高校計算機教學中CDIO工程教育模式的應用

魏 堯

(武進開放大學，江蘇 常州 213149)

高校計算機教學中CDIO工程教育模式的應用

魏 堯

(武進開放大學，江蘇 常州 213149)

當前高校的計算機教學當中，還存在過度重視理論教學而忽視實踐教學、強調(diào)個體的能力而忽略團隊的建設、注重具體知識的積累而忽略創(chuàng)新能力的培養(yǎng)等問題。引進CDIO工程教育模式的教學理念，對高校計算機專業(yè)的教學進行改革，可以克服上述弊端，提高辦學質(zhì)量。文章敘述了CDIO工程教育模式在高校計算機教學中的應用。

高校；計算機；CDIO；工程教育模式

我國自改革開放之后，經(jīng)濟持續(xù)高速發(fā)展，企業(yè)規(guī)模也不斷增長，企業(yè)之間的競爭變得更加激烈，在這樣的背景之下，企業(yè)逐漸認識到人才對于企業(yè)發(fā)展的重要性。這就要求高校適應新形勢，不斷培養(yǎng)與企業(yè)要求要求適應的高素質(zhì)人才。但是目前許多院校并沒有較為明確的辦學定位，從而使得培養(yǎng)出的人才并不符合企業(yè)的要求[1]。具體到大學的計算機教學當中，教學內(nèi)容、教學大綱與最初的教學目標之間存在著較大的差異，這也直接影響到了高校的教學質(zhì)量，無法培養(yǎng)出適合社會發(fā)展的技能型人才。筆者認為現(xiàn)階段的高校計算機教學應該以就業(yè)為導向，不斷促進學生與未來的工作崗位零距離的接觸，不斷創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。根據(jù)CDIO工程教育模式，采用學段制、在“做中學”的案例培養(yǎng)方法，已經(jīng)取得了令人矚目的成績[2]。

一、CDIO工程教育模式簡介

CDIO工程教育模式誕生于美國麻省理工學院，是由該校教授愛德華等人在2004年所創(chuàng)立的。CDIO是四個英文單詞首字母的縮寫，即Conceive(構(gòu)思)、Design(設計)、Implement(實現(xiàn))、Operate(運作)。在CDIO工程教育模式當中學生可以全過程積極主動的學習相關的工程技術，從而使得學生的工程技術基礎能力、個人能力、團隊合作能力以及工程系統(tǒng)能力都得到明顯的提升。2011年愛德華等人因為CDIO教育模式獲得了“戈登獎”。我國關于CDIO工程教育模式的研究起始于2008年，當時國家有關部門組織了許多高校與專家學者對CDIO工程教育模式進行了研究，并取得了一定的成果。在CDIO工程教育模式當中，主張采用任務教學法以及案例教學法，從而使得學生的基礎工程技術能力得到提高，而在學生掌握了必要的基礎工程技術之后，則采用以項目為單位的學段教學，從而使得學生的實踐能力、創(chuàng)新能力以及團隊合作能力都得到明顯的提升。本文將針對CDIO工程教育模式在高校計算機課程的教育改革當中的運用進行介紹與分析[3]。

二、CDIO 工程教育模塊化課程體系

當前階段高校的畢業(yè)生畢業(yè)之后很大一部分都將走上生產(chǎn)建設崗位，成為一線的工程技術人員，這也是現(xiàn)階段高校的主要教學目標。針對該教學目標，當前階段高校的計算機課程的體系構(gòu)建必須要以此為依據(jù)，在進行基礎理論的教學時應該以實際應用為主要目的，以夠用為理論教學的合理界限。CDIO工程教育模式強調(diào)了學生解決實際問題的能力，實踐性教學占有很大的比例[4]。

首先需要將計算機專業(yè)的所有課程分為基礎課程、專業(yè)課程以及崗位課程三個部分。當前階段高校的計算機專業(yè)大部分都是采用4年制的學制，可以按照課程體系將整個學制分為不同的階段，在前兩年當中讓學生進行基礎課程的學習，基礎課程不僅包括公共基礎課，同時還包括一部分專業(yè)基礎課，在這一階段學生的主要任務是掌握相關的理論知識。學生在進入到大三的時候開始第二階段的學習，在該階段的學習過程當中，可以根據(jù)學生的興趣愛好與實際情況打破原有的班級設置，按照專業(yè)方向的不同重新組建新的班級，例如，可以分為軟件技術班、硬件技術班以及網(wǎng)絡技術班等。在該階段的學習當中學生的主要任務是學習對應的專業(yè)技術與知識。大四上學期需要進行崗位課程的學習，該階段的學習可以被分為兩個不同的階段，第一階段是學生在教師的帶領之下，直接參與到具體的項目當中，學習具體的實踐知識，提高動手能力；之后學生可以進行頂崗實習，直接進入到企業(yè)當中進行學習[5]。

三、基于崗位群的CDIO課程體系的實施

(一)實行模塊化教學

在現(xiàn)階段的高校教學體系中，基礎課程的種類多、難度大，而這些課程當中許多課程對提高學生的專業(yè)能力并沒有太大的影響，采用模塊化教學可以避免學生在這些基礎課程當中浪費大量的時間與精力。在模塊化教學的教育體系當中，傳統(tǒng)教育模式當中不同課程之間彼此封閉的狀況被打破，學生可以根據(jù)職業(yè)需求對教學內(nèi)容進行選擇，從而使得學生的專業(yè)基礎能力得到有效的提高。而學生在完成基礎課程之后，還可以重新選擇方向，這種分方向的培養(yǎng)模式對提高學生學習的積極性具有非常重要的意義[6]。

在專業(yè)模塊的教學中需要采用學段制進行教學，在該學段當中，教師首先通過對案例的精細講述向?qū)W生傳輸相關的知識，在講解完畢之后，則立即進行真實的項目實踐。首先，將所有的學生按照自愿原則分成不同的項目組，不同項目組再通過自愿原則選出組長，在項目組的人員架構(gòu)明確之后，整個小組的成員在組長的帶領下選擇項目組的選題與構(gòu)思，在進行一系列的項目分工計劃，最后所有成員推進項目的進行，在項目的實施過程當中，項目組內(nèi)的所有成員應該共同進行討論同時進行必要的檢查[7]。在項目結(jié)束之后，學生還需要對項目運行過程當中所存在的問題進行總結(jié)與歸納，并編制對應的項目報告，這不僅對提高學生的文字表達能力具有較高的意義，同時對于系統(tǒng)性的培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力也具有非常重要的意義。在這種完整的CDIO產(chǎn)品開發(fā)周期當中，教師通過案例教育與任務型教學可以在很大程度上提高學生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，同時也提高了學生的團隊合作能力。

(二)教學過程注重實踐環(huán)節(jié)

在這種新的教學體系當中，實踐性教學占據(jù)了一定的內(nèi)容，同時也開辟了單獨的實踐教學模塊，在教學內(nèi)容的安排上是采用理論教學與實踐教學相結(jié)合的方式進行的，通過這種方式所培養(yǎng)出來的學生不僅具有一定的理論知識，同時也具有較強的動手實踐能力。對學生的實踐能力進行培養(yǎng)，重點是提高學生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，具有極強的崗位針對性。例如在進行C語言的教學過程當中，不僅在大一第一學期就開設了C語言課程，同時在后期的學習當中也需要進行C語言的學習，這種方式必然使得學生在進行專業(yè)課理論知識學習的過程當中，是帶著實踐中所發(fā)現(xiàn)的問題去進行相關的學習的，這種學習方式下學生往往具有較強的積極性。實踐經(jīng)驗也表明，在高校的計算機教學當中，采用理論課程與實踐課程相結(jié)合的方式具有很大的可行性，同時這種結(jié)合對于學生專業(yè)能力的提高來說也是非常必要的[8]。

(三)改革畢業(yè)設計，通過綜合實訓培養(yǎng)學生的工程技術能力

畢業(yè)設計是教學內(nèi)容當中非常重要的一個組成部分，也是理論教學與實際相結(jié)合的重點內(nèi)容，這對提高學生的實際工程技術能力與創(chuàng)新能力都有著非常重要的意義[9]。在CDIO工程教育模式當中，高校計算機專業(yè)的學生進行課程設計的時間也是大四的最后一個學期，對于畢業(yè)設計的選題是面向全校師生進行公開征集，同時學生可以自主選擇課題與指導教師，由教師和學生組成一個項目組，經(jīng)過 CDIO構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運作這一完整的產(chǎn)品研發(fā)的生命周期，讓學生在“做中學”。畢業(yè)設計完成之后，對所有學生的設計作品進行評比與展示，選出優(yōu)秀畢業(yè)設計，并做出畢業(yè)設計集。通過這種方式大部分學生的畢業(yè)設計都達到了較高的水平。

(四)采用多樣化的考核方式

隨著教育改革的不斷深入，在本文的課程體系當中，為了培養(yǎng)應用型人才，同時也為了提高學生的專業(yè)技術水平，對學生的考核已經(jīng)不僅僅是從考試成績上對學生進行考核，而是通過對學生的實驗報告與設計等對學生進行評價。同時考核方式也呈現(xiàn)出明顯的多樣化特點，例如，考核的指標包括：學生的合作能力、組織管理能力、語言表達能力等。這些內(nèi)容很難通過考試的方式展現(xiàn)出來，但是這些能力對于學生走向工作崗位之后的發(fā)展則具有非常重要的意義。對學生這些無法通過考試展現(xiàn)出來的能力進行考核也是現(xiàn)階段需要研究的重點內(nèi)容[10]。

四、結(jié)語

隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對應用型人才的需要不斷增長，這就對我國高校的教學提出了更高的要求。在高校的計算機教學當中，由于傳統(tǒng)的教學模式不利于學生實踐能力的提高，必須要進行一定的改革。因正是基于這樣的背景，筆者介紹了CDIO工程教育模式在計算機教學當中的應用，在該教學體系當中，需要采用學段制進行教學，同時加強了模塊化教學、項目式教學與案例教學在計算機教學當中的應用。筆者相信如果高校計算機教育能夠按照這種思路進行改革，則必然能夠提高教學質(zhì)量。

[1]王改霞.CDIO理念在高職院校《計算機應用基礎》課程教學中的應用研究[D].陜西師范大學,2013.

[2]張英.基于CDIO理念我國機械設計制造及其自動化專業(yè)本科課程體系研究[D].浙江大學,2014.

[3]韓雁,馮興杰,梁志星,張婧.CDIO工程教育模式下的教學效果分析[J].中國民航大學學報,2012,04:38-41.

[4]江敏,劉立軍.基于“TRIZ-CDIO”的計算機基礎課程教學改革研究[J].電腦知識與技術,2012,35:8435-8437+8477.

[5]石端銀,張曉鵬,李文宇,張秋杰,張傳芳.MPE-CDIO理念的數(shù)學實驗課程教學改革[J].實驗室研究與探索,2015,02:185-187+194.

[6]謝愛娟,陶宇煒,羅士平,周國平,曹劍瑜.基于CDIO理念下的高校實踐教學體系的構(gòu)建[J].常州大學學報(社會科學版),2015,03:118-121.

[7]鄭晉,王勇.TOPCARES-CDIO培養(yǎng)模式下教學質(zhì)量保障體系研究[J].遼寧師范大學學報(自然科學版),2013,02:195-199.

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[9]朱正偉,趙慧慧,王其紅.CDIO在高校實驗教學可持續(xù)發(fā)展中的應用探索[J].實驗室研究與探索,2011,11:131-134+146.

[10]張婧,韓雁,梁志星.基于CDIO項目式教學的教師能力培養(yǎng)[J].重慶理工大學學報(社會科學版),2013,11:115-119.

責任編輯：游 濤

2016-09-25

魏堯(1981-)，男，江蘇常州人，武進開放大學講師，研究方向為計算機網(wǎng)絡技術、操作系統(tǒng)、軟件應用等。

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1009-1890(2016)04-0083-03