基于CDIO 的C 語言教學(xué)改革

陳 芳 王 旭

（電子科技大學(xué)成都學(xué)院，四川 成都 611731）

0 引言

《C 語言程序設(shè)計(jì)》是通信、電子信息、電氣等專業(yè)的基礎(chǔ)課程，對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生而言，本課程的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)的方法、具備程序測(cè)試、調(diào)試能力，為后續(xù)的《單片機(jī)》等課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)解決專業(yè)領(lǐng)域?qū)嶋H問題的能力。以往《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程是課堂理論教學(xué)，疏忽了對(duì)學(xué)生應(yīng)用能力和工程能力的培養(yǎng)，主要側(cè)重于講述基本概念和語法?！禖 語言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革以CDIO 工程教育理念為指導(dǎo)，對(duì)獨(dú)立院校非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的課程教育提出了新的要求和挑戰(zhàn)，把《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程重點(diǎn)放到培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用能力上。

1 CDIO 工程教育模式

CDIO 工程教育理念中C 代表構(gòu)思(Conceive)、D 代表設(shè)計(jì)(Design)、I 代表執(zhí)行(Implement)、O 代表運(yùn)作(Operate)。CDIO 表述一種工程教育模式，從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的過程中，讓學(xué)生把理論知識(shí)和實(shí)踐動(dòng)手兩者有效銜接在一起。其中構(gòu)思，以工程實(shí)踐為目的，首先讓學(xué)生掌握基礎(chǔ)專業(yè)知識(shí)，用以確定以后的發(fā)展方向；設(shè)計(jì)，以解決某一具體的問題為目的，通過產(chǎn)品設(shè)計(jì)、規(guī)劃、研發(fā)，然后得以實(shí)現(xiàn)；執(zhí)行，該環(huán)節(jié)實(shí)施一體化的課程實(shí)踐教學(xué)，主要考驗(yàn)學(xué)生應(yīng)用掌握的理論知識(shí)來進(jìn)行實(shí)踐操作；運(yùn)作，學(xué)生必須了解產(chǎn)品應(yīng)用的各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)能為市場(chǎng)提供服務(wù)[1-3]。CDIO 工程教育理念，注重培養(yǎng)學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)能力、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工程系統(tǒng)能力。

2 電子工程系《C 語言程序設(shè)計(jì)》往屆教學(xué)情況

我系電子信息、電氣、機(jī)械專業(yè)，《C 語言程序設(shè)計(jì)》在大一上學(xué)期開展，集中在教室進(jìn)行理論教育。我院為培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對(duì)于大一新生不允許帶電腦到學(xué)校，杜絕沉迷游戲荒廢基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)的情況。但是，造成學(xué)生無法在課后練習(xí)C 語言編碼，區(qū)分各種語法的差別，驗(yàn)證代碼正確性，C 語言學(xué)習(xí)效果不理想。進(jìn)入大二學(xué)習(xí)《單片機(jī)》課程時(shí)，由于先修課程基礎(chǔ)不牢固，用C 語言進(jìn)行編程困難。先修課程沒有為后續(xù)課程起到很好的輔助作用。通過對(duì)往屆學(xué)生的調(diào)查，學(xué)生反映了《C 語言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)的問題。教學(xué)過程中過于注重語法細(xì)節(jié)，強(qiáng)調(diào)語法知識(shí)，為配合知識(shí)點(diǎn)的講解，引入的案例都是以輔助講解語法規(guī)則為目的，學(xué)生學(xué)習(xí)起來既覺得抽象又覺得無法引起興趣。學(xué)生覺得難以接受，學(xué)習(xí)缺乏動(dòng)力，導(dǎo)致課堂氣氛沉悶，學(xué)生缺少學(xué)習(xí)興趣，造成學(xué)習(xí)效果不理想，更不可能真正理解程序設(shè)計(jì)的精華所在?！禖語言程序設(shè)計(jì)》課程沿用傳統(tǒng)的教學(xué)模式，易疏忽于對(duì)學(xué)生程序設(shè)計(jì)能力、程序代碼編寫能力以及團(tuán)隊(duì)共同合作能力的培養(yǎng)。如果不注重積累工程經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生不具備工程能力與動(dòng)手能力，造成所學(xué)與實(shí)際所需相脫節(jié)。《C 語言程序設(shè)計(jì)》改革當(dāng)務(wù)之急是如何借鑒先進(jìn)的教育理念和方法，改變師生之間角色，讓學(xué)生成為課堂的主角，教師成為課堂的觀眾，從而激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)積極性。

3 基于CDIO 的《C 語言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)改革

3.1 調(diào)整課程設(shè)置，注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力

根據(jù)CDIO 工程教學(xué)理念，以培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、工程能力為目的。在大一上學(xué)期和下學(xué)期分別開設(shè)C 語言程序設(shè)計(jì)和C 程序?qū)嵱?xùn)課程?！禖 語言程序設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中注重“抓大放小”?！胺判　保痪心嘤谡Z法要素的細(xì)枝末節(jié)，避免學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)容易產(chǎn)生厭學(xué)；“抓大”，側(cè)重循環(huán)、數(shù)組、指針、自定義函數(shù)等知識(shí)點(diǎn)的講解，讓學(xué)生掌握并熟練應(yīng)用這些知識(shí)點(diǎn)。對(duì)于非計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生，在算法上不做過高要求，只要求會(huì)靈活應(yīng)用現(xiàn)成算法解決問題。因此在教學(xué)過程中注重基礎(chǔ)知識(shí)的講授，通過引入具有代表性的案例，讓學(xué)生仿照這些案例的思想來解決類似的問題，讓學(xué)生從學(xué)習(xí)過程中獲得成就感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。后續(xù)的C 程序?qū)嵱?xùn)課程，通過單項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)和綜合項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的方式，加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手編制較大規(guī)模程序的能力。培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生工程動(dòng)手能力，積累工程經(jīng)驗(yàn)和編程經(jīng)驗(yàn)，奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，無論是后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)還是將來的工作，學(xué)生都將顯現(xiàn)較好的分析問題和解決問題的能力。

3.2 結(jié)合多種教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量

3.2.1 “做中學(xué)”

“做中學(xué)”是CDIO 的核心思想之一，該思想的主要目的是激發(fā)大家的學(xué)習(xí)興趣。為較好獲得“做中學(xué)”的效果，把學(xué)生學(xué)習(xí)地點(diǎn)從教室轉(zhuǎn)換到實(shí)驗(yàn)室機(jī)房，讓學(xué)生邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐。在《C 語言程序設(shè)計(jì)》教學(xué)中使用課堂案例和實(shí)驗(yàn)案例，二者功能不同。課堂案例主要用于教師課堂講授，讓學(xué)生模仿編程進(jìn)行驗(yàn)證；實(shí)驗(yàn)案例主要用于小項(xiàng)目編程調(diào)試。實(shí)驗(yàn)案例是讓學(xué)生獨(dú)立編寫程序、調(diào)試程序，并敘述編程思路。程序設(shè)計(jì)的結(jié)果有助于增強(qiáng)學(xué)生的成就感，激發(fā)學(xué)生程序設(shè)計(jì)的熱情。

3.2.2 開展項(xiàng)目教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力

CDIO 另一個(gè)核心思想是“基于項(xiàng)目的教學(xué)”?！绊?xiàng)目教學(xué)法”，主要通過實(shí)現(xiàn)一個(gè)完整的項(xiàng)目，讓學(xué)生明白，項(xiàng)目任務(wù)如何分配，如何協(xié)作完成，明白個(gè)人力量和團(tuán)隊(duì)的力量。這一教學(xué)活動(dòng)目的是把理論知識(shí)學(xué)習(xí)與實(shí)踐動(dòng)手教學(xué)有效結(jié)合在一起，最大程度挖掘?qū)W生的創(chuàng)造能力，讓具備學(xué)生分析并解決實(shí)際問題的能力。在C 語言程序設(shè)計(jì)和C程序綜合實(shí)訓(xùn)課程的教學(xué)過程中實(shí)施“項(xiàng)目教學(xué)”的理念，我們把項(xiàng)目教學(xué)分為小項(xiàng)目教學(xué)和綜合項(xiàng)目教學(xué)。在C 語言程序設(shè)計(jì)教學(xué)中實(shí)施小項(xiàng)目教學(xué)。所謂小項(xiàng)目教學(xué)就是教師把一個(gè)具體的管理系統(tǒng)拆分為幾個(gè)模塊，讓學(xué)生針對(duì)這些模塊展開討論和設(shè)計(jì)，然后整合這些功能模塊，最后老師按照完成情況給予學(xué)生。通過小項(xiàng)目將教學(xué)，讓學(xué)生懂得如何編寫和調(diào)試程序。在C 程序綜合設(shè)計(jì)教學(xué)中實(shí)施綜合項(xiàng)目教學(xué)。在綜合項(xiàng)目教學(xué)中，老師提供若干個(gè)項(xiàng)目題目以供小組選擇。學(xué)生由2-3 人組成一個(gè)項(xiàng)目小組，各自明確分工，小組完成程序設(shè)計(jì)、代碼編寫、代碼調(diào)試、歸納形成小論文和制作PPT 參加答辯，最后由老師根據(jù)各個(gè)環(huán)節(jié)完成情況給出成績(jī)。通過小項(xiàng)目教學(xué)和綜合項(xiàng)目教學(xué)，不僅培養(yǎng)了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐調(diào)試能力，而且逐步培養(yǎng)學(xué)生項(xiàng)目設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)能力，項(xiàng)目結(jié)題時(shí)的表述、演示能力。希望通過這種學(xué)習(xí)方式，使學(xué)生有更多的主動(dòng)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。

3.2.3 借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)

利用學(xué)院網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂平臺(tái)，發(fā)布教學(xué)案例，便于學(xué)生在課堂驗(yàn)證程序，掌握語法知識(shí)；同時(shí)，每節(jié)課學(xué)生往網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂上傳課堂練習(xí)程序，便于老師督促學(xué)生在課堂認(rèn)真學(xué)習(xí)。由于課堂時(shí)間有限，另外在網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂布置實(shí)驗(yàn)案例，讓學(xué)生在課后完成，并提交到網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂便于老師檢查。把學(xué)生編寫得較好的程序，公布在網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂，不僅是對(duì)學(xué)習(xí)較好同學(xué)的肯定，更是對(duì)其他同學(xué)的激勵(lì)，激發(fā)他們學(xué)習(xí)《C 語言程序設(shè)計(jì)》的信心和決心。借助網(wǎng)絡(luò)學(xué)堂的討論區(qū)，老師和學(xué)生、學(xué)生和學(xué)生可以在網(wǎng)上開展問題討論，學(xué)習(xí)不再局限于有限的課堂時(shí)間。

4 結(jié)束語

CDIO 教育模式是理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)造能力，培養(yǎng)學(xué)生用發(fā)散型思維來思考問題并且解決問題，是一種卓有成效的教學(xué)方法。我們?cè)凇禖 語言程序設(shè)計(jì)》理論教學(xué)和程序綜合實(shí)訓(xùn)中引入CDIO 教學(xué)思想，通過案例和項(xiàng)目教學(xué)，讓學(xué)生在“做中學(xué)，學(xué)中做”；通過項(xiàng)目教學(xué)，整個(gè)教學(xué)充滿挑戰(zhàn)，進(jìn)一步提強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，具有了一定程度的項(xiàng)目開發(fā)、調(diào)試能力。

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［2］劉榮佩，史慶南，陳揚(yáng)建.CDIO 工程教育模式[J].中國冶金教育，2011(5):9-11.

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