基于CDIO理念的Java程序設計課程教學改革與實踐

楊明 李丹 劉露 郭愫愫

摘要：Java程序設計課程是一門實踐性很強的專業核心課程，注重理論高度的同時也注重實踐能力的培養，本文以CDIO背景為指導，采用多種教學手段，多種考核方式相結合的方式，進行項目化教學，針對課程特點，進行教學改革，創設職業情境，強調團隊協作，增強學生分析問題、解決問題的能力。

關鍵詞：CDIO;項目化教學;教學改革

引言

結合就業、社會發展需求，綜合以往三年的就業數據，Java工程師是就業崗位需求量最多的，Java語言使用量是最大的，因此Java程序設計作為“計算機科學與技術”領域，專業教育方向的核心課程，在整個專業教育領域中顯得尤為重要。傳統的授課方式以教材的編排順序作為授課進程的依據，這樣的授課方式使得知識點零散，學生學習后往往不知如何使用，實踐效果不佳。Java程序設計作為計算機科學與技術專業的重要課程，為了能培養更好的應用型人才、更符合人才培養方案的培養目標，對該課程進行了教學改革[1]。

1.??? 國內Java課程教學存在的問題

（1）???? 知識體系

整個講授進程、授課內容以一本教材為主，教學內容與社會實踐脫鉤，不能很好的適應社會需求。

（2）???? 教學方式

教學以理論講授為主，輔以上機練習;上機多以驗證性練習為主，不能將理論與實踐很好的結合。

（3）???? 教學手段

教學以理論講授為主，同時由文字PPT課件輔助教學，教學手段單一乏味。

（4）???? 考核方式

通常以期末試卷考核作為成績評定的主要標準，該考核方式不能全面反應學生的綜合能力。

2.??? 教學改革研究

2.1? 基于CDIO理念的課程架構

CDIO[5]模式作為近年來國際工程教育改革的最新成果，是“做中學”[4]和“基于項目教育和學習”的集中概括和抽象表達，它以工程項目從研發到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。基于CDIO背景，將Java程序設計課程進行改革。

2.2? 教學方法改革

本課程以工程項目為引導，以校企合作單位的真實項目為載體，培養學生團隊協作能力。并以CDIO理念為指導，充分發揮學生的主觀能動性，將學生作為主體，教師充分調動學生的積極性，通過適度引導，使學生成為課堂活動的主力軍。轉變傳統教學觀念，將傳統教學方式進行調整。本課程共64學時，其中理論48學時，上機16學時，打破理論講授與上機實踐的界線，將上機實踐與理論講授有機融合，在“做中學”，在“學中練”。理論需要實踐來驗證，實踐需要理論來支撐。本課程分別從理論和實踐教學兩方面進行課程改革。

2.2.1????? 理論教學改革

以CDIO的理念為背景，將子項目設計引入到理論課堂。改變傳統教學中知識體系零散，所學不知如何使用的狀況。以項目為中心[2]，將所有知識點進行打散，重新梳理，將校企合作單位當前應用較多的項目，作為課程講授背景項目。以該項目為主線引導，串聯相關知識點，并進行任務分解，將零散知識點分散到項目設計中。每次課進行一個子項目學習與設計，課下進行擴展項目設計訓練。

（1）???? 子項目設計。以學生為主體，將知識點融合到子項目設計中，進行相應設計，使學生邊學邊做[3]，將該階段里的知識點融會貫通。

（2）???? 擴展項目設計。將所學知識整合，利用課上所學內容，進行擴展項目設計，充分體現學生自主創新設計、分析問題、解決問題等能力。

2.2.2????? 實踐教學改革

實踐教學以自主選題、題庫備選題目為主，以軟件工程的思想，將完整項目進行分割，每次課完成一個子項目。課程以小組分工合作方式進行，最終實踐課程結束時，學生所在小組將完成一個完整的項目。

（1）???? 課前根據學生人數，將學生以5-8人進行分組，每組選出負責的組長。

（2）???? 每節課前發布上機任務，由組長進行任務分配，保證每個人的工作量大體一致。

（3）???? 每節課后，組長會為組員打分，10分制。組員會互相打分10分制。

（4）???? 最后一次課，小組會將子項目組合成一個完整項目，進行答辯并演示。教師根據每個學生的分工任務、完成情況、演示效果以及答辯情況進行打分。

2.3? 教學方法與手段改革

結合專業以及課程特點，教學方法和手段采用多種形式相結合的方式，進行課程教學。通過信息化和網絡平臺教學手段進行全方位教學。

（1）???? 充分利用信息化教學手段進行教學。

1）? 制作交互式教學輔助課件，幫助學生更好的預習、復習。交互式課件，可以更充分調動學生學習的積極性以及學習興趣，課下及時復習，并通過反復學習鞏固相關知識點。

2）? 利用多媒體錄制課程課節的微視頻，供學生反復觀看，同時對觀看以及回看的數據，進行采集、統計與分析。

（2）???? 充分利用網絡平臺進行教學。

1）? 利用網絡技術手段，在超星泛雅平臺進行在線授課[6]，通過共享屏幕、點人答題、實時討論、翻轉課堂等多種方式，進行課程講授。提高學生學習的興趣和注意力。

2）? 利用網絡平臺，進行作業提交、測驗等自主式評閱系統，學生按要求提交相應答案后便可查看自己成績。通過檢查、修改作業，提高知識掌握水平，提升總成績。

2.4? 考核方式改革

考核方式以多種考核方式相結合的方式進行，包括平時考核、項目考核、期末考核三部分。加大實踐過程考核比例同時，又有理論知識考核，全方位考核學生的各項能力指標。

平時考核由出勤、討論、作業、回答問題等情況的實際分數構成。占總成績40%。

項目考核由實踐教學每次子任務的完成情況、小組成員互評分、組長評分、演示和答辯等實際分數構成。占總成績的40%。

期末考核由期末試卷構成，主要考核學生的理論知識掌握程度以及基本應用。占總成績的20%。

該考核方式，既考查平時學生上課的狀態，又對實踐的團隊協作、問題解決、動手能力進行評分，同時對理論知識的理解和掌握進行考核。全方位考核學生對知識掌握和運用的熟練程度。

3.??? 總結

從改革與實踐的嘗試可以看出，學生通過大量的實踐與理論的結合，動手能力明顯提高了，理論知識的掌握和運用明顯熟練了。CDIO教育理念貫穿到課程的整個改革之中，旨在提高學生創新能力、團隊分工合作能力、解決問題、處理問題以及人際溝通能力等，社會極需求的計算機專業人才理應具備的綜合能力，達到與社會需求接軌的目的。

參考文獻：

[1]?? Flash動畫制作課程教改的思考與實踐[J].楊明.黑龍江科技信息.2017.（1）

[2]?? 企業級WEB開發課程改革探索[J].楊明.計算機產品與流通.2018.（8）：152

[3]?? PMO-CDIO工程教育綜合實踐教學模式的探索與實踐[J].蔡麗萍，凌杰，林立，曾章瑞.實驗室科學.2017.No.20（3）：132-136

[4]?? 基于CDIO-OBE的《HTML5+CSS3網頁設計》課堂教學改革探析[J].朱錦晶.當代教育實踐與教學研究.2020.13：114-115.

[5]?? 基于CDIO的創新型教育模式在應用型高校數學課程改革中的應用研究[J].高珊珊.知識經濟.2020.19：93-94.

[6《]Java程序設計》課程教學改革的探討[J].盧嫣，丁雄.湖南涉外經濟學院學報.2019，3：25-28.

作者簡介：

楊明，女，1981.01，漢族，遼寧，碩士研究生，講師，研究方向：嵌入式系統應用、高等教育。

課題項目：本文系沈陽城市建設學院2019年校級重點課程《Java程序設計》的研究成果