基于CDIO的實踐類課程教學改革研究

劉志雄

(長沙大學計算機科學與技術系，湖南 長沙 410022)

已有的教學經驗表明，大多數本科生在學完某一門實踐類課程后僅僅掌握了一些基本概念，無法靈活地將所學知識融入到實際應用中[1，2]。要達到學生能主動運用專業知識的目標，結合CDIO理念完善實踐類課程的教學方法和手段是改革的途徑之一。

一 CDIO概述

CDIO是當前較為前沿的教育改革模型，2000年起由美國MIT等著名大學在近2000萬美元的高額經費資助下展開研究[3]。CDIO模式包括構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)以及運作(Operate)四個階段，是一種將高層次技能型人才培養中有效將理論和實踐有機結合的教育理念[4]。該理念覆蓋了學生的綜合知識能力，包括：理論知識、個人發展能力、團隊協作能力以及主動調控能力等。自誕生至今，CDIO教育理念取得了良好的教學效果。國內一些大學(如：浙江大學)也開展了對CDIO的研究、實驗和探索[5]。

本文將CDIO模型導入到實踐類課程的教學中，根據實際任務需求實施構思、設計、實現及模擬四個階段，讓學生在實際的應用中提高主動學習能力、團隊合作能力和領導能力。

二 基于CDIO的實踐類課程教學實施

在實踐課程的教學過程中，主要從實際任務出發，把握好崗位需求和課程銜接這兩個關鍵點，根據CDIO工程教育理念，在真實案例的依托下設計教學內容。將教學過程分為案例教學和項目實踐兩大模塊，在以項目為動力的大平臺上，發揮真實任務的功效，以職業資格的標準進行教學過程的設計。

在案例教學過程中，主要是采取教師逐步引導學生的方式。教師通過給學生提供可以模仿的樣板，鼓勵學生自己動手，讓學生在實踐過程中，掌握所學內容，體會從無到有的收獲感，從而達到不斷提高學生學習積極性、主動性以及創造性的目的。

(一)案例教學

課堂知識教學主要以案例的解決為中心，在CDIO工程教育理念的背景下，教學過程劃分為三大部分，分別為知識精講、模擬案例以及實戰演練。在正式上課開始前，向學生介紹課程的基本情況，讓學生了解學完課程后能做什么，通過展示經典案例和應用實例，吸引學生的學習興趣，明確學習目標，激發學習潛能。在知識精講環節中，交代具體要完成的任務，對任務所需的知識點進行重點講解，讓學生明白該從哪方面入手；在案例模擬環節中，著重講解知識點之間的關聯性以及相關知識點在實踐項目中的應用，以一個實際項目的開發為例，介紹項目的內容主線以及主線串接的理論知識點；在實戰演練環節中，讓學生明白案例的“整體、連續”行動過程[6]，在與自身情況的對比下，幫助學生逐步了解“怎樣做才更好”，從而逐步提高學生的實踐能力，強化職業素質的培養。以計算機專業Java程序設計課程為例，可以如表1所示，組織案例講解。

表1 Java與面向對象程序設計案例精講

(二)項目實踐

項目實踐環節與課堂案例教學兩者的關系相輔相成，不僅都注重構思與設計而且還有助于發揮學生主觀能動性、創新性以及綜合運用課程模塊知識的能力。項目實踐的具體實施過程劃分階段如下：

1.分組。讓學生自由進行組合，每5個人為一小組，確定好相應的小組名稱，推選出一個組長。老師根據實際情況進行調整，確保分配合理。

2.選題與分工。每組選擇好一個課題，可以是老師給定的課題也可以是自己小組提出的想法。組內在完成課題時，每個人都應該完成相應的部分，確保分工合理，參照軟件開發過程制定各成員的角色和所承擔的責任條例。學生在開發過程中可扮演不同的角色，不斷與人溝通交流，增強團隊的協作能力。

3.新型考核辦法。高等學校實踐類課程考核通常是以6∶4的比例進行計算，其中筆試成績占60%，平時成績占40%，平時成績主要包括課堂表現，作業完成情況以及實驗。這種考核方式不重視學生實踐能力的培養，導致學生動手能力一直提不上去。借鑒美國MIT學院的做法，應該將課程實踐能力和解決問題的能力作為主要考核指標。CDIO理念重視在理論和實踐中要選擇一個最優的平衡點，考核方法主要包括兩個方面。

(1)基礎知識測驗。讓學生學會用基礎知識獨立完成作業，是判斷學生是否掌握了實踐課程最基本的標準。例如，Java 程序設計這門課程的最終考試方式可以是上機操作，占考試總成績的60%。單元性質的測驗可以選擇將本部分內容和前述內容兩者結合起來。對于測驗試題的難度應該根據學生的層次而定，內容需要接近學生所學知識，對于在課外可以獨立編寫小型游戲或者建設小型網站的學生，這部分成績應該占期末成績的30%。

(2)綜合創新性測驗。教師根據各自學生的特點給定課題，使學生親自體驗產品開發的全過程，以加深對CDIO理念的理解。學生可以進行自由組隊，每4人一組，撰寫相應的設計文檔，提交源代碼。這部分的成績占期末成績的10%。若學生在開課期間有過真實的科研經歷與實在項目，可以不參加此測試。

三 結論

CDIO教育模式是當下能有效培養高素質技能型專門人才的成功模式。基于CDIO 的實踐類課程體系將理論和實踐緊密地聯合在一起，開拓了學生獲得知識眼界的同時，也鍛煉了學生的動手能力，滿足了新時代社會對創新型人才的需求。課程教學改革非一朝一夕的事，要想取得真正的實效，還有待深入進行探索。

[1] 秦春影，耿濤，唐淑萍，等.Java圖形界面工具在教育測量軟件上的應用[J].長沙大學學報，2013，(2).

[2] 劉征海.普通本科層次軟件工程專業人才培養模式探索[J].長沙大學學報，2008，(5).

[3] 姜春艷.CDIO 工程教育教學模式在OOAD 課程教學中的探索與實踐[J].計算機教育，2009，(14).

[4] 葉暉，劉華富，王江濤.一種基于協同信任的普適網絡節點緩存替換策略研究[J].長沙大學學報，2013，(5).

[5] 王倩倩，段震，鐘金琴.基于項目驅動的Java 實踐教學[J].合肥學院學報(自然科學版)，2010，(20).

[6] 張璇，李彤.結合CDIO教育理念與案例教學進行教學探索與實踐[J].計算機教育，2008，(24).