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新版基于CDIO的《電路基礎》實驗教學模式的實踐匯編
摘要：基于CDIO工程教育理念的改革思路，針對實踐教學內容進行改革，將CDIO教育理念融入具有實踐性課程的設置和教學過程中。實踐證明，該項改革在課程體系建設和培養(yǎng)學生實踐能力方面均取得了良好的效果。
關鍵詞：CDIO；電路基礎；實踐教學
中圖分類號：G643 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（202x）09-0256-02
一、引言
教育部關于本科高校向應用型轉變的指導意見指出：“主動適應我國經濟發(fā)展新常態(tài)，推動轉型發(fā)展高校把辦學思路真正轉到培養(yǎng)應用型人才上來。”這就
2、要求深化人才培養(yǎng)方案和課程體系改革。CDIO是基于工程項目生命全周期的工程教育模式，由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等4所大學組成的跨國研究機構于202x年首次提出，是面向產品、過程、系統(tǒng)生命周期的工程教育方法。202x年，CDIO教學模式引入到我國，我國教育部組織課題組首先開始試點，此后至今我國已有很多高校都引入了CDIO教學模式，并進行了不同程度的應用，取得了良好的成效。
《電路基礎》課程教授的是較強的從事本專業(yè)領域實際工作的能力的高級應用型、技術型人才所必備的基礎理論知識和專門知識。電路基礎實驗教學是《電路基礎》課程的重要教學環(huán)節(jié)，通過課程實驗進而提升課程知識融合能力。雖然
3、目前我校的國家級電工電子實驗中心具有配套、完善的硬件設施和合適的實驗設備，為《電路基礎》課程的實驗教學創(chuàng)造了良好的條件，但是大部分學生也只是在實驗中心完成課程內所開設的主要實驗項目，對于《電路基礎》課程內的很多電路實驗和綜合實驗的完成卻受到局限。Multisim是原理電路設計、電路功能測試的虛擬仿真軟件。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。將先進的Multisim計算機仿真手段運用到高校的《電路基礎》課程實驗教學中去，使之為教學服務，不僅可以提高教學質量，還可以培養(yǎng)學生對課程知識融合的能力。
二、基于Multisim仿真實驗研究優(yōu)越性
4、
1.傳統(tǒng)教學實驗。《電路基礎》課程內所開設的主要實驗項目主要是仿真驗證型實驗，學生都能利用實驗中心的實驗設備完成。但是，在實際教學中很多學生不會認識和使用電子器件，所以任課教師還要花費時間去給學生講解電子器件使用知識，效果也不是太好。通過采用Multisim實驗仿真軟件，讓學生提前在Multisim軟件環(huán)境下認識電子器件的使用，并按照需要完成規(guī)定的仿真實驗，然后再到實驗中心進行實際電路驗證實驗，這樣既能熟悉常用的電類儀器的測量方法，又做到理論知識和應用技術的協調同步發(fā)展，提高了學習效率。
2.開發(fā)設計型和綜合型實驗。僅僅只是完成課程內傳統(tǒng)的實驗教學，并不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)造
5、性。而且有些課程內傳統(tǒng)的實驗項目并沒有開設，究其原因是實驗設備不能滿足要求或者在實驗過程中容易損壞。將導致學生對某些電路現象無法觀察。將Multisim引入《電路基礎》課程實驗教學中，軟件提供了各種元器件和儀器，彌補了實驗室缺少元器件和儀器的缺陷，學生可以驗證自己想驗證的電路，還可以在實驗過程中對設計的電路調整電路參數，可進行各種電路情況分析，觀察不同的仿真結果。也不用擔心設計實驗失敗導致的元器件和儀器的損壞，從而大大地發(fā)揮了學生的主觀能動性和創(chuàng)造性。能夠進行設計型和綜合型實驗的開發(fā)，彌補了傳統(tǒng)實驗教學的不足。
三、Multisim仿真在電路課程實驗教學實例
在電路分析
6、中，基爾霍夫電流定律可表述為：在任何電路的任何一個結點上，同一瞬間電流的代數和等于零?；鶢柣舴螂妷憾煽杀硎鰹椋涸谌我粫r刻，沿電路的任一閉合回路循行一周，回路中各部分電壓的代數和等于零。我們以第三章例3-7為例來驗證結點電壓法。
單擊仿真開關或單擊Simulate（仿真）菜單的RUN（運行），用電流表U1、U2和U3分別測量圖1中三個支路電流，各表顯示電流為0.12A、0.08A和-0.04A，這與例3-7的理論計算值一樣，且可以發(fā)現0.12A+0.08A+（-0.04A）=0A，即滿足基爾霍夫電流定律；用電壓表U1、U2、U3和U4分別測量圖2中V1-R2-R1-V2-V1回路的
7、各元件的端電壓，各表顯示電流為4V、1.2V、0.8V和2V，選順時針方向，可列寫出-4V+1.2V+0.8V+2V=
0V，即滿足基爾霍夫電壓定律。
四、結束語
基于CDIO工程教育理念的改革思路，將CDIO工程教育理念引入《電路基礎》課程實驗教學中，促進實踐教學內容進行改革，通過學生的不斷對所學電路的仿真分析，進一步證明，CDIO工程教育理念就是要以此全過程為載體培養(yǎng)學生的工程能力，此能力鍛煉了學生的終生學習能力和交流能力以及分析掌握能力。該項改革在《電路基礎》課程體系建設和培養(yǎng)學生實踐能力方面效果良好。
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新版基于CDIO的《電路基礎》實驗教學模式的實踐匯編
