CDIO理念下的混合式項目化教學模式在Java程序設計課程中的探索與實踐

李月軍

摘要：結合CDIO工程教育理念，分析Java程序設計課程的教學現狀，探討課程教學中融入混合式項目化教學的必要性，提出“CITP混合式、理實一體的項目化”課程教學模式，闡述混合式項目化教學模式的具體實施方案及課程考核評價方式，說明效果及后續課程改革要點。

關鍵詞：CDIO;項目化教學;混合式教學;教學改革

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）12-0124-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

CDIO是一種基于工程教育的教學模式，貫穿了“做中學”和“基于項目的教育和學習”的教育理念[1-3];混合式教學是面對面教學與在線教學的結合[4]。CDIO模式下的項目化教學和混合式教學模式在高校正如火如荼地開展，并取得了一定的成績和經驗。為了達成工程應用型創新人才的培養目標，探索以學生為中心，知識、能力培養和素質提高相結合的“互聯網+教學”模式[1-3]，一直是高校教學改革研究的熱點。

Java程序設計是計算機相關專業必修的專業核心課程，也是大數據分析處理和應用軟件系統開發的重要技術之一。結合課程特點及學情分析，以三個維度為主線：一是如何培養工程實踐能力和創新能力[1-3]？二是如何幫助學生在教學課時有限的情況下對知識進行系統的、全面性的學習？三是如何將自主學習、案例教學和項目實踐相結合，激發學生的學習興趣[1-3]？對課程進行了“CITP混合式、理實一體的項目化”教學模式改革。

1 課程教學現狀

應用型高校，Java程序設計課程的基本情況是總學時64（理論32+實驗32），開設在大二的第一學期。教學過程普遍存在的問題如下：

1）課程教學多以知識講授為主。理論課大多是“PPT+編程演示”，以教師為主，學生被動接受。學生大多數時間處于聽和看的層面，寫相對較少，課堂參與度低。

2）課后鞏固多以布置作業為主。作業存在抄襲現象，學生遇到問題得不到及時解決，缺乏針對性的指導和過程性互動。

3）實踐課多以驗證型題目為主。內容仍停留在對知識點的理解及應用層面上，學生綜合開發、創新及團隊合作等能力培養收效甚微[5]。

4）課程評價多以試卷為主。缺少對學生學習成果及學習過程的評價，致使學生編程積極性不高，項目開發能力及自主學習能力提高有限。

2 課程開展混合式項目化教學的必要性

項目化教學對實踐能力的培養卓有成效，但也存在一些問題，結合網絡教學的優勢，將項目化教學與混合式教學融為一體的教學模式是勢在必行的。

1）助力課程學習的系統性和全面性。項目化教學以項目為主線，不能覆蓋全部知識點。借助網絡教學平臺構建的知識樹，學生隨時線上自主學習，項目實踐過程中迭代鞏固。

2）助力分層教學，實現個性化學習。課堂教學存在分層教學瓶頸。借助網絡教學資源，學生根據個人學情有針對性地進行學習鞏固和強化訓練，滿足個性化學習需求[6]。

3）助力教學質量的提高。由于學時和教學任務的限制，課堂教學不得不壓縮刪減如解惑、過程訓練、拓展練習等環節。借助網絡平臺，線上延長學與交的時間，提高教學質量。

3 課程混合式項目化教學實施方案

3.1 CITP混合式教學模式設計

CITP即案例Case+自主學習Independence+課堂講授Teach+項目實現Project，如圖1所示。

CITP混合式教學模式圍繞線上、線下展開，教師凝練知識點設計項目小案例，借助“雨課堂”“超星”“云班課”等網絡教學平臺線上發布案例任務，學生通過MOOC、教師微課視頻等教學資源自主學習，案例代碼提交學習平臺，教師找出共性問題，及時調整授課內容及方式。線下課堂進行課前在線小測驗，以5～7道選擇題為宜，幫助學生發現知識薄弱處，增強聽課的有效性;分析項目小案例強化知識點掌握，組織學生對代表性案例代碼進行評論及優化，共同完善項目案例。課后發布同步實訓和拓展任務，在線答疑交流，鞏固知識的掌握和應用。

3.2 理實一體的項目化教學設計

理實一體的項目化教學模式（如圖2所示），以達成課程教學目標、能力目標、工程應用型創新人才培養目標為導向，融合Java軟件開發工程師的崗位技術要求，圍繞各章節知識點設計易于理解、難度適中的8個任務小案例，激發學生興趣，在案例求解的過程中培養學生的計算思維能力、自主學習能力和程序編寫能力。實踐是培養學生問題解決能力、創新能力的重要途徑，與理論教學相同步，將實踐內容分為入門項目6個和1個工程應用項目，入門項目包括必做項目，由教師引領學生共同分析完成，擴展項目是知識的延伸，由學生獨立完成，入門項目側重于鞏固對各章知識技術點的應用編程能力;工程應用項目以一個具體項目為主，以小組為單位協作完成，側重于培養學生軟件綜合開發能力、團隊協作能力、交流溝通能力等，實知識到技術的內化。

3.3 課程考核評價方式

傳統考核及評價只鑒于一紙考試的結果，對學生具有不公平性。基于混合式項目化教學模式的考核及評價，對課程采取“成果導向、過程考核”多維動態的評價方式，過程性評價包括前置性評價（如課前線上自主學習情況及日常考勤等），形成性評價（如學習過程中課程測試及線上小測驗），總結性評價（如課程試卷考試），以保證學生成績評定的公平性。課程考核評價方式為平時成績占50%（出勤及平時表現5%+線上考核15%+實驗成績20%+階段測試10%）+期末考試50%。

4 結語

對2019級計算機科學與技術專業班級實施了“CITP混合式、理實一體的項目化”的教學模式改革，調查統計結果表明，96.74%的學生對混合式項目化教學表示非常滿意和滿意，認為對自己在編程動手能力、問題解決能力、創新能力、自主學習能力、團隊協作能力等方面均有所提升，考核評價方式客觀公正。

課程后續的改革要點：一是充分利用網絡學習資源，對任務案例迭代更新，激發學生的求知欲和學習動力，提高教學質量;二是整合企業項目、競賽題目等更新工程應用項目題目，提高學生問題解決能力和動手能力;三是挖掘思政元素，樹立正確三觀，培養工匠精神。混合式項目化教學模式不僅提高了課堂教學效果，也提升了學生自主學習能力、可持續發展能力和軟件開發能力，拓寬了知識面[6]，對程序設計類課程具有一定的參考借鑒意義。

參考文獻：

[1] 賈克.新工科背景下Java課程教學改革的探索與實踐[J].河北軟件職業技術學院學報，2019，21（1）：41-45.

[2] 姜大志，孫浩軍.基于CDIO的主動式項目驅動學習方法研究——以Java類課程教學改革為例[J].高等工程教育研究，2012（4）：159-164.

[3] 張銀麗，趙斌.基于CDIO模式的案例教學法在Java程序設計課程中的運用研究[J].洛陽師范學院學報，2018，37（8）：64-66.

[4] Watson J.Blending learning：The convergence of online and face-to-face education[EB/OL].[2018-09-01].http：//files.eric.ed.gov/fulltext/ED509636.pdf.

[5] 張銀麗，趙斌.基于CDIO模式的案例教學法在Java程序設計課程中的運用研究[J].洛陽師范學院學報，2018，37（8）：64-66.

[6] 趙愛美，張羽佳，謝粵芳.混合教學模式在項目化程序設計課程中的探索與實踐[J].計算機時代，2018（9）：85-87+91.

【通聯編輯：王力】