CDIO视野下案例驱动的文科类VB教学研究

摘要:VB程序设计在文科类学生中通常难以取得较好的教学效果。作为一种新型的工程教育框架,CDIO可有效指导文科类的VB课程教学。本文首先介绍CDIO的理念与标准,然后探讨CDIO视野下案例驱动的文科类VB课程教学方式,最后介绍深圳大学VB课程的教学实践和取得的成果。

关键词:CDIO;案例驱动;VB程序设计

Visual Basic是一种语法简单、易学易用的程序设计语言,Visual Basic程序设计被广大高等院校选作文科类的计算机基础课程。针对文科类学生,如何提高VB课程的教学效果,一直是广大计算机教育工作者普遍关注的问题[1]。特别是近年来,高校招生人数急剧增加,各授课班级的选课人数也明显增多,使VB课程的教学效果不甚理想。以深圳大学为例,近三年来,各文科类VB授课班级的平均选课人数均超过135人,且呈逐年增多的趋势。在此背景下,“以讲授为中心”、“以教材为中心”的教学方式已不能适应时代的发展,必须引入新型的教学理念和教学方式,切实激发文科类学生的学习兴趣,提高教学质量。

作为高等工程教育的一种新型框架[2],CDIO以先进的工程教育理念、优良的实践可操作性、全面系统的课程体系、普遍适应的人才培养模式,赢得了众多高等工程院系的关注和青睐[3-4]。VB程序设计是一门工程类课程,很适合采用CDIO的教育理念和评价标准开展教学。为适应文科类VB课程教学改革的发展需要,激发学生的学习兴趣,本文以CDIO工程教育理念和评价标准为指导[5-6],探讨CDIO视野下案例驱动[7]的文科类VB课程教学方式,并介绍深圳大学VB课程的教学改革实践和取得的成果。

1CDIO的理念与标准

CDIO是以美国麻省理工学院为首的全球几十所著名大学倡导的现代工程教育框架,即构思(Conceive)、设计(Design)、实施(Implement)、运作(Operate)的缩写。“构思”指明确客户的需求,考虑技术、企业战略和制度等因素,不断改进概念、技术和商业计划;“设计”指制定开发的产品系统所需的各种计划、图纸和算法;“实施”指把设计转变为产品的过程,包括硬件制造、软件编程、测试、检查和验证;“运行”指对产品系统的维护、优化和淘汰等。

CDIO基于经验学习模式,植根于建构主义和认知发展理论,以产品研发到产品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。其核心理念是充分利用大学学科齐全、学习资料丰富的条件,尽可能接近工程实际,以涉及技术、经济、企业和社会的团队综合设计型大项目为主要载体,结合专业核心课程的教学,使学生在CDIO全过程中不断学习,在理论知识、个人素质,发展能力、协作能力和集社会、历史、科技于一体的大系统适应与调控能力等四方面得到全面训练。表1是指导和检验CDIO实施方向和质量的评价标准。

上述12条标准是对实施CDIO工程教育模式的指引和评价系统,中心思想是利用这些标准引导工程教育的利益相关者,依据不同社会环境中的可用资源满足工程教育的需要。其中,第1、2、3、5、7、9、11条标准是CDIO评价标准的核心,也是CDIO教育模式与其他教育改革模式的本质区别,另外5条标准则是对CDIO模式的进一步补充和丰富。

CDIO教育大纲以综合能力、素质的培养为目标,强调知识与能力的关联,而不以某一工程领域或项目中涉及的具体知识为导向,是一种通识教育。就某一门具体课程的教学而言,CDIO强调以学生为中心,要求教师以各种方式激发学生的学习兴趣,引导主动、综合型的学习,使学生通过“做中学”的方式全面、系统地掌握知识点的内涵和关联,在学会具体知识的同时切实提高应用技能。

2CDIO视野下案例驱动的VB教学研究

作为工程类课程,VB程序设计是完全可以采用CDIO的教学理念和模式的。但CDIO只是一个产品导向的教育指导原则,对运作的细节并没有硬性规范。在实施过程中,需要根据实际情况和面向对象采取灵活有效的机制。作为文科类计算机基础课程,VB程序设计的教学对象均是初次接触程序设计语言的大一学生,而各授课班级人数又较多,照搬CDIO所列出的“以团队综合设计型大项目为主要载体”的思想并不合适。

在教学实践中,我们发现文科类学生普遍善于接受感性类的知识,不习惯严格的抽象逻辑教学方式。而文科类学生教学的主要目标是“依托VB语言,让学生了解计算机程序的基本逻辑结构、工作原理和运行方式,使学生熟悉计算机解决问题的方式,培养学生的计算机语言思维方式和能力”,而不在于具体语言细节的纠缠。

案例教学直观生动,符合学生特点,容易激发学生的学习兴趣,与 CDIO 一样符合构建主义学习理论,且案例规模可大可小,在教学上具有良好的可操作性。为此,我们采用案例驱动的方式研究并实践CDIO视野下文科类学生的VB程序设计课程教学。

具体而言,CDIO视野下案例驱动的文科类VB程序设计课程教学需要考虑以下问题:

首先,从CDIO标准1出发,在教学之初给学生介绍CDIO和案例教学的理念、模式与优势,使学生充分认识并理解新教学方式与传统“以教师为中心”、“以教材为中心”教学方式的区别,让学生从心理上乐意接受并能在后续学习过程中主动参与以CDIO为导向的案例教学方式。

其次,CDIO标准3和4要求一体化的课程设置,并设计良好的概论课程。这就要求教师备课时既要精心、系统准备和选择重点突出、内容连贯、难度适中、类型多样的教学案例,从而弥补“以教材为中心”的不足,又能使整个VB课程的教学内容一体化、系统化;又要以简单、典型、有趣的案例入门,吸引学生的学习兴趣,使学生轻松了解VB程序设计的相关概念和运行方式等,高效完成CDIO标准4所要求的“工程概论”课程讲授任务。

再次,CDIO标准 9 和 10 要求教师有较高的CDIO 教学能力。这不仅要求教师善于准备合适的VB教学案例,而且能围绕案例教学的整个过程设计高效、合理的教学流程,包括案例的布置、分析、讲评、实现、测试、改进等。具体教学过程中,教师要围绕典型的教学案例,采用精讲多练、以点带面的方式,让学生理解和掌握VB程序设计的精髓,而不拘泥于VB的语法细节。同时,在案例教学过程中,教师要能灵活地引导学生从纵、横两个方面扩展教学案例,使学生主动学习,积累综合型的学习经验,达到CDIO标准7和8的要求。

此外,CDIO强调“做中学”。在教学过程中,要充分重视实验课程的教学。教师一方面要为学生的上机实验提供充分的场地和设备保证,另一方面要引导学生实现和扩展教学案例,还要加强对实验过程的管理,让学生充分体验设计―制作的过程与经验,这也是CDIO标准5和6的要求。

最后,CDIO视野下案例驱动的VB课程教学围绕学生对案例的掌握和实现情况进行学生学业评价。为此,教师应该设计合理的评价标准和模式,使之既适合VB课程的特点,又满足CDIO标准11的要求。

以上即为CDIO视野下案例驱动的文科类VB程序设计课程教学需考虑的主要因素。值得注意的是,采用纯粹的案例教学也存在不足。例如,学生可能完全不具备必要的基础知识,难于将不同章节的知识点进行有机的关联等。这就要求教师在实际教学过程中不能以一个极端取代另一个极端,而必须将案例教学与讲授教学有机结合,达到最佳的教学效果。