基于CDIO理論面向?qū)I(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)模式的改革與實(shí)踐

楊 永，劉金月，王躍萍(東北石油大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318)

基于CDIO理論面向?qū)I(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)模式的改革與實(shí)踐

楊 永，劉金月，王躍萍(東北石油大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)學(xué)院，黑龍江 大慶 163318)

在CDIO工程教育理念的指導(dǎo)下，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)，基于基礎(chǔ)課教學(xué)服務(wù)于專業(yè)人才培養(yǎng)的思想，尊重專業(yè)差異，面向?qū)I(yè)特色，提出了基于CDIO面向?qū)I(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)模式。采取項(xiàng)目學(xué)習(xí)以及“做中學(xué)”的方式，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用計(jì)算機(jī)解決專業(yè)領(lǐng)域問題的能力，同時(shí)可以提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、合作交流和創(chuàng)新能力。

CDIO；計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)；教學(xué)；創(chuàng)新能力

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是高等學(xué)?；A(chǔ)教學(xué)的重要組成部分，目前計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)一般是采用統(tǒng)一的授課模式、統(tǒng)一的學(xué)時(shí)，沒有和專業(yè)相聯(lián)系，即使有聯(lián)系也僅僅按照專業(yè)的不同設(shè)置了不同的課程，沒有針對(duì)該專業(yè)設(shè)置具體教學(xué)方式。為此，筆者基于基礎(chǔ)課教學(xué)服務(wù)于專業(yè)人才培養(yǎng)的思想，尊重專業(yè)差異、面向?qū)I(yè)特色，提出了基于CDIO面向?qū)I(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)模式。

1 CDIO理論

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，2000年起源于歐美著名大學(xué)，2007年開始在中國推廣，國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)都表明CDIO的理念和方法是先進(jìn)可行的，“做中學(xué)”的方式符合建構(gòu)主義的學(xué)習(xí)理論[1-2]。CDIO理論模式分為構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)現(xiàn)(Implement)和運(yùn)作(Operate)4個(gè)環(huán)節(jié)[3-4]，在其工程教育理念的指導(dǎo)下，以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力為目標(biāo)。

2 改革內(nèi)容

2.1以育人為本，針對(duì)專業(yè)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容

通過對(duì)各專業(yè)的調(diào)研，根據(jù)各專業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)和能力的需求，改革統(tǒng)一的授課模式，按專業(yè)需求調(diào)整教學(xué)內(nèi)容。例如，在大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程中提供多媒體、網(wǎng)頁制作和數(shù)據(jù)庫等的選擇內(nèi)容；在高級(jí)語言課中，針對(duì)不同專業(yè)設(shè)置不同的案例進(jìn)行教學(xué)。

2.2以理論為基，精選課堂教學(xué)討論案例

針對(duì)授課專業(yè)設(shè)計(jì)課堂討論案例。案例內(nèi)容以課程的基礎(chǔ)知識(shí)為核心，解決專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問題。例如，計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用課程的案例教學(xué)過程包括提出案例、講解案例、分組討論、小組陳述、教師總結(jié)等5個(gè)步驟。在討論過程中不僅可以澄清基本概念，還可以表現(xiàn)學(xué)生的創(chuàng)新思維，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生解決問題和分析問題的能力，提高學(xué)生表達(dá)能力，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力和創(chuàng)新意識(shí)，幫助學(xué)生挖掘自己的優(yōu)勢。

2.3以實(shí)踐為重，結(jié)合專業(yè)設(shè)置實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目

將實(shí)驗(yàn)分為基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)、綜合性實(shí)驗(yàn)和專業(yè)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)踐環(huán)節(jié)中，學(xué)生可以結(jié)合專業(yè)特色以及自己的興趣，自愿組合項(xiàng)目小組，要求每組5～6人，自主選擇實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目，在計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用課程中，可以將程序設(shè)計(jì)、Office、數(shù)據(jù)庫和專業(yè)背景等相結(jié)合，不局限于某門課程的限制。項(xiàng)目小組在整個(gè)項(xiàng)目的構(gòu)思-設(shè)計(jì)-實(shí)施-運(yùn)作過程中，邊做邊學(xué)。學(xué)生完成項(xiàng)目不是在學(xué)習(xí)某一門課程，而是在學(xué)習(xí)如何解決實(shí)際問題，這一過程會(huì)讓學(xué)生在個(gè)人成長方面有很多收益，完成項(xiàng)目的成就感大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，取得了很好的教學(xué)效果。

2.4以創(chuàng)新為魂，改革教學(xué)方法和考核方式

CDIO主張以產(chǎn)品的從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程，培養(yǎng)學(xué)生在4個(gè)層面的能力。采取“以教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)方式，將項(xiàng)目的完成情況納入到課程考核成績中，制定科學(xué)的評(píng)價(jià)方式保護(hù)學(xué)生的創(chuàng)新和主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情。

2.5優(yōu)化教師隊(duì)伍，提高教師工程實(shí)踐能力

由于基礎(chǔ)教師只是各自學(xué)科和專業(yè)領(lǐng)域的專家，但在商業(yè)和工業(yè)環(huán)境中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)卻相對(duì)有限。因此，將教師送到企業(yè)中去培訓(xùn)，獲取實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，達(dá)到對(duì)企業(yè)的研究需求有更深入的了解，進(jìn)而能夠更好的對(duì)學(xué)生進(jìn)行培養(yǎng)，培養(yǎng)出企業(yè)需要的人才。

3 改革成效

在經(jīng)過幾年的基于CDIO理論改革探索中，有效地提高了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)質(zhì)量：在2010年黑龍江省非計(jì)算機(jī)專業(yè)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試中，東北石油大學(xué)2009級(jí)學(xué)生取得一次通過率88.11%的好成績，比2008級(jí)的通過率(74.91%)提高了13.12%；非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生在首屆全校程序設(shè)計(jì)大賽中也取得了優(yōu)異成績，并代表學(xué)校參加了省和國家程序設(shè)計(jì)大賽，取得了多項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)；鍛煉了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的師資隊(duì)伍，2010年計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲批黑龍江省教學(xué)團(tuán)隊(duì)。

[1]郭皎，鄢沛，應(yīng)宏，等.基于CDIO的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2011(2)：155-157.

[2]顧學(xué)雍. 聯(lián)結(jié)理論與實(shí)踐的CDIO——清華大學(xué)創(chuàng)新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究,2009(1)：11-23.

[3]李瑞芳,吳雅娟,王莉利. 基于CDIO的《綜合應(yīng)用》課程教學(xué)改革探討[J]. 長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2010，7(1) ：338-339.

[4]左遠(yuǎn)志,蔣潤花,楊小平. 以創(chuàng)新設(shè)計(jì)為導(dǎo)向的CDIO工程教育培養(yǎng)模式[J]. 東莞理工學(xué)院學(xué)報(bào), 2010(3) ：118-122.

[編輯] 洪云飛

N4

A

1673-1409(2012)05-N179-02

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.060

2012-02-15

黑龍江省高等教育學(xué)會(huì)“十二五”教育科學(xué)研究規(guī)劃課題(HGJXHC110178)。

楊永(1976-)男，1999年大學(xué)畢業(yè)，碩士，副教授，現(xiàn)主要從事計(jì)算機(jī)圖像處理與人工智能方面的教學(xué)與研究工作。