基于CDIO改革地方本科院校學(xué)生程序設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式

費(fèi)雄偉 何建新 曾敏

摘 要：為了提升地方本科院校學(xué)生程序設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力，通過分析目前存在的問題，針對(duì)性地提出了基于CDIO（Conceive，Design，Implement，and Operation）的培養(yǎng)新模式，并從項(xiàng)目展示、項(xiàng)目分解、開放指導(dǎo)和項(xiàng)目創(chuàng)新等四個(gè)方面闡述了該模式。實(shí)踐證明，通過該模式，學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力得到了增強(qiáng)，受到了用人單位的好評(píng)。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；CDIO；創(chuàng)新能力；地方本科院校

隨著我國高等教育的蓬勃發(fā)展，高等教育的規(guī)模已經(jīng)達(dá)到全球最大，但教學(xué)質(zhì)量還不夠強(qiáng)，表現(xiàn)為學(xué)生的創(chuàng)新能力跟高等教育發(fā)達(dá)國家相比還存在著差距。隨著國家對(duì)教育投入的不斷增加和對(duì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的格外重視，我國的高等教育正從大轉(zhuǎn)為強(qiáng)。地方本科院校以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為己任，對(duì)學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)有著更為迫切的需求。作為引領(lǐng)科技發(fā)展前沿的信息技術(shù)類專業(yè)，一方面有著很大的發(fā)展前途，另一方面也承擔(dān)著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的挑戰(zhàn)和重任。因此，本文通過對(duì)培養(yǎng)地方本科院校學(xué)生的程序設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力的分析和研究，提出了針對(duì)性的培養(yǎng)模式和方案。

1 問題分析

目前，地方本科院校程序設(shè)計(jì)課程的教學(xué)存在著比較大的不足，主要表現(xiàn)為：

1）單純重視語言教學(xué)。程序設(shè)計(jì)固然需要利用計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行代碼編寫，但如果停留在語言層面，學(xué)生難以產(chǎn)生濃厚的興趣。

2）缺乏有效的訓(xùn)練學(xué)生的方法。程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一般采取的是小型計(jì)算題，學(xué)生解決后沒有足夠的成就感。

3）缺乏相應(yīng)的檢驗(yàn)手段。有些學(xué)校還是采取卷面考試的方式進(jìn)行教學(xué)考核，難以體現(xiàn)學(xué)生實(shí)踐能力。

這些問題的根源是將程序設(shè)計(jì)辦成了文科記憶式的教學(xué)模式，忘卻了程序設(shè)計(jì)的理科動(dòng)手操作的一面，急需進(jìn)行扭轉(zhuǎn)。而采取CDIO的培養(yǎng)新模式，能有效地解決上述問題，下面具體闡述。

2 基于CDIO的地方本科院校學(xué)生程序設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)新模式

程序設(shè)計(jì)是一種高密度的腦力勞動(dòng)，需要很強(qiáng)的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力。程序設(shè)計(jì)包括算法分析、算法設(shè)計(jì)，代碼編寫，程序調(diào)試，程序部署和維護(hù)等一系列過程。這些過程與CDIO所倡導(dǎo)的構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）、運(yùn)行（Operate）具有很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性?？梢钥闯鰳?gòu)思能對(duì)應(yīng)算法分析，設(shè)計(jì)對(duì)于算法設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)代碼編寫和程序調(diào)試，而運(yùn)行對(duì)應(yīng)程序部署和維護(hù)。但在操作時(shí)，如何進(jìn)行有效地關(guān)聯(lián)是培養(yǎng)模式革新的關(guān)鍵。經(jīng)過教學(xué)實(shí)踐，采取如下4步的模式效果良好。

2.1 項(xiàng)目展示

首先要把握程序設(shè)計(jì)的整體性，它的各個(gè)環(huán)節(jié)并不能割裂來培養(yǎng)。因此首先要面對(duì)具體的、學(xué)生有直觀感受的項(xiàng)目入手，進(jìn)行項(xiàng)目展示。項(xiàng)目一般選擇學(xué)生熟悉的，可以是以往學(xué)生的程序項(xiàng)目、創(chuàng)新項(xiàng)目、競賽項(xiàng)目等等。這樣有利于激發(fā)學(xué)生興趣，另外需要注意每個(gè)項(xiàng)目需有側(cè)重點(diǎn)，以保證教學(xué)用到的項(xiàng)目能涵蓋到足夠的知識(shí)點(diǎn)。

2.2 項(xiàng)目分解

展示過項(xiàng)目后，學(xué)生有著強(qiáng)烈的愿望想知道項(xiàng)目的制作方法。培養(yǎng)時(shí)，教師可以針對(duì)特定的項(xiàng)目進(jìn)行具體分析。按照先進(jìn)行算法分析，再進(jìn)行算法設(shè)計(jì)，再就代碼編寫，程序調(diào)試，程序部署等一系列過程進(jìn)行講解。該步需特別注意兩點(diǎn)：一是項(xiàng)目先從小項(xiàng)目講起，在逐步擴(kuò)大到大項(xiàng)目；二是項(xiàng)目要精講，即只講解項(xiàng)目涉及到的知識(shí)點(diǎn)。

2.3 開放指導(dǎo)

項(xiàng)目講解完成后，需要進(jìn)行充分的練習(xí)。開放指導(dǎo)主要有兩種形式，其一是教師課堂上或者課外的在線指導(dǎo)，其二是學(xué)生助教，可由本班學(xué)習(xí)好的同學(xué)或者創(chuàng)新項(xiàng)目組或者競賽組的同學(xué)擔(dān)任。開放指導(dǎo)的目的是做到學(xué)生對(duì)碰到的問題的及時(shí)指導(dǎo)和技術(shù)支持。

2.4 項(xiàng)目創(chuàng)新

經(jīng)過上述3步后，學(xué)生已經(jīng)積累了足夠的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，急需進(jìn)行實(shí)際項(xiàng)目的開發(fā)和維護(hù)。在培養(yǎng)環(huán)節(jié)中，這主要由：1）學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)，以團(tuán)隊(duì)形式到實(shí)習(xí)企業(yè)承接實(shí)際項(xiàng)目，參與項(xiàng)目的開發(fā)、運(yùn)維，2）學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立承擔(dān)項(xiàng)目的開發(fā)、運(yùn)維。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)建構(gòu)在學(xué)生生產(chǎn)實(shí)習(xí)之上。通過項(xiàng)目創(chuàng)新為學(xué)生畢業(yè)后的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)打下基礎(chǔ)。

以上四步分別從激發(fā)學(xué)生興趣，項(xiàng)目式教學(xué)，項(xiàng)目式練習(xí)和項(xiàng)目式創(chuàng)新角度入手，能解決學(xué)生動(dòng)手能力不足的困擾。另外由于項(xiàng)目的做法存在著自己的創(chuàng)意發(fā)揮空間，有助于學(xué)生提升自己的創(chuàng)新能力。而且通過團(tuán)隊(duì)合作和項(xiàng)目運(yùn)維，使學(xué)生的創(chuàng)業(yè)意識(shí)和創(chuàng)業(yè)能力得到了訓(xùn)練和提高。通過在生產(chǎn)實(shí)習(xí)企業(yè)的實(shí)踐，實(shí)習(xí)企業(yè)肯定了我校學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力，有很多同學(xué)在項(xiàng)目制作完成后很快得到了就業(yè)機(jī)會(huì)。

3 結(jié)語

通過在地方院校實(shí)踐上述的基于CDIO程序設(shè)計(jì)創(chuàng)新能力的培養(yǎng)新模式，學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力得到了增強(qiáng)，提高了教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生畢業(yè)后的職業(yè)發(fā)展得到了用人單位的肯定。這種模式也可以推廣到其他工科專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力。

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湖南省大學(xué)生研究性與創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（湘教通〔2016〕283號(hào)-560）；

湖南城市學(xué)院教育規(guī)劃課題（JK15B010）

作者簡介：

費(fèi)雄偉（1980-），男，湖南祁陽人，博士生，副教授，系統(tǒng)分析師，研究方向?yàn)椴⑿杏?jì)算和高性能計(jì)算；

何建新（1975-），男，湖南益陽人，碩士，高級(jí)實(shí)驗(yàn)師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)；

曾敏（1979-），女，湖南益陽人，博士，講師，研究方向?yàn)闊o線傳感網(wǎng)。