基于CDIO的JAVA程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革探索與實(shí)踐

鄧 飛

（懷化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 懷化 418000）

CDIO工程教育模式是近年來(lái)由美國(guó)麻省理工學(xué)院、瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)、瑞典皇家技術(shù)學(xué)院4所工程大學(xué)發(fā)起，全球23所大學(xué)參與，合作開(kāi)發(fā)的一個(gè)國(guó)際工程教育合作項(xiàng)目，它建立了一個(gè)新型的工程教育模式，所代表的構(gòu)思 (Conceive)、設(shè)計(jì) （Design）、實(shí)施（Implement）、運(yùn)行（Operate)四個(gè)環(huán)節(jié)是企業(yè)在真實(shí)社會(huì)環(huán)境中的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)流程。這種模式能讓學(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[1]。CDIO模式與傳統(tǒng)的以傳授知識(shí)為主的教學(xué)模式相比，更強(qiáng)調(diào)知識(shí)的運(yùn)用和個(gè)人能力的培養(yǎng)。它要求我們?cè)诮虒W(xué)中，既要注重基礎(chǔ)知識(shí)的傳授，又要注重創(chuàng)新、設(shè)計(jì)和知識(shí)的綜合應(yīng)用；既要強(qiáng)調(diào)個(gè)人專業(yè)能力的培養(yǎng)，又要提倡團(tuán)隊(duì)合作精神的培養(yǎng)，這種模式涵蓋了工程教育理念、培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系、教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)條件、師資標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)生考核方式、專業(yè)評(píng)估等方面，需要學(xué)校、社會(huì)和產(chǎn)業(yè)密切合作，需要學(xué)校各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)部門積極配合，需要方案設(shè)計(jì)、實(shí)施、評(píng)估等一系列的具體環(huán)節(jié)，是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程[2]，這種教育模式的顯著特征是以工程項(xiàng)目為教學(xué)目標(biāo)[3]，能開(kāi)拓學(xué)生的創(chuàng)新精神，全面提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，讓學(xué)生掌握扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，從而滿足社會(huì)對(duì)工程技術(shù)人才的需求。

一、高職院校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)的現(xiàn)狀與存在的問(wèn)題

JAVA語(yǔ)言因?yàn)槠渚哂泻?jiǎn)單、可移植性好、安全性高、并發(fā)性等優(yōu)勢(shì)而成為廣泛使用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，從小程序如桌面級(jí)應(yīng)用開(kāi)發(fā)和手機(jī)終端應(yīng)用，大程序如企業(yè)級(jí)應(yīng)用，JAVA無(wú)處不在。JAVA程序設(shè)計(jì)課程作為計(jì)算機(jī)或相關(guān)專業(yè)的必修課，不但有較強(qiáng)的理論性，更有很強(qiáng)的實(shí)踐性，很多高職院校都開(kāi)設(shè)了JAVA程序設(shè)計(jì)課程，也在教學(xué)方法上進(jìn)行了很多教學(xué)改革。然而學(xué)生在學(xué)習(xí)完JAVA課程以后，雖然學(xué)生編程能力有所提高，但總覺(jué)得沒(méi)有獲得專業(yè)方向上的強(qiáng)化，編程能力和市場(chǎng)需求還存在很大的差距。幾年來(lái)，為了提高學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力，我們課題組教師采取了基于工作過(guò)程的項(xiàng)目教學(xué)法，進(jìn)行考核方式的改革，取得了一定的成效，但還是存在一些問(wèn)題：

（1）程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)內(nèi)容主要以講授語(yǔ)法概念為主，內(nèi)容比較抽象枯燥，難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。再加上當(dāng)前高職學(xué)生學(xué)習(xí)能力較差，基礎(chǔ)不好，對(duì)程序設(shè)計(jì)類課程有一種天生的畏難情緒，學(xué)習(xí)熱情不高。

（2）教師在教學(xué)中采用的案例只是針對(duì)某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，案例的選取與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，案例與案例之間缺乏一種有機(jī)的聯(lián)系，實(shí)例不實(shí)，講解內(nèi)容糾結(jié)于語(yǔ)法之中，學(xué)生學(xué)習(xí)完后只見(jiàn)樹(shù)木，不見(jiàn)森林，不能有效培養(yǎng)學(xué)生的整體系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力。譬如在JAVA中花費(fèi)大量時(shí)間講述的AWT和Swing技術(shù)，目前很少有軟件企業(yè)使用進(jìn)行界面開(kāi)發(fā)。這就造成學(xué)生學(xué)習(xí)的知識(shí)和市場(chǎng)需求脫節(jié)，學(xué)無(wú)以用。

（3）教師在教學(xué)工作中教學(xué)形式比較單一呆板，忽視對(duì)錯(cuò)誤程序的分析與講解，直接講結(jié)論，不講發(fā)現(xiàn)結(jié)論的過(guò)程，沒(méi)有引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)創(chuàng)新。在具體的教學(xué)環(huán)節(jié)上，老師講授的多，學(xué)生思考的少，沒(méi)有有意識(shí)地去鍛煉學(xué)生獨(dú)立自主開(kāi)發(fā)應(yīng)用的能力，忽視了團(tuán)隊(duì)合作能力。

（4）考核方式主要還是以傳統(tǒng)的筆試方式為主，以語(yǔ)法規(guī)則為主要考核內(nèi)容，即使是上機(jī)考試也只是編程類題目，不能對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力、整體系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力進(jìn)行客觀有效地評(píng)價(jià)。

二、基于CDIO的程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革措施

實(shí)施JAVA課程的CDIO教學(xué)模式，首先要根據(jù)用人企業(yè)對(duì)人才的具體需求，本著“必需、夠用”的原則，針對(duì)高職學(xué)生的特點(diǎn)，分析出高職學(xué)生應(yīng)該具有的專業(yè)核心能力，提出合理的、可操作的教學(xué)目標(biāo)。其次根據(jù)目標(biāo)，構(gòu)建可操作的教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力，專業(yè)能力通過(guò)一系列的目標(biāo)途徑進(jìn)行有針對(duì)性的培養(yǎng)和訓(xùn)練。

（一）重新定位Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)

傳統(tǒng)的Java程序設(shè)計(jì)課程對(duì)教學(xué)目標(biāo)的確認(rèn)，主要從Java語(yǔ)法、規(guī)則的掌握和編程來(lái)衡量[4]。但用人企業(yè)對(duì)軟件人才的需求，除了編程能力以外，還需要具備良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、溝通能力、職業(yè)素養(yǎng)等。因此，我們重新定位了Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)。如表1所示。

表1 Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)目標(biāo)

（二）基于工作過(guò)程的案例教學(xué)法的教學(xué)組織

當(dāng)前高職學(xué)生的素質(zhì)不斷下降，學(xué)習(xí)能力普遍較低，對(duì)程序設(shè)計(jì)課程有畏難情緒，因此我們?cè)贘ava程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)過(guò)程中，必須循序漸進(jìn)，降低學(xué)生入門的門檻，讓他們?cè)趯W(xué)習(xí)過(guò)程中覺(jué)得目標(biāo)并非遙不可及，慢慢感受到學(xué)習(xí)的興趣，否則有可能一開(kāi)始就挫傷學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。我們課題組在教學(xué)過(guò)程中，從經(jīng)典的小程序入手，首先向?qū)W生展示Java程序經(jīng)典案例，告訴學(xué)生Java程序能做什么，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，然后將整個(gè)教學(xué)過(guò)程分為幾個(gè)經(jīng)典案例，案例涵蓋了Java課程的大部分的教學(xué)內(nèi)容。如表2所示。這樣做克服了單純的說(shuō)教式和填鴨式教學(xué)方式的不足，讓教學(xué)內(nèi)容變得直觀。對(duì)于很多不常用的功能，如很多教程重點(diǎn)介紹的AWT和Swing進(jìn)行界面設(shè)計(jì)等部分，直接在NetBeans平臺(tái)中進(jìn)行，不再進(jìn)行復(fù)雜枯燥的程序代碼理論講解，不僅節(jié)約了時(shí)間，還避免了學(xué)生學(xué)無(wú)以用的尷尬。

表2 Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程中的案例設(shè)計(jì)

（三）考核方式靈活，力求客觀公正評(píng)價(jià)學(xué)生能力

Java程序設(shè)計(jì)課程是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程，對(duì)學(xué)生的考核我們力求減少對(duì)記憶內(nèi)容的考核，增加對(duì)應(yīng)用能力的考核，以項(xiàng)目考核為主。項(xiàng)目考核內(nèi)容包括平時(shí)考勤、軟件開(kāi)發(fā)工具使用熟練程度、程序結(jié)構(gòu)和語(yǔ)義、程序設(shè)計(jì)過(guò)程是否規(guī)范、項(xiàng)目答辯、溝通表達(dá)能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力等。這種考核方式對(duì)教師和學(xué)生都提出了更高的要求。對(duì)教師來(lái)說(shuō)，要求教師在日常教學(xué)過(guò)程中定期檢查學(xué)生完成情況；對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，要階段性地接受教師檢查，完成每個(gè)階段的任務(wù)，從而杜絕學(xué)生考前臨時(shí)抱佛腳的念頭。

三、結(jié)束語(yǔ)

課題組在實(shí)施了基于CDIO理念的Java程序設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革后，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和自信心大大增強(qiáng)，學(xué)習(xí)氛圍越來(lái)越好，學(xué)習(xí)主動(dòng)性不斷增強(qiáng)，學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)課程的態(tài)度由要我學(xué)變成了我要學(xué)，80%以上的應(yīng)屆畢業(yè)生實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的一次性就業(yè)?，F(xiàn)在學(xué)生充分利用課余時(shí)間，在教師指導(dǎo)下，積極參加各項(xiàng)學(xué)科競(jìng)賽和教師科研課題，不斷提高自身素質(zhì)。自2011年以來(lái)，課題組教師立項(xiàng)省級(jí)以上教研教改課題5項(xiàng)，學(xué)生在省級(jí)以上學(xué)科競(jìng)賽獲得獎(jiǎng)項(xiàng)十余個(gè)?？梢?jiàn)，面對(duì)生源素質(zhì)不斷下降的情況，我們必須不斷探索新的教學(xué)方法，掌握新的教育理念，不斷進(jìn)行課程改革，才能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，不斷提高人才培養(yǎng)水平。

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