基于CDIO-OBE工程教育模式的C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革研究

任順

摘 要：針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)C語言程序設(shè)計課程教學(xué)中存在的不足，結(jié)合CDIO工程教育和OBE教育模式，開展教學(xué)改革研究。從夯實基礎(chǔ)能力和激發(fā)創(chuàng)新能力兩方面著手，重點闡述了C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革方案，激發(fā)學(xué)生在學(xué)習(xí)C語言程序設(shè)計中探索、發(fā)現(xiàn)和構(gòu)造知識的主觀能動性，為提升教學(xué)質(zhì)量提供參考。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)工程;CDIO;OBE;C語言程序設(shè)計;課程教學(xué);教學(xué)質(zhì)量

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）04-0-02

0 引 言

物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)以其學(xué)科交叉、注重實際應(yīng)用呈現(xiàn)出典型的新工科專業(yè)特征，被教育部稱之為“新工科專業(yè)”，明確提出要大力發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用新興工科專業(yè)[1]。

“C語言”課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)一門重要的基礎(chǔ)課程，是“單片機”“嵌入式系統(tǒng)設(shè)計”“面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計”等課程的基礎(chǔ)，適用于物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)軟、硬層次的開發(fā)，是一門理論與實踐并重的課程。傳統(tǒng)的C語言教學(xué)以課堂教學(xué)為主，已無法滿足C語言程序設(shè)計教學(xué)的要求，問題主要體現(xiàn)在幾個方面：重理論輕實踐，對課程的重心放在了理論課程部分，而實踐部分設(shè)計較為零散，缺乏專業(yè)應(yīng)用上的工程認知和實踐能力;教材內(nèi)容落后，新興技術(shù)未及時體現(xiàn)在教材中，影響了C語言程序設(shè)計的課程質(zhì)量;教學(xué)方法陳舊，填鴨式教學(xué)使得學(xué)生容易產(chǎn)生抵觸情緒，降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情[2-3]。

1 基于CDIO-OBE理念的C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革

CDIO是麻省理工等四所大學(xué)提出的一種工程理念，其核心是倡導(dǎo)學(xué)生獨立思考和團隊合作的能力。OBE是一種基于學(xué)習(xí)產(chǎn)出的教育模式，倡導(dǎo)以學(xué)生為中心，重視學(xué)生學(xué)習(xí)產(chǎn)出評估工作[4]。本文依據(jù)CDIO方法和理念，通過構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運作四個環(huán)節(jié)來引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，以案例項目為背景引出理論知識，讓學(xué)生將學(xué)過的知識融會貫通，應(yīng)用到實踐中解決實際問題，構(gòu)建發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題的工作思維模式。課程依據(jù)OBE成果導(dǎo)向的設(shè)計思路，始終“以學(xué)生為中心”的教學(xué)理念來組織教學(xué)實施過程，結(jié)合MOOC+SPOC混合式教學(xué)模式，利用線上+線下的學(xué)習(xí)方式，制定C語言程序設(shè)計一體化混合式教學(xué)模式。

基于CDIO-OBE理念的C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革，強調(diào)學(xué)生探索知識、發(fā)現(xiàn)知識和構(gòu)造知識的主觀能動性，有助于培養(yǎng)學(xué)生主動思考和解決實際問題的能力，能夠幫助教師全方位地掌握學(xué)生學(xué)習(xí)狀況，及時調(diào)整教學(xué)方法。設(shè)計的一體化混合式教學(xué)模式如圖1所示。

1.1 MOOC+SPOC混合式教學(xué)夯實課程基礎(chǔ)

MOOC即大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程，是近年來出現(xiàn)的一種新型的在線課程開放模式。通過MOOC進行課程學(xué)習(xí)，其優(yōu)點是不受時間和空間的限制，不受人數(shù)的限制，強調(diào)自主性。缺點是教師無法掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。SPOC即小規(guī)模限制性在線課程，對學(xué)生的規(guī)模和準入條件有一定的要求。通過SPOC，教師將視頻材料布置給學(xué)生，學(xué)生在課前對教師布置的任務(wù)進行自學(xué)，然后在課堂教學(xué)中與同學(xué)一起對問題進行交流與討論。MOOC+SPOC的結(jié)合就是線上線下的混合教學(xué)模式，通過線上自學(xué)和線下調(diào)整，實現(xiàn)課堂教學(xué)與在線學(xué)習(xí)的有機結(jié)合，以此促進學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果。

采用MOOC+SPOC的翻轉(zhuǎn)課堂混合式教學(xué)模式，包括三個階段：課前學(xué)習(xí)，教師布置任務(wù)，學(xué)生在課前利用MOOC完成相應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)，并完成知識點鞏固練習(xí);課堂活動，加強學(xué)生對知識的梳理和掌握，完成知識內(nèi)化，教師可以在課堂活動中組織學(xué)生進行相應(yīng)問題的討論與探究，圍繞問題進行展開互動交流，促進師生共同提高;課后鞏固，教師根據(jù)課堂活動中出現(xiàn)的問題及時調(diào)整和優(yōu)化教學(xué)方法，改進和完善教學(xué)模式，切實促進教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果的提高。

1.2 項目驅(qū)動提升綜合能力

項目驅(qū)動是以項目為主線、實踐為導(dǎo)向，以團隊協(xié)作的方式來解決問題，提升學(xué)生自身的綜合能力。學(xué)生3～5人組建團隊，并自主選擇一個項目，每組設(shè)組長一名，負責(zé)項目總體工作安排。由企業(yè)資深工程師與在校教師組成雙師制，共同指導(dǎo)項目實踐，通過項目的開發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生的程序設(shè)計能力、團隊合作能力和工程認知能力，提升學(xué)生的綜合能力。

1.3 學(xué)科競賽激發(fā)創(chuàng)新思維

學(xué)科競賽是進行課程改革的重要途徑，通過學(xué)科競賽將理論與實際相結(jié)合，可以反映學(xué)生對知識的掌握程度，有效促進教學(xué)改革成果轉(zhuǎn)化。充分利用三峽大學(xué)啟明星工作室、物聯(lián)網(wǎng)實驗室等科研平臺，引導(dǎo)學(xué)生在課余時間走進科研平臺，參與科學(xué)研究，充分利用科研平臺先進的技術(shù)資源參與學(xué)科競賽。由企業(yè)資深工程師與在校教師共同指導(dǎo)學(xué)科競賽，可促進課程教學(xué)改革、強化實踐教學(xué)、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

2 結(jié) 語

本文將CDIO-OBE理念與教學(xué)結(jié)合，重點圍繞混合式教學(xué)夯實課程基礎(chǔ)，項目驅(qū)動提升綜合能力，學(xué)科競賽激發(fā)創(chuàng)新思維三個方面，闡述了基于CDIO-OBE工程教育模式的C語言程序設(shè)計課程教學(xué)改革方案。對進一步進行基于CDIO-OBE工程教育模式的C語言課程教學(xué)的深化改革與探索具有一定的積極意義。

參考文獻

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作者簡介：任 順（1987—），男，三峽大學(xué)計算機與信息學(xué)院講師，研究方向為人工智能、模式識別、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。