编者按：自线上教学工作启动以来，各二级学院教师担当作为、保质创新，克服实际困难，扎实开展线上教学活动。为了进一步提升教师教学能力水平，推进教学方式方法改革，深化课程思政改革创新，提高线上教学质量。学校推出“战疫课堂”典型教学案例进行系列报道，从教学内容环节设计、教学方式方法多样性、教学实施效果及反思等方面进行展示，以供教师参考交流。
构思—设计—实现—运行——工程教育环境CDIO教学案例分享
（文/刘宏、李琳琳）CDIO教学理念是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思－设计－实现－运行过程的背景环境基础上的工程教育。
基于CDIO理念，我的教学工作以“推动实现高质量就业”为目标，注重学生岗位能力培养，形成专业与职业、学生与岗位对接的人才培养机制，使“培养应用型人才”的理念落到实处。
一、教学思路
（一）层级递进式案例式教学
在教学过程中实施项目引导式的四层级递进式案例式教学，构建“基础实验—专业基础—专业进阶—综合挑战”四个层次递进式综合课程体系教学。
图1 项目引导式四层级递进式案例式教学
在图1中，按照教学顺序将课程分成四个层次逐一实现，实践主线的上部是关联理论课程，下部分是关联的实践环节。每级实践环节均设有相关实践内容，并在每个层次设置阶段性考核，最终将以综合设计的一个实践项目为终点，并在毕业设计中做最后的效果检验。
终点的综合项目主要分成自动控制类、信息处理类、图像处理类、物联网类等几个应用目标类型，由指导老师和学生共同选择，并可以根据自身情况随时增设项目或改变设计要求。
图1中红色字体内容为本学期课程所涵盖的教学目标，教学内容覆盖了20级《电子CAD及仿真技术》；19级《嵌入式操作系统》；18级《毕业设计》。其中《毕业设计》是项目引导式教学的终点，也是整体教学效果的最终考核。
（二）课程目标整合
在我的教学工作中，通过案例式项目教学，将各门课程的理论和实践穿成一个主线，将教学内容和课程目标的衔接和整合，以终点实践目标为基础，筛选重要的课程目标和知识点，然后将其规划为对应阶段和层次的实践项目要求和考核点。
例如，对于“模拟电路课程”学生需要学习模拟电路运算放大器的使用。我在第一层次实践内容中，将其规划为第四层次综合设计项目“基于单片机的简易示波器”的前端放大器电路设计，这样在第一层次实践完成“前端放大器电路设计”后，在第二层次中完成数据处理程序设计的学习，在第三层次学习完嵌入式后，就可以跟嵌入式系统整合为一个完整的“简易示波器硬件电路”，最终在第四层次整合、完成综合设计项目“基于单片机的简易示波器”。
基于上述课程整合目标，我和本教研室的杨冬霞老师一起建立了“两轮平衡车”、“循迹小车”、“数字蓝牙音箱”等多个校内开源项目。
图 2 自建案例式教学校内开源项目
在“蓝牙数字音箱”项目中，整合了《电路分析》、《模拟电子线路》、《数字电路》、《电子CAD及仿真技术》、《数字信号处理》、《语音处理》、《嵌入式系统》、《嵌入式操作系统》、《通信原理》等多门课程。
图 3 校内开源“蓝牙数字音箱”案例式教学项目
在“两轮平衡车”项目中，除了“蓝牙数字音箱”项目中整合课程外，还集成了《IOT物联网》、《自动控制原理》、《传感器与非电量测量》、《网络技术》等课程的理论联系实践教学内容。
在这些项目中，将整个教学主线整合在一个或多个完整项目中，就可以避免每个环节的知识点呈现离散、分割状态，提高知识的有序性和衔接性。
图 4 校内开源“两轮平衡车”案例式教学项目
（三）引入云端项目管理
与杨冬霞老师一起成立了gitee开源项目管理的企业级工作台—哈尔滨学院电子系。通过GitHub/Gitee等云端软件开发协作平台进行软件项目管理、软件协同、代码质量分析的方法。网址：https://e.gitee.com/harbin-university-electronics。注册并使用企业邮箱hebhydzj.onexmail.com完成设计项目推送通知和项目管理，将来拟申请学校邮箱完成学生项目管理。
GitHub/Gitee等云端项目管理内容包括：
1.Git 代码工作流：需求/Bug 、代码提交、审查测试；
2.任务管理：创建任务、管理任务、查看任务列表状态；
3.开发管理：权限管理、多维统计
4.技术文档管理：多人协作、文献章节管理、历史回溯
考核内容包括：
1.工具链的运用；
2.团队合作
3.设计内容、登陆和访问时间；
4.推送内容的数量以及正确性等。
开源项目管理分成三个环节，包括个人Git项目管理；团队Git项目管理；班级模型下的教师项目管理。通过开源项目管理，让学生直接接触到最前沿的开源项目管理和企业团队管理工作流程，了解行业工作规范。
图 5 Gitee云端项目成员管理
二、教学准备
（一）“学习通”网络mooc教学系统的建立和维护
课程“电子CAD及仿真技术”、“学科综合设计”和“嵌入式操作系统”等均建有自主知识产权的mooc教学系统，并不断更新维护。
图 6 学习通网络辅助教学系统
（二）Gitee开源项目及实验教学
撰写“Git使用教程”并在Gitee网站对我校学生开源。通过让学生Fork“Git使用教程”，创建自有仓库，拉取，推送等操作，让学生了解Git操作的一般方法。
图 7 撰写“Git使用教程”
图 8 测试Git教程并根据学生反馈更新教程
（三）实验项目开源测试
本学期的“嵌入式操作系统”课程共有7个实验，由于疫情原因无法在实验室通过试验箱进行实验教学工作。因此，本学期采用“腾讯会议”配合Gitee项目管理的教学方式。
在Gitee项目管理中，学生首先通过Fork的方法建立实验项目的分支，然后将实验项目文档和样例clone到本地，进行编辑和修改。当程序调试通过后，可以通过同步、推送等方式提交到“哈尔滨学院-电子信息工程系”Gitee项目管理仓库中。
在这个过程中，学生体验了：代码工作流；需求分析；Bug修改；代码提交；审查测试；任务管理：查看任务列表状态等项目管理流程。了解了项目开发管理中的权限管理概念，以及：多人协作技术文档管理和历史回溯，锻炼了团队合作精神。
图 9 《嵌入式操作系统实验》开源项目管理
三、教学设计
（一）教案与教学过程设计
教案采用一课一案，按照教学基本情况、实施过程、过程考核、教学反思的方式设置教案内容。
图 10 一课一案教案目录样例
图 11 教案样例
（二）案例式教学
课前围绕培养方案及教学大纲，深刻领会内涵，准确把握、认真钻研教材，制定科学、合理的教学讲义。课中，以学生为中心，成果为导向的教学理念进行备课与讲授，为激发学生学习兴趣，提高学生专业动手实践能力。
遵循电子课程学习规律与学习思路，采用了丰富多彩、灵活多样的教学手段，熟练运用案例式教学方法，一个案例用轮询、前后台、状态机和联合框架分别讲授和解析，将程序设计理念融汇在案例中，采用多种电子设备、多种媒体传播方式向学生传达了电子编程思想和工科人的理性思维方式，最大程度的激发了学生学习兴趣，使学生以饱满的热情投入专业课的学习，在轻松、热烈的氛围中，润物无声的培养了学生学习主动性及实践能力。
图 12 讲授现场
图 13 MP3播放软件案例的三种软件架构讲解
图 14 状态机架构的ppt课件及教案讲义
四、教学效果思考与心得
由于课程的实践性很强，学生的水平和能力参差不齐。尤其是涉及到电脑操作的环节，大量学生基本操作不过关，这需要老师拿出耐心和大量的课余时间，不厌其烦的反复讲解，甚至直接手把手教学。
图 15 课余辅导
图 16 教案样例
基于电子行业发展迅速的原因，每学期都必须迭代不断更新慕课建设和教案，将最前沿的知识传递给学生，同时每门课都建立完善的线上和线下两套教学系统，线上、线下的混合式教学，课上、课下的相互配合，互补长短，共同完成课程目标。
刘宏老师做为一名普普通通的高校教师，以平常心做着平常的事，在平凡的工作岗位上勤勤恳恳、兢兢业业，只为一张张渴求知识的学生们，希望能吹绿学生们的四季，也期盼着学生能开花结果。
