基于CDIO的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程的建設(shè)

劉 燁

(商丘職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 商丘 476000)

近年來(lái)，我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)發(fā)生了一系列變化，各類(lèi)與國(guó)際接軌的現(xiàn)代化企業(yè)需要大量具有創(chuàng)新實(shí)踐能力的人才，這要求高校對(duì)已有的高等教育教學(xué)模式進(jìn)行改革，從而培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的人才來(lái)適應(yīng)社會(huì)需求。從2000年起，國(guó)際上四所前沿的大學(xué)合作開(kāi)發(fā)了新型的教育模式，這種模式就稱(chēng)為CDIO工程教育模式。而CDIO的核心在于根據(jù)工程行業(yè)對(duì)學(xué)生知識(shí)，能力和素質(zhì)的要去，以工程設(shè)計(jì)為向?qū)?，以?xiàng)目訓(xùn)練為載體，來(lái)重新設(shè)置課程和教學(xué)模式。大多數(shù)的高校的計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)都開(kāi)設(shè)了 C，VB，ASP，NET，PHP，Java等的一些程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程。但長(zhǎng)期以來(lái)，程序類(lèi)設(shè)計(jì)課程教學(xué)強(qiáng)調(diào)的是語(yǔ)法知識(shí)，省市設(shè)計(jì)，編碼以及團(tuán)隊(duì)類(lèi)協(xié)作能力的培養(yǎng)，忽視了我們最需要的工程經(jīng)驗(yàn)的積累。程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程都是實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境是其中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果不僅影響到學(xué)生對(duì)與程序設(shè)計(jì)思想及方法的理解和掌握，也影響到了學(xué)生對(duì)后續(xù)課程學(xué)習(xí)的動(dòng)力和信心。因此，急需對(duì)老一套程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的新方案。而CDIO就完整的詮釋了什么才是真正的程序設(shè)計(jì)課程。想要改變老的教學(xué)方案，首先要找出舊的教學(xué)在環(huán)節(jié)中存在的問(wèn)題，因此我們的CDIO建設(shè)的第一個(gè)環(huán)節(jié)應(yīng)該是找出教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題。

1 實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題

對(duì)于程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)而言，傳統(tǒng)的教學(xué)模式中主要存在以下幾點(diǎn)問(wèn)題：首先，沒(méi)有把實(shí)驗(yàn)教學(xué)和理論教學(xué)放到同等重要的位置，在制定課程計(jì)劃時(shí)，上機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)所占比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于理論教學(xué)。另外授課在多媒體教室，而實(shí)驗(yàn)是在機(jī)房進(jìn)行，這樣就導(dǎo)致了教學(xué)課程的一份為二，不能很好的結(jié)合到一塊。其次，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容大多都是來(lái)源于教材中的實(shí)例，而不是來(lái)源與現(xiàn)實(shí)中的市場(chǎng)，因而導(dǎo)致實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容與生產(chǎn)實(shí)際相脫節(jié)的情況。這種情況導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)目的性不強(qiáng)，學(xué)生不能達(dá)到學(xué)以致用的效果，甚至學(xué)生會(huì)對(duì)本門(mén)課程產(chǎn)生懷疑的態(tài)度以致厭倦。再次，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)較多，能有效提高學(xué)生素質(zhì)的綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)很少，并且實(shí)驗(yàn)的形式過(guò)于單一。而且在實(shí)驗(yàn)做完后，往往有學(xué)生拷貝源碼成word形式，直接交到FIT中，忽視了實(shí)驗(yàn)報(bào)告的撰寫(xiě)。最后，傳統(tǒng)的考試采取單一的筆試考試，考試的內(nèi)容偏重于知識(shí)性，記憶性的題目，并沒(méi)有真正達(dá)到考核學(xué)生實(shí)踐技能的目的。由于一直是以個(gè)體學(xué)生為主，導(dǎo)致學(xué)生忽視了最重要的團(tuán)隊(duì)精神的養(yǎng)成。

由于以往程序設(shè)計(jì)課程類(lèi)教學(xué)存在著諸多問(wèn)題，而CDIO又是當(dāng)下解決程序設(shè)計(jì)課程類(lèi)的最佳方案，那么什么是CDIO工程教育？CDIO教學(xué)模式有哪些好處，如何對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程實(shí)行CDIO模式將成為當(dāng)下最重要的問(wèn)題。

2 CDIO工程教育

CDIO的定義是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改良乃至終結(jié)廢棄的生命全過(guò)程?？梢杂盟膫€(gè)詞來(lái)解釋?zhuān)簶?gòu)思，設(shè)計(jì)，實(shí)施，運(yùn)行。CDIO工程教育的理念就是要以這個(gè)全過(guò)程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，其能力不僅包括學(xué)科知識(shí)，而且包括學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)交流能力和在企業(yè)和社會(huì)環(huán)境下的構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行能力。

3 CDIO教學(xué)模式的好處

要想知道CDIO教學(xué)模式有哪些好處，首先得了解工科類(lèi)學(xué)生所需的品質(zhì)，只有這樣學(xué)校才能根據(jù)所需來(lái)培養(yǎng)學(xué)生。工科類(lèi)學(xué)生所需的品質(zhì)主要有以下幾點(diǎn)：①基礎(chǔ)知識(shí)的理解；②設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的理解；③具有多學(xué)科系統(tǒng)觀點(diǎn)；④具有很強(qiáng)的交流能力；⑤具有高的道德標(biāo)準(zhǔn)。這五點(diǎn)是我們工科生在離開(kāi)學(xué)校后所必需的品質(zhì)。那么學(xué)校應(yīng)當(dāng)如何來(lái)培養(yǎng)學(xué)生呢？那么我認(rèn)為老師應(yīng)當(dāng)本著以下幾點(diǎn)來(lái)培養(yǎng)學(xué)生：①讓學(xué)生理解如何去構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行；②給學(xué)生創(chuàng)造復(fù)雜、高附加值的工程系統(tǒng)；③創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生置身于現(xiàn)在團(tuán)隊(duì)協(xié)作的工程環(huán)境中去。

其實(shí)大部分學(xué)生的由學(xué)習(xí)以及到社會(huì)的學(xué)習(xí)，都是從具體到抽象的，例如：從操作物件到理解理論的概念。大多數(shù)剛踏進(jìn)大學(xué)的學(xué)生普遍缺乏建造和修理的經(jīng)驗(yàn)(動(dòng)手能力)，而設(shè)計(jì)—實(shí)驗(yàn)活動(dòng)及其他形式的體驗(yàn)式學(xué)習(xí)為學(xué)生建立認(rèn)知框架，學(xué)生需要具有這種認(rèn)知框架才能對(duì)基本理論有更深的理解。而CDIO這樣的學(xué)習(xí)方式對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)品、過(guò)程和系統(tǒng)的構(gòu)建能力和對(duì)加深技術(shù)知識(shí)的理解具有雙重的作用。CDIO工程教育的特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：①教育是基于明確的、經(jīng)利益相關(guān)者確認(rèn)的專(zhuān)業(yè)目標(biāo)和學(xué)習(xí)效果目標(biāo)；②學(xué)習(xí)效果目標(biāo)通過(guò)一系列的一體化的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，讓學(xué)生體驗(yàn)真正的工程師在職業(yè)生涯所經(jīng)歷的問(wèn)題；③精心設(shè)計(jì)的一體化學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)?zāi)墚a(chǎn)生雙重影響，既能提高學(xué)生的能力又能加深基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

4 對(duì)計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)課程施行CDIO模式

要施行CDIO模式首先要有明確的大綱，而施行CDIO模式需要以下四個(gè)層面的大綱：①構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)行；②復(fù)雜的工程系統(tǒng)：③基于工程環(huán)境的現(xiàn)代團(tuán)隊(duì)；④有成熟思維的個(gè)體。基于四個(gè)基本大綱，設(shè)計(jì)一套計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程教學(xué)與實(shí)驗(yàn)案例實(shí)施方案，對(duì)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程進(jìn)行改進(jìn)探索，程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程基本硬包括：課堂教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)、課程設(shè)計(jì)、開(kāi)放實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等多個(gè)環(huán)節(jié)。并且課堂教學(xué)、課程實(shí)驗(yàn)。課程設(shè)計(jì)一般應(yīng)在低年級(jí)開(kāi)設(shè)，對(duì)于高年級(jí)學(xué)生以實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目為主，這樣有利于為學(xué)生更好的踏入社會(huì)做鋪墊。而時(shí)間上的跨度為案例設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)、改進(jìn)的延續(xù)性提供了條件。而課堂教學(xué)中應(yīng)以2~3個(gè)案例同時(shí)開(kāi)展，這樣便于學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)理解與掌握相關(guān)知識(shí)，同時(shí)確定出學(xué)生的喜愛(ài)方向。以C++程序設(shè)計(jì)為例，在案例的設(shè)計(jì)與編碼過(guò)程中要穿插講解面向?qū)ο蟮幕驹?、C++語(yǔ)言的語(yǔ)法規(guī)則與編程規(guī)范，并以提綱的方式引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)相關(guān)的規(guī)則與規(guī)范。

5 結(jié)語(yǔ)

實(shí)踐終將證明，基于CDIO的計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程建設(shè)的效果是顯著的，這樣導(dǎo)致的明顯表現(xiàn)是：學(xué)生的課堂上的積極性明顯提高，以及表現(xiàn)在課后主動(dòng)和老師交流問(wèn)題、積極申報(bào)和程序設(shè)計(jì)相關(guān)的科技創(chuàng)新項(xiàng)目、科技推廣項(xiàng)目等，今后計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類(lèi)的課程終將以CDIO的教學(xué)模式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的填鴨式的教學(xué)模式。

[1]和微.CDIO模式在“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程中的運(yùn)用[J].計(jì)算機(jī)教育，2009，(30)

[2]葉冬芬.計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的研究[J].計(jì)算機(jī)教育，2010，(11)

[3]曹瑩瑩.基于CDIO的程序設(shè)計(jì)類(lèi)課程案例的設(shè)計(jì)與實(shí)施[J].計(jì)算機(jī)教育，2011，(20).