結合ＣＤＩＯ教育理念與案例教學進行教學探索與實踐

摘要：本文介紹了我院以CDIO教育理念為指導，使用案例教學方法在“安全電子支付與電子貨幣”課程中進行的探索與實踐。實踐證明這樣的教學改革確實能夠收到良好的教學效果。

關鍵詞：CDIO；案例教學；工程教育；安全電子支付與電子貨幣

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

1引言

CDIO作為一種新的工程教育理念，主張以產(chǎn)品研發(fā)的CDIO全過程，即構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)和運作(Operate)為載體，培養(yǎng)學生在四個層面的能力(見表1)。

CDIO認為學生在工程教育中既要掌握專業(yè)基礎知識，又要掌握集社會、科技、經(jīng)濟、人文為一體的大系統(tǒng)的適應與調控能力，培養(yǎng)出來的學生是具備終生學習和團隊交流能力，有專業(yè)技能和工程能力、有社會意識和企業(yè)家敏銳性的工程師，將來能夠在工作的工程團隊中發(fā)揮作用，生產(chǎn)出社會需要的產(chǎn)品和系統(tǒng)，這些正是我們對軟件高級人才提出的要求。

對照軟件高級人才的要求以及目前我們的不足與缺陷，我們意識到必須對我們目前的教育理念和培養(yǎng)方法進行改革，因此我院選定了體現(xiàn)當今工程教育共識的CDIO教育理念作為指導思想，開始進行基于CDIO的國際化、工程化軟件人才培養(yǎng)創(chuàng)新實驗區(qū)的建設，力爭從人才培養(yǎng)方案、課程設置、實踐教學、院企合作、師資培養(yǎng)與使用、管理與運行機制等方面進行全面改革，促進人才培養(yǎng)與社會和產(chǎn)業(yè)的結合，為社會和經(jīng)濟發(fā)展服務，培養(yǎng)出符合社會和企業(yè)需要的軟件高級人才。

按照學院建設基于CDIO的國際化、工程化軟件人才培養(yǎng)創(chuàng)新實驗區(qū)的建設目標，作者在信息安全專業(yè)的一門專業(yè)選修課“安全電子支付與電子貨幣”中以CDIO教育理念為指導，并配合使用案例教學方法進行了一些新的教學探索與實踐。

2教學探索與實踐

“安全電子支付與電子貨幣”涉及金融、安全、工程、技術以及法律等各個方面的知識，是一門專業(yè)性、實用性和實踐性極強的課程。針對信息安全人才的培養(yǎng)目標，本門課程的教學內容力爭反映本領域最新的科學技術成就，以兩個基礎，一個提升圍繞一個中心展開教學。兩個基礎分別是金融領域相關知識和與之密切相關的安全知識與技術；一個提升是各種安全電子支付系統(tǒng)真實案例的研究和分析；一個中心是在對案例進行研究和分析的基礎上進行集金融、安全、工程、技術以及法律為一體的安全電子支付大系統(tǒng)的構思－設計－實施－運作實踐，最終目標是通過本門課程的教學增強學生的四大能力。

在具體的教學過程中，我們讓學生帶著解決工程問題的追求進行課程學習，以個人能力(自主、創(chuàng)新)、人際交流、協(xié)同工作能力培養(yǎng)為目標，著重培養(yǎng)學生的信息素質(收集和分析信息資料的能力)，分析和解決實際工程問題的能力，以科學的專業(yè)內容為載體，以案例教學為手段，實現(xiàn)學生專業(yè)技能與工程能力的培養(yǎng)。

“安全電子支付與電子貨幣”的案例以金融項目和電子支付協(xié)議、系統(tǒng)為主，例如基于電子支票的電子支付案例包括FSTC的電子支票項目、NetBill協(xié)議和NetCheque系統(tǒng)；基于銀行卡的電子支付案例包括First Virtual系統(tǒng)、IBM的iKP協(xié)議、SSL協(xié)議和SET系統(tǒng)等。課程的教學過程始終都圍繞著這些案例展開教學，按照CDIO的教育理念，我們對案例進行分類和整理，將案例分為三類：課堂討論案例、課外研究分析案例和實踐案例。

(1) 課堂討論案例

課堂討論案例注重專業(yè)知識的掌握和啟發(fā)性，案例內容必須以金融領域的概念知識為基礎，因此教學過程以教師為主導。整個教學過程由如下五個步驟組成。

第一步：教師在課前需要按照教學目的，結合案例內容列出相關金融概念和案例要點，特別是要準備兩類問題。一類是幫助教師了解學生是否掌握金融概念以及是否掌握安全技術基礎的問題，另外一類是在案例討論中需要重點討論的問題，例如案例的優(yōu)勢、存在的問題、適應的具體應用環(huán)境和改進建議等。

第二步：教師在課堂上對案例進行詳細講解，在講解過程中不斷對學生進行金融概念以及安全技術基礎問題的提問。這些問題不僅可以幫助教師了解學生的掌握情況還可以促使學生在聽課的過程中進行思考，為后面的案例討論做準備。

第三步：案例講解完畢，學生組成小組，在小組內部圍繞案例的問題進行討論，討論完后小組成員達成一致，形成整個小組的基本觀點，整個討論結果要求記錄下來，在課后提交給教師。

第四步：由小組派出代表陳述本小組的基本觀點，如果其他小組持有不同的觀點可以提出來討論，教師在整個討論過程中既要注意以學生為中心又要適當進行引導，調動學生討論的積極性。

第五步：討論完畢由教師進行總結，如果有學生不同意教師的總結，則繼續(xù)討論，直到所有學生同意教師的總結，則案例教學完畢，教師根據(jù)課堂討論的情況和學生提交的討論記錄給學生記錄成績，作為今后學生總評成績的一部分。

FSTC的電子支票項目是一個典型的課堂討論案例，因為這個案例對電子支票支付系統(tǒng)的體系結構、支票格式、支付系統(tǒng)模型、支付系統(tǒng)功能等進行了全面的定義。學生對支票的內容，支票的使用以及一些支票的相關概念都不了解，這些金融基礎知識就需要教師給學生們進行講解。而且由于本課程采用雙語教學，學生還可以學到一些英文專業(yè)名詞，為今后的研究打好基礎。在課堂討論過程中，教師可以組織學生根據(jù)FSTC對電子支票支付系統(tǒng)的多個實現(xiàn)模式進行討論，討論每一種模式各自的優(yōu)缺點、所適合的應用環(huán)境、存在的問題、改進建議以及實現(xiàn)考慮等。在討論過程中學生可以充分展示自己的創(chuàng)新思維，而且通過討論可以形成實踐的前期準備基礎，討論的結果對于學生和教師都非常有啟發(fā)性。

通過課堂討論案例的教學，可以達到三個目的：一個是讓學生掌握相關安全技術基礎知識，了解金融領域、銀行及相應的商業(yè)和社會環(huán)境；另外一個是培養(yǎng)學生解決問題、進行工程分析和掌控系統(tǒng)整體性的能力；最后是培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力，提高學生溝通表達能力，激發(fā)學生的創(chuàng)造力，幫助學生挖掘自己的優(yōu)勢。

(2) 課外研究分析案例

課外研究分析案例是教師為學生準備的可以完全由學生自主學習并研究分析的案例。學生在學習課外研究分析案例之前已經(jīng)具備所需要的所有基礎知識。與課堂討論案例相比，課外研究分析案例的內容要更為詳細和復雜，需要學生以自組團隊的形式進行研究、分析和討論，整個教學過程以學生為主導，由如下四個步驟組成。

第一步：由教師提供案例的所有相關材料，同時附帶一些引導性質的問題供學生討論。

第二步：學生以自組團隊的形式自主安排時間和地點進行案例的學習、研究、分析和討論，在學習過程中形成的成果需要記錄下來到課堂上提交給教師。

第三步：在課堂上，各個小組以分享的形式向其他小組進行學習成果的介紹，介紹完后其他同學可以進行提問或給予建議，展開討論。

第四步：討論完畢，教師根據(jù)學生提交的研究成果和課堂討論的情況給學生記錄成績，作為今后學生總評成績的一部分。

NetBill協(xié)議是一個非常適合課外研究分析的案例，因為NetBill協(xié)議規(guī)定了整個交易過程的詳細步驟和傳送數(shù)據(jù)的具體內容。如果在課堂上由教師講授，效果會非常不好，而且在學習這個案例之前學生已經(jīng)具備電子支票相關基礎知識，完全可以由學生以團隊的形式展開研究。另外，學生可以在研究分析過程中自己提出問題，同時參考教師給出引導性問題，例如NetBill發(fā)展是否有局限性？作為小額支付系統(tǒng)NetBill的消息內容是否過于復雜等。學生根據(jù)已經(jīng)具備的技術基礎考慮具體實現(xiàn)的細節(jié)，形成自己的改進實現(xiàn)方案，在課堂上進行討論。

通過課外研究分析案例的教學，我們也可以達到三個目的：一個是培養(yǎng)學生自主學習研究的能力；另外一個是培養(yǎng)學生根據(jù)外部社會環(huán)境及商業(yè)金融環(huán)境進行工程分析和解決問題的能力；最后是培養(yǎng)學生團隊協(xié)作能力，提高學生溝通表達能力和書面表達能力，激發(fā)學生的創(chuàng)造力，幫助學生挖掘自己的優(yōu)勢。

(3) 實踐案例

實踐案例是由學生以團隊的形式自主從前兩類案例中挑選出適合小組進行實踐的案例。通過對前兩類案例的學習積累，學生已經(jīng)具備了基礎知識，已經(jīng)了解了案例的外部適用環(huán)境。通過小組討論和課堂討論已經(jīng)完成了整個系統(tǒng)的初步構思和設計，而且團隊已經(jīng)形成，已經(jīng)準備好進行工程實踐了。整個實踐案例的教學過程以學生為主導，教師充當指導教師和系統(tǒng)用戶兩種角色，當學生在實踐過程中遇到問題和困難的時候，教師給予指導。在學生實現(xiàn)系統(tǒng)的過程中，教師還作為系統(tǒng)用戶給學生提出一些實際的要求，讓實現(xiàn)的系統(tǒng)更為友好而且易于使用。在學生完成系統(tǒng)后，教師根據(jù)學生完成的系統(tǒng)情況以及系統(tǒng)的報告文檔給學生記錄成績。

通過實踐案例教學，一方面可以讓學生反思原來在進行案例學習過程中所做出的各種結論是否合理，更重要的是可以鍛煉學生的個人技能，讓學生在整個系統(tǒng)的構思－設計－實施－運作過程中發(fā)揮自己的作用，進行有效的工程實踐。

最終，本門課程對學生的學習評估是針對學生不同的能力用不同的方式來進行考核，專業(yè)基礎知識部分用試卷進行考核，而CDIO相關的能力則用系統(tǒng)、記錄、報告、課堂表現(xiàn)等形式進行考核。

3總結

通過在“安全電子支付與電子貨幣”課程中進行的探索與實踐證明，CDIO教育理念的指導作用是可行的。在教學中采用案例教學法可以很好的完成課程的教學目的，而且可以有效的貫徹CDIO的教育理念，提升學生的四大能力。為了保證教學的確達到教學目的，整個教學的實施過程中我們不斷的加強學習反饋，通過廣泛評估與評價不斷對教學過程進行改進。另外，我們還總結出對教師的三個必要要求：第一個要求是要保持案例的時代特征，就不能停止案例的收集工作；另外一個要求是教師需要參加到社會實踐中，保持與產(chǎn)業(yè)界的合作；最后一個要求是針對不同的學生，教師在課堂討論過程中的引導和啟發(fā)方式需要不斷改變，以保證學生的積極性和課堂討論的效果。

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