1、CDIO 教育模式在 RFID 技术与应用课程教学改革中的探索与研究 摘要： RFID 技术与应用是电子信息类专业的一门专业课，该课程综合了不同专业领域的技术，应用范围极其广泛。本文针对该课程的特点，结合实际情况，提出了在 CDIO 工程教育理念下，对该课程的教学过程中实施的教学改革方案。在此方案中，强调专业课知识与基础课知识相结合、理论知识与实践经验相结合，从教学手段、过程和考核办法等多个教学环节入手，来促进学生听课积极性，改善主动参与学习的程度，从而达到提高教学效果的目的。 下载 关键词：射频识别 CDIO 教学 RFID 技术是物联网领域中的研究热点 之一。射频识别技术（以下简称RFID
2、 技术）与应用课程是电子信息工程专业的专业主干课，也是物联网技术专业、物流工程专业等新兴专业的专业必修课。 该课程是本专业具有代表性的一门课程，理论性、综合性、实践性都很强，也是一门难度较大的课程。因此研究 CDIO 工程教育模式在本课程的教学过程中的应用方法，将有利于提高本课程教学的效果，同时为本专业的其他专业课教学方法的改革做一个示范。 在该方案中，把传统理论讲授与 CDIO模式进行有机结合，同时结合专业的培养目标、教学计划、课程群等要求，探索新的实践 教学体系、考核方式与评价手段、教学方法以及质量控制体系等，进行全方位的构思与设计，从教学理念、思路、方法、评价等方面进行改革。 一、教学改
3、革的现状分析 目前，针对本课程教学改革开展现状分为以下几类： 1.教学内容以理论为主、实践不足 在现有的课程资源中存在以理论为重，实践学时不足的问题，实践环节只是 “ 插拔式 ” 验证性实验，或简单软件仿真的验证实验。造成了理论与应用脱节、理论枯燥和实践的缺乏。 2.简单的课程内容整合的教学改革 这类课程教学改革仅停留在 删减课程内容，缩减理论学时，延长学生进入企业等用人单位的实习时间。其结果是：理论和实践仍然脱节，没有找到契合点。 3.物联网行业人才的需求 RFID 技术和物联网技术属于电子、计算机和通信技术等多学科的交叉领域。物联网被认为是继计算机、互联网之后的第三次信息时代大革命。企业、
4、行业对物联网技术的关注，使得对物联网产业的专业人才需求越来越迫切。 基于上述三种情况的分析，本方案致力于创新本课程的教学方法，以CDIO 模式引入到课程的教学改革中，实现理论与实践深度融合的项目驱动式教学，重点 研究学生理论与实践动手能力相结合的培养方案和方法，使学生能够真正做到理论联系实际，在提高课程的教学效果、质量的同时，提高学生的创新、实践能力。 二、教学内容设计 1.教学方案设计 本方案的具体内容如下： （ 1）教学体系创新。该课程采用项目驱动教学，以项目任务为引领，培养学生获取知识、运用知识、共享知识、传播知识、发现知识的能力，以及培养学生构思、设计、实现和运作的能力。 （ 2）教学
5、内容优化。该课程教学内容，包括理论内容与实践教学方面，选取整个 RFID 读写器的 设计为背景，将每个章节作为一个环节、实现某一特定功能来讲授和实施，做到以实践促进理论学习，以项目驱动课程教学。 （ 3）教学组织有序。采用 “ 提出项目学习知识掌握技能完成项目 ” 的“ 四环相扣 ” 教学法，促进学生深度掌握知识点，增强其主观能动性。通过分组和分工、查阅资料、提出方案、确认方案、最终完成子项目设计与调试，在整个过程中锻炼学生团队合作意识和协作能力。 （ 4）教学评价合理。该课程设计了科学合理的考评、监督方法，对学生的学习过程采用跟踪性评价，确立 “ 过程性评价 ” 的思想，将学生的理论成绩、实
6、践 能力、实践成果、课堂表现和组长给分等各项评价分解成多项指标进行加权求和，最后给出课程的总评成绩。 2.预期的教学目标和能力培养 通过本方案的实施，实现对学生如下能力的培养： （ 1）电路设计能力。在本课程中，涉及到的电路设计项目有：读写器主板电路设计， LF、 HF 频段读头设计。上述的设计，有助于提升学生的电路设计能力。 （ 2） MCU 的编程能力。读写器的程序以 MCU 为核心，相关的程序包括：时序控制、编解码、数据的发送和接收、声光电路及显示模块的驱动、防碰撞算法的编程等。上 述的软件程序设计，可以进一步提升 MCU方面编程能力。 （ 3）检测工具使用能力。在项目的调试过程中，需要
7、大量的调试工作，借助各类检测工具和设备来完成，如：万用表、示波器和频谱分析仪等。调试工作，有助于提升学生对调试设备的使用技能。 （ 4）故障排查和分析能力。在设计与调试的过程，通过问题和现象，判断相应的故障，并通过理论分析、检测设备的使用，培养故障分析和排除的能力。 （ 5）专业知识的综合运用能力。读写器的设计是一门综合型很强的项目，几乎涵盖了本专业的所有专业课程，包括：模、数字电 路，高频技术，通信技术和单片机技术等。通过项目的实施，结合前 4项的培养和训练，可以实现专业知识的综合运用，并得到进一步提升。 （ 6）团队合作能力。各子项目均通过分组合作的形式进行的。在小组内部，各成员之间分工、
8、合作，各负其责，共同完成。通过项目的进行，再次培养小组成员之间默契和团队合作精神。 3.拟解决的关键问题 （ 1）加强任课教师的实践动手能力和教学改革模式的深化理解。教师要不断进行学习和研讨，多方面拓宽个人视野和提高综合素质。 （ 2）形成一批项目驱动的实践教学项目 和成品。完成项目作品，并建设一个功能和设施齐全的 RFID 技术与应用课程开放实验室，并形成一套开放实验室的管理办法。 （ 3）弥补缺少配套教材的不足。结合本课程项目教学的探索，编写适合CDIO 模式的教材。 （ 4）解决考试方式单一化。进行配套的课程考试改革，建立过程考核方法具体实施方案。 三、项目实施的方案 1.项目分解及教学
9、环节设计 本课程实施的项目，围绕 RFID读写器的设计，以模块的形式，将项目分解为二级单元项目，其中一部分的二级单元项目进一步划分为三级子项目 ，采用了由浅入深，循序渐进的方法，完成项目教学。 6 个单元项目分别如下： RFID 系统的构成、电感耦合方式前端电路设计、LF和 HF频段产品设计、微波频段 RFID产品、 RFID技术在物联网中的应用。 在教学过程中，由教师提出各单元子项目，然后进行相关知识讲解，最后学生掌握设计方法和设计思路，设计完成各子项目，进而完成四级项目，最终完成三级项目的设计和制作。 2.项目的实施流程 教学内容的改革决定了 “ 以教师为主导、以学生为主体、以项目为主线
10、”的教学原则。在教学过程中实施的步 骤如下： （ 1）提出项目。指导教师首先提出项目，给出具体的任务和指标。以项目为驱动，使学生从一开始就带着设计任务进入学习状态。 （ 2）学习知识。为了完成项目，学生要学习储备知识，提供解决方案。然后完成项目设计，将新的知识融入到对应的项目中，注重能力培养，突出实用性、适用性和先进性。 （ 3）掌握技能。在项目的实施过程中，由教师引领，以小组的形式进行项目方案的论证、实施，团队协作解决在实施过程中遇到的困难和问题，进而掌握技能。 （ 4）完成项目。在单元子项目完成后进行归纳、 总结，结合主项目进行探索和提高，最终将各个子项目汇总成主项目。 在完成上述四个环节
11、后，一个主项目基本能够完成。 四、考核方法 考核环节的设计是教学设计的重要组成部分，在 CDIO课程教学中，考试方式将进行彻底改革。将考核贯穿在整个项目的各个环节和过程中，侧重对项目设计能力的考核。改革后的成绩组成如下： 第一，平时成绩占 10%。第二，项目设计制作技能考核占 60%，包括：项目实操考试占 20%，理论考核占 40%。第三，项目过程表现占 30%，由全组成绩、组长给组员的排序成绩和教 师考核成绩进行综合评定。 以上三项之和为本课程的成绩。 参考文献 蒉秀惠 .“CDIO” 模式下单片机课程改革探索 J.宁波职业技术学院学报， 2010， 14（ 6）： 35-36 刘思远，姜万录，陈刚等 .基于 CDIO 项目式教学的课程改革与实践 J.教学研究， 2012， 35（ 3）： 46 陈冬松 .国际创新型工程教育模式中国化研究述评 J.长春理工大学学报（社会科学版）， 2010， 23（ 5）： 106-108 作者简介：付丽华， 1972 ，女，满族，辽宁人， 沈阳工学院，教师，副教授，硕士学位，研究方向：自动识别产品及系统设计。
