基于CDIO工程教育理念的.NET程序设计课程教学实践

摘要：针对.NET程序设计课程实践性强的特点，借鉴CDIO工程教育理念，进行“.NET程序设计课程”教学改革实践。通过完善教学大纲及内容，采用多样化课堂教学，设计“多层式递进式”实验项目，实施基于CDIO的考核评价模式等一系列改革，激发学生主动学习兴趣，培养学生项目合作精神，提升学生实践能力和创新能力。

关键词：CDIO；教学模式；教学案例；项目驱动

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）12-0093-02

CDIO是由MIT等四所工程大学发起，23所大学参与的，基于工程技术领域人才培养探索改革，创立形成的教育理念[1，2]。随着WEB技术的发展，目前.NET程序设计课程在工科院校信息类专业普遍开课，承担着学生.NET项目开发工程实践能力的培养任务。为此，本文结合CDIO工程教学模式的理念，针对.NET课程教学中存在的具体问题，对.NET程序设计课程的教学大纲、教学内容及教学形式进行探索，探索在信息类专业教学过程中，如何从具体某一门课程的微观层面实施CDIO核心思想，探讨如何培养出适合社会需求的信息类创新型工程技术人才。

一、.NET程序设计教学现状及CDIO教学模式

.NET程序设计是一门能培养并提升学生综合工程能力的课程[3]，体现了理论教学与实践教学的有机结合。但目前存在学生实际项目开发能力普遍不足的现象，分析原因有以下几个方面：（1）知识点孤立，没有完整的课程体系设计。表现在没有统一的教材，教材基本以孤立的知识点设计例题及练习题。（2）实验设置不合理，学生软件项目开发能力培养不足。实验多是按照章节、知识点设计的一些突出编程语言特性的验证型实验。（3）没有反思环节，学生缺乏继续学习的动力和能力。针对上述问题，项目案例教学法[4]等新的教学方式也曾用于其课程教学中，并在学生项目开发经验和能力培养方面起到积极作用，但在工程认知、环境认知等方面依然存在不足。CDIO教学理念也有应用到.NET网络应用开发课程群教学设计中的[5]，但针对单独这门课上贯彻和实践CDIO教学理念还需要进一步探讨。为此，在.NET程序设计课程的教学过程中，引入CDIO教学理念进行教学改革实践。CDIO工程教育理念强调学生的实践能力、学习能力以及系统掌控能力的培养。其中，CDIO能力大纲包含4个方面的内容，如图1所示。

二、基于CDIO的.NET程序设计课程教学改革

（一）CDIO模式下教学内容设计

.NET平台支持多种应用项目的开发，所以.NET程序设计课程的教学内容繁多，结合课时要求，除去导论部分，将授课内容整理为面向对象程序设计、Windows应用程序设计、数据库访问技术、Web技术开发四大模块。每个模块都以原理、设计和应用为线索组织教学，并按照知识模块组织专题进行授课内容设计：（1）面向对象程序设计部分，涉及C#基本语法、类和对象、继承、多态、接口及其实现、委托和事件、异常处理等；（2）Windows应用程序设计部分涉及Windows项目开发流程、窗体、控件的使用；（3）数据库访问技术涉及体系结构、.NET Framework数据库提供程序、数据绑定技术；（4）Web技术开发涉及控件及内置对象、Web数据绑定技术、HTML和CSS样式等内容。通过这样设计教学内容，教师能从较高层次把握课程内容的地位和作用以分配不同的课时，学生容易理清不同应用项目开发所用技术的不同及之间的关系。

（二）“多层次递进式”项目设计

实验项目设计采用多层次、递进式方式。以学生为本，从简单到复杂、从单一到综合、从验证型到创新型，循序渐进地把教学内容和能力培养体现在项目中。将课程实验分为基础验证型、综合设计型和实践创新型三个层次，根据知识模块设计相应项目引导课程的教和学，并有侧重点地体现CDIO能力的培养，项目列表及对应CDIO能力培养如表1所示。

凝练优秀的教学型工程项目是基于CDIO项目学习模式成功的关键之一。因此表1中所列项目都是经过教学实践反复修改完善的。实践创新型实验与软件工程、数据库课程相结合，采用一个完整的项目做载体贯穿始终。这样设计实验，首先可以将知识和课程有机结合，有助于学生明确它们在解决复杂工程问题中的关联和作用；然后减少了课程之间衔接的重复、冗余；也减少了学生重复完成项目的工作量。在实践创新型项目的凝练过程中，充分考虑学生熟悉并感兴趣的项目，一类是校内项目，如网上选课系统，校园二手商品交易网站等，这样不仅能解决教师的实际需求，也能满足学生通过实际项目开发Web开发技能的培养；另一类是自主选择项目，可以提高学生项目的开发热情和兴趣。

（三）基于CDIO的教学实施

在具体教学过程中，按照知识模块为教学单位进行。32学时的理论授课和作业结合，并辅以小测试加强理论知识的巩固。每个模块的理论授课完毕完成对应的实验项目，共20学时，加入反思及答辩环节，最后进行期末考试。

理论教学采用多种教学方式。对绪论性内容、面向对象程序设计等有一定难度的理论知识，依然采用讲授教学方式；对Windows应用开发，采用启发式案例教学法，以Windows系统自带记事本为例，逐渐讲解各种控件的应用及开发流程；对Web技术开发，综合案例教学和任务驱动教学，对已经完成的“工程训练中心选课系统”的项目进行精练，作为授课案例，详细讲解需求分析过程，然后引导学生概要设计、详细设计，并以具体模块为例进行程序编码及调试运行。整个授课环节，板书和多媒体相结合，现场程序编写及调试，不仅帮助学生直观理解概念、原理和方法，也可以提高学生的兴趣，形成以教师为主导，学生为主体的教学模式。

实验教学不同层次实验区别实施。对验证型实验和综合设计型实验，每人单独完成，旨在通过实验使学生深入掌握基本知识、原理、编程的基本技巧，实验过程中老师及时解决学生所遇问题并掌握进展情况，每次实验课的最后半个小时，验收部分学生的实验以督促学生学习；并展示往届有代表性的实验报告和程序，规范学生实验报告的撰写，激励学生互相学习，共同进步。对实践创新型实验，学生4～6人为单位形成开发小组，一人任组长，进行角色划分。团队按照软件工程的开发步骤，进行需求分析、概要设计及详细设计和测试，撰写各个阶段的开发文档，要求团队共同参与项目答辩。各层次实验的考核都设有答辩和反思环节。反思不仅可以启发学生积极进行批判性思考来深化课程学习目标，而且也有助于学生进行深层次的学与问，引导学生主动学习的兴趣。

三、结语

本文结合CDIO的工程教学模式的理念对.NET程序设计课程的教学大纲、教学内容、试验项目等进行重新设计。在教学过程中，采用多种教学手段，并通过凝练典型工程项目将课程知识点关联起来，使之为载体贯彻始终，通过完成不同层次的实验项目，引导学生“做中学”，并以CDIO考核形式引入反思答辩环节。这样的教学改革，培养了学生项目开发的通用能力，使之能够处理解决一般工程项目整个生命周期产生的各种问题，符合工程技术型人才培养的目标。

参考文献：

[1]顾佩华，包能胜，康全礼，等.CDIO在中国（上）[J].高等工程教育研究，2012，（3）：24-40.

[2]顾佩华，包能胜，康全礼，等.CDIO在中国（下）[J].高等工程教育研究，2012，（5）：34-45.

[3]陈炜.CDIO工程教育模式与创业教育[J].江苏高教，2011，（5）：130-131.

[4]汤双权，刘阳京，程志宇.项目案例教学法在课程中的应用[J].电脑知识与技术，2013，9（27）：6160-6161.

[5]刘迎春，李亚声.基于CDIO标准的高职IT类.NET网络应用开发课程群教学设计[J].计算机教育，2014，（1）：96-100.