基于CDIO工程教育理念的.NET程序設(shè)計課程教學實踐

師碩　薛桂香　于洋

摘要：針對.NET程序設(shè)計課程實踐性強的特點，借鑒CDIO工程教育理念，進行“.NET程序設(shè)計課程”教學改革實踐。通過完善教學大綱及內(nèi)容，采用多樣化課堂教學，設(shè)計“多層式遞進式”實驗項目，實施基于CDIO的考核評價模式等一系列改革，激發(fā)學生主動學習興趣，培養(yǎng)學生項目合作精神，提升學生實踐能力和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：CDIO；教學模式；教學案例；項目驅(qū)動

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）12-0093-02

CDIO是由MIT等四所工程大學發(fā)起，23所大學參與的，基于工程技術(shù)領(lǐng)域人才培養(yǎng)探索改革，創(chuàng)立形成的教育理念[1，2]。隨著WEB技術(shù)的發(fā)展，目前.NET程序設(shè)計課程在工科院校信息類專業(yè)普遍開課，承擔著學生.NET項目開發(fā)工程實踐能力的培養(yǎng)任務(wù)。為此，本文結(jié)合CDIO工程教學模式的理念，針對.NET課程教學中存在的具體問題，對.NET程序設(shè)計課程的教學大綱、教學內(nèi)容及教學形式進行探索，探索在信息類專業(yè)教學過程中，如何從具體某一門課程的微觀層面實施CDIO核心思想，探討如何培養(yǎng)出適合社會需求的信息類創(chuàng)新型工程技術(shù)人才。

一、.NET程序設(shè)計教學現(xiàn)狀及CDIO教學模式

.NET程序設(shè)計是一門能培養(yǎng)并提升學生綜合工程能力的課程[3]，體現(xiàn)了理論教學與實踐教學的有機結(jié)合。但目前存在學生實際項目開發(fā)能力普遍不足的現(xiàn)象，分析原因有以下幾個方面：（1）知識點孤立，沒有完整的課程體系設(shè)計。表現(xiàn)在沒有統(tǒng)一的教材，教材基本以孤立的知識點設(shè)計例題及練習題。（2）實驗設(shè)置不合理，學生軟件項目開發(fā)能力培養(yǎng)不足。實驗多是按照章節(jié)、知識點設(shè)計的一些突出編程語言特性的驗證型實驗。（3）沒有反思環(huán)節(jié)，學生缺乏繼續(xù)學習的動力和能力。針對上述問題，項目案例教學法[4]等新的教學方式也曾用于其課程教學中，并在學生項目開發(fā)經(jīng)驗和能力培養(yǎng)方面起到積極作用，但在工程認知、環(huán)境認知等方面依然存在不足。CDIO教學理念也有應(yīng)用到.NET網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)課程群教學設(shè)計中的[5]，但針對單獨這門課上貫徹和實踐CDIO教學理念還需要進一步探討。為此，在.NET程序設(shè)計課程的教學過程中，引入CDIO教學理念進行教學改革實踐。CDIO工程教育理念強調(diào)學生的實踐能力、學習能力以及系統(tǒng)掌控能力的培養(yǎng)。其中，CDIO能力大綱包含4個方面的內(nèi)容，如圖1所示。

二、基于CDIO的.NET程序設(shè)計課程教學改革

（一）CDIO模式下教學內(nèi)容設(shè)計

.NET平臺支持多種應(yīng)用項目的開發(fā)，所以.NET程序設(shè)計課程的教學內(nèi)容繁多，結(jié)合課時要求，除去導(dǎo)論部分，將授課內(nèi)容整理為面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、Windows應(yīng)用程序設(shè)計、ADO.NET數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)、Web技術(shù)開發(fā)四大模塊。每個模塊都以原理、設(shè)計和應(yīng)用為線索組織教學，并按照知識模塊組織專題進行授課內(nèi)容設(shè)計：（1）面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計部分，涉及C#基本語法、類和對象、繼承、多態(tài)、接口及其實現(xiàn)、委托和事件、異常處理等；（2）Windows應(yīng)用程序設(shè)計部分涉及Windows項目開發(fā)流程、窗體、控件的使用；（3）ADO.NET數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)涉及ADO.NET體系結(jié)構(gòu)、.NET Framework數(shù)據(jù)庫提供程序、數(shù)據(jù)綁定技術(shù)；（4）Web技術(shù)開發(fā)涉及ASP.NET控件及內(nèi)置對象、Web數(shù)據(jù)綁定技術(shù)、HTML和CSS樣式等內(nèi)容。通過這樣設(shè)計教學內(nèi)容，教師能從較高層次把握課程內(nèi)容的地位和作用以分配不同的課時，學生容易理清不同應(yīng)用項目開發(fā)所用技術(shù)的不同及之間的關(guān)系。

（二）“多層次遞進式”項目設(shè)計

實驗項目設(shè)計采用多層次、遞進式方式。以學生為本，從簡單到復(fù)雜、從單一到綜合、從驗證型到創(chuàng)新型，循序漸進地把教學內(nèi)容和能力培養(yǎng)體現(xiàn)在項目中。將課程實驗分為基礎(chǔ)驗證型、綜合設(shè)計型和實踐創(chuàng)新型三個層次，根據(jù)知識模塊設(shè)計相應(yīng)項目引導(dǎo)課程的教和學，并有側(cè)重點地體現(xiàn)CDIO能力的培養(yǎng)，項目列表及對應(yīng)CDIO能力培養(yǎng)如表1所示。

凝練優(yōu)秀的教學型工程項目是基于CDIO項目學習模式成功的關(guān)鍵之一。因此表1中所列項目都是經(jīng)過教學實踐反復(fù)修改完善的。實踐創(chuàng)新型實驗與軟件工程、數(shù)據(jù)庫課程相結(jié)合，采用一個完整的項目做載體貫穿始終。這樣設(shè)計實驗，首先可以將知識和課程有機結(jié)合，有助于學生明確它們在解決復(fù)雜工程問題中的關(guān)聯(lián)和作用；然后減少了課程之間銜接的重復(fù)、冗余；也減少了學生重復(fù)完成項目的工作量。在實踐創(chuàng)新型項目的凝練過程中，充分考慮學生熟悉并感興趣的項目，一類是校內(nèi)項目，如網(wǎng)上選課系統(tǒng)，校園二手商品交易網(wǎng)站等，這樣不僅能解決教師的實際需求，也能滿足學生通過實際項目開發(fā)Web開發(fā)技能的培養(yǎng)；另一類是自主選擇項目，可以提高學生項目的開發(fā)熱情和興趣。

（三）基于CDIO的教學實施

在具體教學過程中，按照知識模塊為教學單位進行。32學時的理論授課和作業(yè)結(jié)合，并輔以小測試加強理論知識的鞏固。每個模塊的理論授課完畢完成對應(yīng)的實驗項目，共20學時，加入反思及答辯環(huán)節(jié)，最后進行期末考試。

理論教學采用多種教學方式。對緒論性內(nèi)容、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計等有一定難度的理論知識，依然采用講授教學方式；對Windows應(yīng)用開發(fā)，采用啟發(fā)式案例教學法，以Windows系統(tǒng)自帶記事本為例，逐漸講解各種控件的應(yīng)用及開發(fā)流程；對Web技術(shù)開發(fā)，綜合案例教學和任務(wù)驅(qū)動教學，對已經(jīng)完成的“工程訓(xùn)練中心選課系統(tǒng)”的項目進行精練，作為授課案例，詳細講解需求分析過程，然后引導(dǎo)學生概要設(shè)計、詳細設(shè)計，并以具體模塊為例進行程序編碼及調(diào)試運行。整個授課環(huán)節(jié)，板書和多媒體相結(jié)合，現(xiàn)場程序編寫及調(diào)試，不僅幫助學生直觀理解概念、原理和方法，也可以提高學生的興趣，形成以教師為主導(dǎo)，學生為主體的教學模式。

實驗教學不同層次實驗區(qū)別實施。對驗證型實驗和綜合設(shè)計型實驗，每人單獨完成，旨在通過實驗使學生深入掌握基本知識、原理、編程的基本技巧，實驗過程中老師及時解決學生所遇問題并掌握進展情況，每次實驗課的最后半個小時，驗收部分學生的實驗以督促學生學習；并展示往屆有代表性的實驗報告和程序，規(guī)范學生實驗報告的撰寫，激勵學生互相學習，共同進步。對實踐創(chuàng)新型實驗，學生4～6人為單位形成開發(fā)小組，一人任組長，進行角色劃分。團隊按照軟件工程的開發(fā)步驟，進行需求分析、概要設(shè)計及詳細設(shè)計和測試，撰寫各個階段的開發(fā)文檔，要求團隊共同參與項目答辯。各層次實驗的考核都設(shè)有答辯和反思環(huán)節(jié)。反思不僅可以啟發(fā)學生積極進行批判性思考來深化課程學習目標，而且也有助于學生進行深層次的學與問，引導(dǎo)學生主動學習的興趣。

三、結(jié)語

本文結(jié)合CDIO的工程教學模式的理念對.NET程序設(shè)計課程的教學大綱、教學內(nèi)容、試驗項目等進行重新設(shè)計。在教學過程中，采用多種教學手段，并通過凝練典型工程項目將課程知識點關(guān)聯(lián)起來，使之為載體貫徹始終，通過完成不同層次的實驗項目，引導(dǎo)學生“做中學”，并以CDIO考核形式引入反思答辯環(huán)節(jié)。這樣的教學改革，培養(yǎng)了學生項目開發(fā)的通用能力，使之能夠處理解決一般工程項目整個生命周期產(chǎn)生的各種問題，符合工程技術(shù)型人才培養(yǎng)的目標。

參考文獻：

[1]顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2012，（3）：24-40.

[2]顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（下）[J].高等工程教育研究，2012，（5）：34-45.

[3]陳煒.CDIO工程教育模式與創(chuàng)業(yè)教育[J].江蘇高教，2011，（5）：130-131.

[4]湯雙權(quán)，劉陽京，程志宇.項目案例教學法在ASP.NET課程中的應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2013，9（27）：6160-6161.

[5]劉迎春，李亞聲.基于CDIO標準的高職IT類.NET網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)課程群教學設(shè)計[J].計算機教育，2014，（1）：96-100.