基于CDIO理念的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革研究

宋威

摘要：本文以就業(yè)視角為導(dǎo)向，提出基于CDIO理念的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革新方案。通過(guò)構(gòu)思改革目標(biāo)及方向，設(shè)計(jì)綜合課程和工程環(huán)境，實(shí)現(xiàn)師生角色雙重轉(zhuǎn)變，運(yùn)作良性循環(huán)的教學(xué)關(guān)系，從而提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：就業(yè)視角；計(jì)算機(jī)教學(xué)改革；CDIO理念；工程實(shí)踐

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）29-0119-02

一、前言

隨著計(jì)算機(jī)的普及，我國(guó)越來(lái)越多的高校已經(jīng)把計(jì)算機(jī)課程作為公共教學(xué)內(nèi)容，所有大學(xué)生能熟練地使用計(jì)算機(jī)，這也為計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。如果繼續(xù)使用過(guò)去傳統(tǒng)的教學(xué)模式，計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用能力跟其他專業(yè)的學(xué)生相比并沒(méi)有明顯的優(yōu)勢(shì)，從而在就業(yè)方面受到來(lái)自其他專業(yè)學(xué)生的挑戰(zhàn)。因此，各高校計(jì)算機(jī)專業(yè)的教師應(yīng)該根據(jù)計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展前景和發(fā)展熱點(diǎn)，對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)進(jìn)行以就業(yè)為導(dǎo)向的改革，使教師教得新穎，使學(xué)生計(jì)算機(jī)應(yīng)用能力得到全面提高，從而獲得更好的就業(yè)機(jī)會(huì)[1]。基于CDIO理念的教學(xué)模式代表了近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果。CDIO包括構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate）四個(gè)階段，它將產(chǎn)品研發(fā)到運(yùn)行的完整生命周期運(yùn)用到教學(xué)過(guò)程當(dāng)中，是一整套工程教育理念和實(shí)施體系[2]。CDIO讓學(xué)生可以通過(guò)實(shí)踐的方式學(xué)習(xí)工程理論知識(shí)，積累工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)并提升對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力。本文通過(guò)對(duì)CDIO工程教學(xué)模式的研究，提出以就業(yè)為導(dǎo)向基于CDIO理念的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革新方案，將計(jì)算機(jī)行業(yè)的發(fā)展熱點(diǎn)內(nèi)容加入到基礎(chǔ)理論教學(xué)當(dāng)中，并與實(shí)踐能力訓(xùn)練相結(jié)合，使學(xué)生把基礎(chǔ)理論運(yùn)用到實(shí)踐中，并且在實(shí)踐中加深對(duì)基礎(chǔ)理論的理解，真正達(dá)到學(xué)以致用的目的。從根本上提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用能力和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，滿足社會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)工程人才的需求。

二、基于CDIO理念的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革

CDIO理念下計(jì)算機(jī)改革的目的是從就業(yè)視角出發(fā)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力，進(jìn)一步提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。因此，在進(jìn)行教學(xué)改革時(shí)應(yīng)當(dāng)將CDIO理念與具體教學(xué)實(shí)際相結(jié)合，把構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作四個(gè)過(guò)程應(yīng)用其中，如圖1所示。

該方案中教師應(yīng)當(dāng)構(gòu)思改革目標(biāo)和方向，突出以就業(yè)為視角的大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革前瞻性和必要性，考慮以何種方法和步驟推進(jìn)改革的順利進(jìn)行，將計(jì)算機(jī)工程實(shí)際與課程教學(xué)建立聯(lián)系，為接下來(lái)的設(shè)計(jì)步驟做好準(zhǔn)備，然后設(shè)計(jì)并構(gòu)建出真實(shí)的計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐平臺(tái)，還需安排相應(yīng)的綜合課程，為學(xué)生創(chuàng)建合適的工程實(shí)踐場(chǎng)所，做好理論與實(shí)踐學(xué)習(xí)相結(jié)合的前期準(zhǔn)備。在實(shí)現(xiàn)部分，“填鴨式”教學(xué)等傳統(tǒng)的教學(xué)模式已不可再套用，教師和學(xué)生的關(guān)系也亟待改變，教師應(yīng)在學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的過(guò)程中起到引導(dǎo)作用。在運(yùn)作部分，為了保證學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，驗(yàn)證CDIO理念的實(shí)效，應(yīng)當(dāng)衡量每個(gè)學(xué)生對(duì)規(guī)定學(xué)習(xí)效果所完成的進(jìn)度，要求教師對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)估。因而，CDIO理念下的大學(xué)計(jì)算機(jī)改革方式應(yīng)包含以下四個(gè)方面的內(nèi)容。

1.構(gòu)思（Conceive）改革目標(biāo)及方向。工程教育應(yīng)該注重如何將學(xué)科知識(shí)轉(zhuǎn)化為工程能力，這是工程教育的本質(zhì)和出發(fā)點(diǎn)。面對(duì)當(dāng)下計(jì)算機(jī)行業(yè)的巨大就業(yè)壓力和殘酷的競(jìng)爭(zhēng)淘汰率，大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革更應(yīng)當(dāng)以此為改革的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)，這要求教師在進(jìn)行教學(xué)改革前深刻構(gòu)思改革目標(biāo)和方向方法，思考何為改革、為何改革。顯然，新時(shí)期的計(jì)算機(jī)教學(xué)改革對(duì)教師提出了更高的要求，教師不再進(jìn)行單純的課本知識(shí)的教授，而是轉(zhuǎn)型成為兼具計(jì)算機(jī)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和專業(yè)知識(shí)的傳授雙重教學(xué)能力的“雙師型”教師。

2.設(shè)計(jì)（Design）綜合課程和工程環(huán)境。教師是計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程的設(shè)計(jì)者。由于現(xiàn)在的學(xué)生缺乏實(shí)際動(dòng)手能力，計(jì)算機(jī)教學(xué)中應(yīng)安排豐富的工程實(shí)踐項(xiàng)目，盡量讓學(xué)生以親自動(dòng)手的方式進(jìn)行[3]。教師要基于CDIO理念的預(yù)期目標(biāo)，以實(shí)現(xiàn)良好就業(yè)為著力點(diǎn)，合理安排教學(xué)內(nèi)容和方法，設(shè)計(jì)出有助于學(xué)生計(jì)算機(jī)工程水平提高和積極情態(tài)建設(shè)的一體化課程，計(jì)算機(jī)類學(xué)生就業(yè)能力集中體現(xiàn)在實(shí)踐項(xiàng)目的方方面面，教師在課程的選擇和設(shè)計(jì)上也需要花費(fèi)更多的時(shí)間，才能設(shè)計(jì)出以項(xiàng)目為主導(dǎo)的啟發(fā)性知識(shí)鏈的教學(xué)模式。同時(shí)，教師也是工程實(shí)踐場(chǎng)所的設(shè)計(jì)者。教師在設(shè)計(jì)課程的過(guò)程中，必須同時(shí)考慮設(shè)計(jì)與之相匹配的實(shí)踐場(chǎng)所，工程實(shí)踐場(chǎng)所的構(gòu)建應(yīng)以提升學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作能力和動(dòng)手能力為目標(biāo)。

3.實(shí)現(xiàn)（Implement）師生角色的雙重改變。傳統(tǒng)教學(xué)模式下師生關(guān)系的特征表現(xiàn)為“以教師為中心，學(xué)生被動(dòng)接受”。CDIO模式將不再局限于傳統(tǒng)教學(xué)方法，學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)應(yīng)在CDIO環(huán)境下促進(jìn)其工程實(shí)踐能力與就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。有學(xué)者指出，CDIO理念要求教師不斷創(chuàng)新，他們的教學(xué)風(fēng)格要始終以學(xué)生為中心，要不遺余力的傳授大綱中規(guī)定的軟硬件開(kāi)發(fā)以及系統(tǒng)構(gòu)建的能力[4]。基于這一要求，在計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程中學(xué)生應(yīng)進(jìn)行“一體化學(xué)習(xí)”，即學(xué)生在工程實(shí)踐環(huán)境中學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)學(xué)科知識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步培養(yǎng)其軟硬件開(kāi)發(fā)和系統(tǒng)構(gòu)建能力。一體化學(xué)習(xí)是CDIO框架的重要特點(diǎn)之一，學(xué)生將完成從被動(dòng)灌輸?shù)街鲃?dòng)探究的轉(zhuǎn)變，教師應(yīng)當(dāng)保證每位學(xué)生都能主動(dòng)參與到團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中，使他們的團(tuán)隊(duì)合作能力和工程能力得到充分的培養(yǎng)和鍛煉。CDIO理念下的實(shí)現(xiàn)過(guò)程，即在具體的計(jì)算機(jī)實(shí)踐課程教學(xué)過(guò)程中，師生關(guān)系從教師管理學(xué)生轉(zhuǎn)型為教師引導(dǎo)學(xué)生，教學(xué)模式從“填鴨式”知識(shí)傳授轉(zhuǎn)型為互動(dòng)式探究討論。

4.運(yùn)作（Operate）良性循環(huán)的教學(xué)關(guān)系。對(duì)學(xué)生采用考核或評(píng)估的目的是為了考察學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)課程評(píng)估方法往往采用的是正確率越高越優(yōu)秀的試卷考核，且學(xué)生和教師之間缺乏學(xué)術(shù)溝通和實(shí)踐交流。這樣培養(yǎng)出來(lái)的學(xué)生多數(shù)都存在理論分?jǐn)?shù)高、動(dòng)手能力差的問(wèn)題，畢業(yè)后在計(jì)算機(jī)行業(yè)也難以立足。與此相反，CDIO教學(xué)通過(guò)關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)前、學(xué)習(xí)中和學(xué)習(xí)后三個(gè)不同時(shí)期的學(xué)習(xí)“證據(jù)”，全面了解學(xué)生的學(xué)習(xí)成績(jī)和學(xué)習(xí)情態(tài)的轉(zhuǎn)變。這種評(píng)估聚焦在學(xué)生學(xué)習(xí)上，其作用是通過(guò)考核學(xué)生的計(jì)算機(jī)理論知識(shí)、實(shí)踐能力和綜合素質(zhì)而得到學(xué)習(xí)效果的反饋信息，從而不斷改進(jìn)和完善課程設(shè)計(jì)、教學(xué)方法以及學(xué)習(xí)場(chǎng)所的設(shè)計(jì)和使用。顯然，新型模式對(duì)學(xué)生計(jì)算機(jī)能力的考核由單一注重理論知識(shí)的傳統(tǒng)模式向“知識(shí)+能力+素質(zhì)”的綜合考核模式轉(zhuǎn)變，其中能力是指計(jì)算機(jī)工程實(shí)踐能力，學(xué)習(xí)效果應(yīng)反映在計(jì)算機(jī)工程技術(shù)上而非分?jǐn)?shù)上。

三、結(jié)語(yǔ)

CDIO作為當(dāng)前較為成功的高校教育改革模式，滿足大學(xué)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的工程化要求。該模式的順利開(kāi)展和推廣需首先構(gòu)思計(jì)算機(jī)教學(xué)改革的目標(biāo)和方向，更新教學(xué)觀念；其次設(shè)計(jì)出計(jì)算機(jī)專業(yè)綜合實(shí)踐課程和真實(shí)的工程環(huán)境，繼而實(shí)現(xiàn)師生角色的雙重轉(zhuǎn)變；最后運(yùn)作良性的教學(xué)關(guān)系，以就業(yè)為導(dǎo)向，將整個(gè)理念貫穿于計(jì)算機(jī)教學(xué)過(guò)程，進(jìn)而提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力與就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

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Abstract：Guided by employment perspective，we propose a new reform scheme for university computer teaching based on CDIO. Through making receive of reform objectives and directions，designing comprehensive courses and engineering environment，implementing the role change between teachers and students，operating fine running of teaching relationship，the engineering practice ability and employment competitiveness are subsequently enhanced.

Key words：employment perspective；computer teaching reform；CDIO；engineering practice