基于CDIO的高职程序设计类课程的教学改革与实践探讨

摘 要：针对传统高职程序设计类课程教学当中存在的一些问题，提出基于CDIO的课程教学改革新思路，在教学过程的实施中，以CDIO工程教育思想为理论基础，对课程的培养大纲、教学方法、网络教学资源平台、课程答疑和反馈体系、课程考核方式等方面实施教学改革。实践证明，新的教学模式使学生编程综合素质得到了提高。

关键词：CDIO工程教育；程序设计；教学模式改革

作者简介：杨晨霞（1978-），女，江西瑞金人，南昌师范高等专科学校讲师，研究方向为计算机应用；涂风涛（1976-），男，江西南昌人，南昌师范高等专科学校讲师，研究方向为网络安全。

基金项目：江西省高等学校教学改革研究课题“基于CDIO理念的创新型高技能人才培养模式的研究与实践”（编号：JXJG-14-41-5），主持人：涂凤涛。

中图分类号：G710 文献标识码：A 文章编号：1001-7518（2016）06-0081-03

在全球信息化大潮的推动下，我国的计算机软件产业发展迅猛，行业对专业人才的需求日益迫切。这对高职计算机软件专业既是机遇，也是挑战，因此教学模式的改革在人才培养上显得举足轻重。近年，美国等西方发达国家大学在计算机软件设计教学中开展了CDIO工程教育培养模式的改革，取得了令人瞩目的成果，许多方法值得借鉴。因此，引入该教育理念将对职教院校的计算机软件教育事业的发展起到积极的推动作用。

一、传统教学模式存在的主要问题

我们在前几年的程序设计类课程教学中采用传统的以教材为中心，按部就班地按知识点展开教学，先细致的讲解语言的语句、语法和算法，然后再指导学生做一些相关的练习。在实践中，我们发现，这种教学模式教学手段单一，是一种典型的填鸭式教学。它只注重浅表的知识传授，忽视了学生所学知识的串联；只注重语法和算法的讲解，忽视了学生的探究式能力的培养；实训操作功能单一，只是对相关程序代码进行验证型操作，忽视了行业相关技能的掌握。使得该课程变得枯燥乏味，学生的学习积极性普遍不高。课程结束后，学生除了掌握了一些基本的知识外，其编程水平和解决实际问题的能力没有得到相应的提高。

因此，我们在课程的教学过程中，必须进一步深化教学改革，更新观念，开拓思路，重视学生专业能力的培养。针对以上的问题，我们在教学中，引入CDIO工程教育理念，对教学模式进行改革，激发学生的学习兴趣，促进学生的自学能力和协作学习能力，以及探究能力的提高。

二、教学模式改革探索

（一）CDIO工程教育理念

CDIO工程教育理念是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO的含义是：构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以产品（系统）研发到产品（系统）运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[1]。

CDIO的理念不仅继承和发展了欧美二十多年来工程教育改革的理念，更重要的是系统地提出了具有可操作性的能力培养、全面实施以及检验测评的标准。国外院校的经验都表明，CDIO的理念和方法是先进的、可行的，按CDIO模式培养的学生深受社会与企业的欢迎。

（二）制定基于CDIO的培养大纲

CDIO注重理论与实践操作的相结合，强调三个层面能力的培养：专业基础知识、个人能力素质，以及团队合作与沟通能力（表1）。

表1 基于CDIO的培养大纲

（三）改革的主要思路

教师首先应该改变传统的观念，不仅要把自己作为知识的传授者，更要把授课方式转变为和学生友好协作，平等对话，合力互动，教学相长的过程。作为教师，要积极鼓励学生大胆的提出质疑，教师不要总想着如何把知识点讲完，解决学生的问题才是我们的教学目标。为了正确引导学生提出问题，我们可以把相关知识点以课前预习的形式布置给学生，让学生发现其中的疑点和难点，给他们留有一定的时间去思考解决，教师在授课的时候给以讲解和必要的内容补充。通过师生共同探讨完成整个教学过程，学生也就自然的成为了教学的主动参与者。在这个过程中，教师可以了解每个学生的基础，也可以从学生那里学到一些解决问题的思路和方法，并可以引入到后面的教学中。

（四）多种教学方法的运用

为了更好地调动学生的积极性，我们在课程教学中采用了多种教学方法，例如案例教学法、项目驱动法、讨论法等。

1.案例教学法。它是一种以案例为基础的教学法[2]，它与传统的教学方法不同，教师不仅仅只是承担传授知识的责任，还肩负着扮演设计者和激励者的角色，鼓励学生积极参与讨论。我们在教学过程中，根据教学大纲和培养目标的要求，把知识点以典型的案例方式展开，例如，我们在讲到对象这一内容时，设计了一个为学生建立入学档案的案例，要求每位学生的信息包括：学号、姓名、性别、身高、体重、毕业地区和入学总成绩。输入完所有信息后，还能显示出相同地区入学的学生，并按入学总成绩从高到低输出这些学生的信息。通过该案例的讲解，我们把学生引入到特定的事件情景中进行问题的分析和解决，使学生产生了学习兴趣，明确了学习的目标；同时，在学生掌握了相关知识点后，我们还会对案例做进一步的改造和拓宽，例如针对上述案例，我们又设计了一个如下案例：打印输出全班每位同学的信息，包括计算得到的总分和平均分，并显示出相同地区入学的学生各课成绩和总分最高的学生信息。要求学生的信息含有：学号、姓名、性别、毕业地区、三门功课成绩（语文、数学、英语）。我们让学生通过模仿和自主探究完成此案例，达到培养他们运用理论知识，编程解决实际问题能力的教学目标。图1展示了实施案例教学的过程。

图1 基于CDIO的案例教学活动的实施

2.项目驱动法。它主要针对企业技术应用需求，以项目开发为主导，以理论知识和项目用例讲解为前提，即学即用，在编程中消化吸收所学知识，在解决项目开发的实际问题中使所学技术达到熟练应用[3]。例如，我们围绕“班级管理系统”这个项目展开理论教学，通过改造拓宽实训案例，把每个知识点串联起来，使学生的综合运用能力得到提升，从而使各相关知识点融入到实训案例的代码编写中。在初期教学中，我们给学生设计的是单项技能编程训练，使学生掌握基本的语法和算法；在学完数组、函数、文件等章节后，我们对学生进行的是综合项目实例的开发编程，逐步地组建和完善“班级学生管理系统”的各项功能，添加功能操作菜单，增加添加新同学、查询学生信息、学生成绩排名、文件的保存和打印等模块。由于从学生接到项目到具体开发，直到最后的调试和，我们都遵循项目的进度来讲解，内容上循序渐进，而且在项目开发过程中又穿插了许多学习技巧和相关职业技能的培训，使得学生更能全面掌握语言开发方法。

3.讨论法。它是指学生在教师的指导下为解决某个问题而进行探讨、辨明是非真伪，以获取知识的方法[4]。它的优点是能更好地调动学生的主观能动性，利于培养学生的独立思考、口头表述和综合运用知识的能力。例如，我们在项目开发过程当中，就把全班学生分成几个小组进行集中讨论，最后各个小组派出代表，发表本小组成员对于项目的分析和解决办法。通过讨论可以扩展和深化学生对项目的理解程度，可以把他们的注意力引导到方案的合理解决上来。

（五）建立网络教学资源平台

利用建立的教学网络平台，为学生提供各种教学资源，包括教师制作的PPT课件、程序演示视频和实训案例，其中我们把实训案例分为“基础型案例”，用来让学生对学习过的相应理论课程进行回顾和提高；“提高型案例”，用来让学生掌握面向过程程序设计的整个流程以及结构化的编程思想；“综合设计型案例”，用来让学生们按照软件开发的流程，由小组独立完成。通过网络教学平台，我们可以延伸整个课堂教学，帮助学生进行更深入广泛的学习，也有利于他们养成课后自学的习惯，培养他们的自主学习能力。同时利用平台，学生可以将调试好的程序保存到服务器提交给教师，这种方式提高了作业的批改效率，为老师和学生带来了很大的方便。

（六）建立课程答疑和反馈体系

课程的答疑和反馈环节难于有效实施一直是困扰教师和学生的问题，我们在课程教学中通过积极探索，利用网络教学平台开发了类似于BBS的“答疑和反馈”模块，使学生直接能够利用论坛与老师同学进行交流，同时我们采用论坛的方式把一些典型的问题置顶突出显示，方便大家的讨论。“答疑和反馈”模块的应用将答疑和反馈的地点从教室扩展到了网络平台，将答疑和反馈的方式从口述式变成演示方式，提高了课堂时间利用效率，增强了答疑解惑效果。

（七）改革课程考核方式

我们按照“全国计算机等级考试二级”的考核要求，采用了技能考试的方式，考核由平时成绩10%、笔试40%和机试50%成绩组成。我们目前正在探索如何在考核当中增加项目程序评审和答辩的模块，以期对学生的综合知识运用能力和职业素养进行更准确的考核。

三、结论

高校人才培养模式的改革需要与时俱进[5]。通过教学改革，我们确立了坚持以程序设计开发为主，理论知识为辅，强调技能训练，注重编程能力的培养方针。我们不但对每个知识点引入了基本编程训练，还根据学习的进度增加了综合型的项目作业，要求学生运用软件工程的思想和方法进行设计制作。由于项目的安排是以小组进行的，使得学生的学习兴趣和参与感大大提高了，培养了他们的团队协作素养，并使得看似独立的各个知识点相互融汇在一起。通过项目的引入，学生摆脱了单纯枯燥的知识理论学习，课程通过率提高了2%―3%，编程能力得到了提高，为他们今后的学习和工作打下了坚实的基础。

参考文献：

[1]CRAWLEYEF.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].顾佩华，译.北京：高等教育出版社，2009.

[2]李竹林.基于CDIO教育理念的高校计算机专业课程教学改革探讨[J].教育与职业，2012（20）：127-128.

[3]黎振，杨慧.项目式教学中全过程立体式考核方式探索[J].天津职业技术师范大学学报，2012（1）：37-40.

[4]余丽红，徐存东.基于CDIO的C语言程序设计课程教学改革探究[J].中国科教创新导刊，2011（16）：151-152.

[5]谭菊华.大学生就业视野下高等教育人才培养模式改革探索[J].江西师范大学学报（哲学社会科学版），2014（2）：127-132.