业能力和实践创新能力培养为目标,结合新的教育教学技术和手段,突出学生的主体地位,着力培养具有创新精神和实践能力、具有工程背景的技能型、应用型人才。
关键词:CDIO;信息化;开放性实验
本文引用格式:龚主前.融入信息化和开放性实验的高职通信原理课程CDIO模式研究[J].教育现代化,2019,6(08):34-35.
一 引言
数字通信原理课程是高等职业院校通信类专业必修的基础课程。该课程的特点是:(1)涉及到的先修课程较多,包括高等数学、信号与系统和概率论等等。像信号与系统和概率论这些课程,由于课时紧张和学生基础薄弱的原因,高职院校并不开设,这会给数字通信原理课程的学习带来很大的困难;(2)数学公式众多且推导过程复杂难懂;(3)理论性强、概念抽象,对于学生来说略显枯燥,容易失去学习动力。高职学生理论基础和数学功底较薄弱,甚至没有先修信号与系统课程,而且主动学习能力较差。如果保留普通院校通信原理课程中的数学公式推导过程和理论阐述及分析,学生难以理解接受,会失去学习兴趣,进而厌学。但是,这门课程主旨是介绍通信的基本理论及其实践应用,因此,理论分析在所难免。而具有一定分析能力也是职业素质技能之一,也是高职院校实用型人才培养目标之一。
笔者多年在高职院校主讲数字通信原理课程,通过实践发现这门课程在传统教学中还存在以下一些主要问题:
(1)现行教材采用本科压缩教材,仍继承本科教材的某些特点,尽管去掉了繁杂的数学公式推导,但仍注重理论体系,轻实践,不适合高职学生使用。而且从教学内容上来说,没有反映通信技术的最新成果、热点知识和前沿课题,也缺乏具体的应用实例,使得学生不能学以致用,也不知道这门课程的实用价值。
(2)教学方法单一,基本采取黑板板书和PTT讲授的传统授课方式。教师讲,学生听,没有突出学生的主体性和主动性,这种教学方式使得学生的学习积极性不高。教学效果差而且又不利于培养学生独立思维和分析能力。
(3)实验课题缺乏创新。实验步骤等都是事先安排好的,学生只是按照实验指导书,按部就班完成实验,从示波器观察波形,记录实验结果,验证实验原理,而对通信实验电路各个模块的原理都没有深刻了解,往知其然而不知其所以然。这种验证性实验,结果大同小异,甚至学生为了得到所谓理想的实验结果,往往人为地调整参数和设备。这种实验已经失去了意义。同时,缺乏对实际通信系统的综合实验,不利于培养学生的应用创新能力。
(4)实验课时比重少。传统的教学模式根深蒂固,直接导致安排课程时,理论授课的时间远远多于实验探究的时间。
因此,在教学实践过程中,就必须针对这些弊端和存在的问题进行教学改革,来实现高职院校通信专业的专业培养目标。
目前,许多高职院校教师对数字通信原理课程的教学改革做出了很多思考和研究[1-7],他们从改革和优化包括数字通信原理课程在内的工科课程体系的教学内容、教学方法、教学手段和人才培养模式等各方面进行了深入的研究和探索。
二CDIO模式的高职数字通信原理课程教改探索
CDIO作为工程教育的一种模式,包含循序渐进的构思(conceive)、设计(design)、实现(implement)和运作(operate)的教育流程。我们以CDIO模式为指导,进行高职数字通信原理课程教学改革。
(一)开发项目化教材和课程标准
首先,以项目和模块为依托,编写适于高职学生的数字通信原理教材。每个项目都包含实际的应用案例,理论和实践相结合,激发学生的学习兴趣;其次,理论介绍要形象生动,将抽象的理论具体化实例化,用学生身边的生活实例做类比,帮助他们潜移默化地理解,实现理论知识的迁移;第三,尽量避免冗长复杂的数学推导,结论最好能直接给出。可引入仿真软件进行直观的演示和说明,以便学生理解和接受。
同时,以我校省一流高职院校和省示范性高职院校建设以及移动通信品牌专业建设为契机,整合通信类课程,依据移动通信专业的人才培养方案,制定CDIO模式下的高职数字通信原理课程标准。
(二)加强实践教学
实施理论与实践一体化教学,让学生做中学、学中做,提高综合职业能力,养成良好的职业素养。通过工作任务项目化学习提升项目执行、方法创新、知识拓展、分析解决问题等方面关键能力。因此,根据以下四个原则筛选和提炼教学内容:
(1)精简理论,强化实践;
(2)突出原理机制,强调知识运用;
(3)增强时效性,反映通信技术的最新成果;
(4)加强设计性实验,培养实践创新能力。
(三)加强课程设计和信息化教学,提高学生学习兴趣
在实践教学中,可以以小组为单位开展一些简单的课程设计,让学生在课程设计过程中能够深入理解和巩固所学知识,提高学习的主动性,培养团队意识和合作精神。让学生做中学、学中做,提高综合职业能力,养成良好的职业素养。
同时,可以鼓励学生利用仿真软件进行一些创新性的实验和项目开发,在教师的指导下参与技能大赛,进一步提高学生的学习积极性和创新能力,培养工程意识。
在教学过程中,进行信息化教学设计,根据岗位优化教学内容,引入实际工程背景的视频、微课、思维导图等信息化教学方法和手段提高学生的学习积极性,建立云课堂互动学习平台,加强师生互动,提高学生的学习兴趣。
(四)加强“双师型”师资队伍建设
在数字通信原理的教学中引入CDIO模式,对教师的实践能力要求非常高,需要借鉴典型的通信工程案例和项目。因此,一方面鼓励教师与企业开展横向科研课题以及下企业锻炼,另外一方面,引入优秀的企业工程师到学校开展工程实践教学。
(五)开启开放式实验教学,开发适合开放式实验教学的实验教材
开放式实验是培养学生实践动手能力的重要环节,是理论指导实践、实践孕育创新的重要载体,突出了学生的学习主体性。在开放式实验教学模式中,需要构建验证性和开发设计性的实验体系,针对学生学习程度的差异采取不同的形式开放。为了顺利地开展开放式实验教学,需要组织编写适合开放式实验教学的实验教材。对验证性实验,实验教材需要编写详细的操作步骤和实验注意事项;对开发设计设计性实验,需要列出足够多的选题供学生自主选择,并引导学生进行实验设计,制定切实可行的实验方案,设计出实际可行的实验电路。除此以外,还可利用现有的虚拟实验平台来指导学生进行二次开发设计。借助仿真软件,搭建虚拟实验平台,是开放式实验教学的趋势和发展方向。
三 结束语
本文根据数字通信原理课程的特点,结合我校通信专业人才培养需求,在数字通信原理课程教学中植入CDID工程教育模式,加强实践教学和开放式实验教学,以通信工程项目为载体,以培养职业岗位能力为目标,优选教学内容,开发项目化教材和开放性实验教材。
与此同时,强化信息化教学。在教学过程中,进行信息化教学设计,根据行业背景和岗位分析优化教学内容,引入工程案例视频、微课、思维导图等信息化教学方法和手段,提高学生的学习积极性;建立云课堂互动学习平台,加强师生互动,提高学生的学习兴趣。
参考文献
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