基于CDIO的高職程序設計類課程的教學改革與實踐探討

楊晨霞　涂風濤

摘 要：針對傳統高職程序設計類課程教學當中存在的一些問題，提出基于CDIO的課程教學改革新思路，在教學過程的實施中，以CDIO工程教育思想為理論基礎，對課程的培養大綱、教學方法、網絡教學資源平臺、課程答疑和反饋體系、課程考核方式等方面實施教學改革。實踐證明，新的教學模式使學生編程綜合素質得到了提高。

關鍵詞：CDIO工程教育；程序設計；教學模式改革

作者簡介：楊晨霞（1978-），女，江西瑞金人，南昌師范高等?？茖W校講師，研究方向為計算機應用；涂風濤（1976-），男，江西南昌人，南昌師范高等?？茖W校講師，研究方向為網絡安全。

基金項目：江西省高等學校教學改革研究課題“基于CDIO理念的創新型高技能人才培養模式的研究與實踐”（編號：JXJG-14-41-5），主持人：涂鳳濤。

中圖分類號：G710 文獻標識碼：A 文章編號：1001-7518（2016）06-0081-03

在全球信息化大潮的推動下，我國的計算機軟件產業發展迅猛，行業對專業人才的需求日益迫切。這對高職計算機軟件專業既是機遇，也是挑戰，因此教學模式的改革在人才培養上顯得舉足輕重。近年，美國等西方發達國家大學在計算機軟件設計教學中開展了CDIO工程教育培養模式的改革，取得了令人矚目的成果，許多方法值得借鑒。因此，引入該教育理念將對職教院校的計算機軟件教育事業的發展起到積極的推動作用。

一、傳統教學模式存在的主要問題

我們在前幾年的程序設計類課程教學中采用傳統的以教材為中心，按部就班地按知識點展開教學，先細致的講解語言的語句、語法和算法，然后再指導學生做一些相關的練習。在實踐中，我們發現，這種教學模式教學手段單一，是一種典型的填鴨式教學。它只注重淺表的知識傳授，忽視了學生所學知識的串聯；只注重語法和算法的講解，忽視了學生的探究式能力的培養；實訓操作功能單一，只是對相關程序代碼進行驗證型操作，忽視了行業相關技能的掌握。使得該課程變得枯燥乏味，學生的學習積極性普遍不高。課程結束后，學生除了掌握了一些基本的知識外，其編程水平和解決實際問題的能力沒有得到相應的提高。

因此，我們在課程的教學過程中，必須進一步深化教學改革，更新觀念，開拓思路，重視學生專業能力的培養。針對以上的問題，我們在教學中，引入CDIO工程教育理念，對教學模式進行改革，激發學生的學習興趣，促進學生的自學能力和協作學習能力，以及探究能力的提高。

二、教學模式改革探索

（一）CDIO工程教育理念

CDIO工程教育理念是近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO的含義是：構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品（系統）研發到產品（系統）運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程[1]。

CDIO的理念不僅繼承和發展了歐美二十多年來工程教育改革的理念，更重要的是系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的標準。國外院校的經驗都表明，CDIO的理念和方法是先進的、可行的，按CDIO模式培養的學生深受社會與企業的歡迎。

（二）制定基于CDIO的培養大綱

CDIO注重理論與實踐操作的相結合，強調三個層面能力的培養：專業基礎知識、個人能力素質，以及團隊合作與溝通能力（表1）。

表1 基于CDIO的培養大綱

（三）改革的主要思路

教師首先應該改變傳統的觀念，不僅要把自己作為知識的傳授者，更要把授課方式轉變為和學生友好協作，平等對話，合力互動，教學相長的過程。作為教師，要積極鼓勵學生大膽的提出質疑，教師不要總想著如何把知識點講完，解決學生的問題才是我們的教學目標。為了正確引導學生提出問題，我們可以把相關知識點以課前預習的形式布置給學生，讓學生發現其中的疑點和難點，給他們留有一定的時間去思考解決，教師在授課的時候給以講解和必要的內容補充。通過師生共同探討完成整個教學過程，學生也就自然的成為了教學的主動參與者。在這個過程中，教師可以了解每個學生的基礎，也可以從學生那里學到一些解決問題的思路和方法，并可以引入到后面的教學中。

（四）多種教學方法的運用

為了更好地調動學生的積極性，我們在課程教學中采用了多種教學方法，例如案例教學法、項目驅動法、討論法等。

1.案例教學法。它是一種以案例為基礎的教學法[2]，它與傳統的教學方法不同，教師不僅僅只是承擔傳授知識的責任，還肩負著扮演設計者和激勵者的角色，鼓勵學生積極參與討論。我們在教學過程中，根據教學大綱和培養目標的要求，把知識點以典型的案例方式展開，例如，我們在講到對象這一內容時，設計了一個為學生建立入學檔案的案例，要求每位學生的信息包括：學號、姓名、性別、身高、體重、畢業地區和入學總成績。輸入完所有信息后，還能顯示出相同地區入學的學生，并按入學總成績從高到低輸出這些學生的信息。通過該案例的講解，我們把學生引入到特定的事件情景中進行問題的分析和解決，使學生產生了學習興趣，明確了學習的目標；同時，在學生掌握了相關知識點后，我們還會對案例做進一步的改造和拓寬，例如針對上述案例，我們又設計了一個如下案例：打印輸出全班每位同學的信息，包括計算得到的總分和平均分，并顯示出相同地區入學的學生各課成績和總分最高的學生信息。要求學生的信息含有：學號、姓名、性別、畢業地區、三門功課成績（語文、數學、英語）。我們讓學生通過模仿和自主探究完成此案例，達到培養他們運用理論知識，編程解決實際問題能力的教學目標。圖1展示了實施案例教學的過程。

圖1 基于CDIO的案例教學活動的實施

2.項目驅動法。它主要針對企業技術應用需求，以項目開發為主導，以理論知識和項目用例講解為前提，即學即用，在編程中消化吸收所學知識，在解決項目開發的實際問題中使所學技術達到熟練應用[3]。例如，我們圍繞“班級管理系統”這個項目展開理論教學，通過改造拓寬實訓案例，把每個知識點串聯起來，使學生的綜合運用能力得到提升，從而使各相關知識點融入到實訓案例的代碼編寫中。在初期教學中，我們給學生設計的是單項技能編程訓練，使學生掌握基本的語法和算法；在學完數組、函數、文件等章節后，我們對學生進行的是綜合項目實例的開發編程，逐步地組建和完善“班級學生管理系統”的各項功能，添加功能操作菜單，增加添加新同學、查詢學生信息、學生成績排名、文件的保存和打印等模塊。由于從學生接到項目到具體開發，直到最后的調試和發布，我們都遵循項目的進度來講解，內容上循序漸進，而且在項目開發過程中又穿插了許多學習技巧和相關職業技能的培訓，使得學生更能全面掌握語言開發方法。

3.討論法。它是指學生在教師的指導下為解決某個問題而進行探討、辨明是非真偽，以獲取知識的方法[4]。它的優點是能更好地調動學生的主觀能動性，利于培養學生的獨立思考、口頭表述和綜合運用知識的能力。例如，我們在項目開發過程當中，就把全班學生分成幾個小組進行集中討論，最后各個小組派出代表，發表本小組成員對于項目的分析和解決辦法。通過討論可以擴展和深化學生對項目的理解程度，可以把他們的注意力引導到方案的合理解決上來。

（五）建立網絡教學資源平臺

利用建立的教學網絡平臺，為學生提供各種教學資源，包括教師制作的PPT課件、程序演示視頻和實訓案例，其中我們把實訓案例分為“基礎型案例”，用來讓學生對學習過的相應理論課程進行回顧和提高；“提高型案例”，用來讓學生掌握面向過程程序設計的整個流程以及結構化的編程思想；“綜合設計型案例”，用來讓學生們按照軟件開發的流程，由小組獨立完成。通過網絡教學平臺，我們可以延伸整個課堂教學，幫助學生進行更深入廣泛的學習，也有利于他們養成課后自學的習慣，培養他們的自主學習能力。同時利用平臺，學生可以將調試好的程序保存到服務器提交給教師，這種方式提高了作業的批改效率，為老師和學生帶來了很大的方便。

（六）建立課程答疑和反饋體系

課程的答疑和反饋環節難于有效實施一直是困擾教師和學生的問題，我們在課程教學中通過積極探索，利用網絡教學平臺開發了類似于BBS的“答疑和反饋”模塊，使學生直接能夠利用論壇與老師同學進行交流，同時我們采用論壇的方式把一些典型的問題置頂突出顯示，方便大家的討論?！按鹨珊头答仭蹦K的應用將答疑和反饋的地點從教室擴展到了網絡平臺，將答疑和反饋的方式從口述式變成演示方式，提高了課堂時間利用效率，增強了答疑解惑效果。

（七）改革課程考核方式

我們按照“全國計算機等級考試二級”的考核要求，采用了技能考試的方式，考核由平時成績10%、筆試40%和機試50%成績組成。我們目前正在探索如何在考核當中增加項目程序評審和答辯的模塊，以期對學生的綜合知識運用能力和職業素養進行更準確的考核。

三、結論

高校人才培養模式的改革需要與時俱進[5]。通過教學改革，我們確立了堅持以程序設計開發為主，理論知識為輔，強調技能訓練，注重編程能力的培養方針。我們不但對每個知識點引入了基本編程訓練，還根據學習的進度增加了綜合型的項目作業，要求學生運用軟件工程的思想和方法進行設計制作。由于項目的安排是以小組進行的，使得學生的學習興趣和參與感大大提高了，培養了他們的團隊協作素養，并使得看似獨立的各個知識點相互融匯在一起。通過項目的引入，學生擺脫了單純枯燥的知識理論學習，課程通過率提高了2%—3%，編程能力得到了提高，為他們今后的學習和工作打下了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]CRAWLEYEF.重新認識工程教育：國際CDIO培養模式與方法[M].顧佩華，譯.北京：高等教育出版社，2009.

[2]李竹林.基于CDIO教育理念的高校計算機專業課程教學改革探討[J].教育與職業，2012（20）：127-128.

[3]黎振，楊慧.項目式教學中全過程立體式考核方式探索[J].天津職業技術師范大學學報，2012（1）：37-40.

[4]余麗紅，徐存東.基于CDIO的C語言程序設計課程教學改革探究[J].中國科教創新導刊，2011（16）：151-152.

[5]譚菊華.大學生就業視野下高等教育人才培養模式改革探索[J].江西師范大學學報（哲學社會科學版），2014（2）：127-132.

責任編輯 蔡久評