韓 娜 馬曉梅

黑龍江科技學(xué)院 黑龍江哈爾濱 150027

CDIO〔Conceive(構(gòu)思)-Design(設(shè)計(jì))-Implement(實(shí)現(xiàn))-Operate(運(yùn)作)〕理念起源于2000年麻省理工學(xué)院和瑞典皇家工學(xué)院等4所大學(xué)組成的跨國(guó)研究項(xiàng)目[1]，該項(xiàng)目繼承和發(fā)展了歐美20多年來(lái)的工程教育改革理念，并系統(tǒng)地提出了操作性極強(qiáng)的12條標(biāo)準(zhǔn)[2]來(lái)衡量工程類畢業(yè)生在工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力4個(gè)方面的水平。我校于2010年確定計(jì)算機(jī)專業(yè)作為CDIO工程教育改革試點(diǎn)專業(yè)。到目前為止，計(jì)算機(jī)專業(yè)的理論教學(xué)改革初見(jiàn)成效，但是實(shí)驗(yàn)教學(xué)卻仍沒(méi)有形成完整的體系結(jié)構(gòu)，極大地影響了學(xué)生實(shí)踐能力的提高。所以，計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革迫在眉睫。

1 計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)大多依賴?yán)碚摻虒W(xué)開(kāi)展，而目前理論教學(xué)即使考慮到本課程與前導(dǎo)課、后續(xù)課的關(guān)系，但為了保證單一課程知識(shí)體系的完整性，在課程內(nèi)容安排上仍會(huì)各自為政，課程間重復(fù)內(nèi)容過(guò)多，無(wú)法在內(nèi)容的廣度和深度兩個(gè)方面達(dá)到平衡。同樣的問(wèn)題延續(xù)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，最終導(dǎo)致不同實(shí)驗(yàn)課程中那些重復(fù)的內(nèi)容占用有限的學(xué)時(shí)，而課程間的依賴關(guān)系被忽視或弱化，學(xué)生只會(huì)解決當(dāng)前課程涉及的問(wèn)題，無(wú)法將知識(shí)融會(huì)貫通應(yīng)用解決跨課程的問(wèn)題或綜合性較強(qiáng)的問(wèn)題，更不用說(shuō)解決實(shí)際問(wèn)題了。既影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的有效開(kāi)展，又影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)的最終效果。因此只有從實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系出發(fā)，從源頭上找到解決問(wèn)題的方法，才能真正將CDIO工程教育理念融入應(yīng)用型人才培養(yǎng)的過(guò)程之中。

2 計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系改革

CDIO標(biāo)準(zhǔn)3明確指出必須有一體化教學(xué)體系，使多門(mén)課程共同支持專業(yè)目標(biāo)。這就要求必須將相關(guān)課程關(guān)聯(lián)，避免不必要的重復(fù)，使學(xué)生掌握各門(mén)課程知識(shí)之間的聯(lián)系，用于解決綜合的問(wèn)題[3]。

2.1 建立一體化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系

我專業(yè)通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研，不斷更新和調(diào)整人才培養(yǎng)方案，制定了以Java技術(shù)為主線的CDIO實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系(如圖1所示)。體系中突出三級(jí)項(xiàng)目劃分，以一級(jí)項(xiàng)目為主線，二級(jí)項(xiàng)目為支撐(基于課程群開(kāi)展)，三級(jí)項(xiàng)目為基礎(chǔ)(與核心課程相關(guān))，充分落實(shí)PBL(Problem-Based Learning，基于項(xiàng)目學(xué)習(xí))和“做中學(xué)”的教學(xué)模式[3]，將項(xiàng)目貫穿于整個(gè)教學(xué)體系之中。

圖1 CDIO實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系結(jié)構(gòu)

2.2 基于項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)

CDIO倡導(dǎo)“基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)”，所以在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)時(shí)，要以項(xiàng)目為載體。

三級(jí)項(xiàng)目是核心課程的完整案例，該項(xiàng)目可以將實(shí)驗(yàn)的主要內(nèi)容貫穿起來(lái)，使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分層次遞進(jìn)。例如網(wǎng)站開(kāi)發(fā)應(yīng)用(JSP)課程以學(xué)生報(bào)到系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)案例。第一次實(shí)驗(yàn)要求使用JSP完成頁(yè)面設(shè)計(jì)。第二次實(shí)驗(yàn)要利用內(nèi)置對(duì)象保存用戶登錄信息。隨著理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容逐步推進(jìn)，完成標(biāo)簽調(diào)用JavaBean顯示信息、訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)、Servlet作為流程控制跳轉(zhuǎn)以及文件上傳下載等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，最終完成學(xué)生報(bào)到系統(tǒng)項(xiàng)目。每次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都要在前次實(shí)驗(yàn)完成基礎(chǔ)之上進(jìn)行，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，并在潛移默化之間讓學(xué)生體會(huì)到工程理念的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

為避免三級(jí)項(xiàng)目之間內(nèi)容的重復(fù)性，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要根據(jù)培養(yǎng)方案和開(kāi)課計(jì)劃時(shí)間表，根據(jù)課程的先后出現(xiàn)順序，合并或調(diào)整實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。如面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程中將以JDBC方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)列入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容；而JSP課程的訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)則要求用連接池的方式訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)。

二級(jí)項(xiàng)目通常以課程群中最后講授的課程設(shè)計(jì)形式進(jìn)行。二級(jí)項(xiàng)目綜合性較強(qiáng)，為保證學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)完成該項(xiàng)目，三級(jí)項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到二級(jí)項(xiàng)目所需知識(shí)點(diǎn)。如以小型軟件項(xiàng)目以B/S結(jié)構(gòu)的學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)為題目，需要貪心算法實(shí)現(xiàn)排課操作，則算法設(shè)計(jì)與分析課程中就需要有針對(duì)性地設(shè)計(jì)貪心算法的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

按上述方式進(jìn)行基于項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既保證了三級(jí)項(xiàng)目的獨(dú)立性，又兼顧課程群的整體結(jié)構(gòu)，在二級(jí)項(xiàng)目開(kāi)展時(shí)做到有的放矢，真正從簡(jiǎn)到繁，從易到難進(jìn)行構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)行，鞏固專業(yè)知識(shí)，進(jìn)而解決實(shí)際問(wèn)題。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法改革

傳統(tǒng)演繹式實(shí)驗(yàn)教學(xué)是由授課教師在課堂上演示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并針對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行分析，然后學(xué)生重復(fù)教師已完成的內(nèi)容。為了能提高學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的參與度，最大程度調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，教師可以提前布置任務(wù)，實(shí)驗(yàn)時(shí)由學(xué)生提出各自的解決方案，并集體談?wù)摲桨缚尚行院蛢?yōu)劣性，形成頭腦風(fēng)暴，最后由教師總結(jié)、歸納，進(jìn)行方案評(píng)判。這樣的歸納式教學(xué)鼓勵(lì)學(xué)生自己思考，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，體現(xiàn)了構(gòu)思和設(shè)計(jì)的思想。

綜合性實(shí)驗(yàn)(二級(jí)項(xiàng)目或一級(jí)項(xiàng)目)將學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)，按照“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)作”的指導(dǎo)思想，遵循企業(yè)實(shí)際的開(kāi)發(fā)步驟和要求，把學(xué)生當(dāng)做企業(yè)工程師進(jìn)行項(xiàng)目開(kāi)發(fā)[4]，提升分工協(xié)作、交流溝通能力。

除了在實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)上進(jìn)行教學(xué)方法改革外，應(yīng)注重課下的素質(zhì)培養(yǎng)。給學(xué)生提供創(chuàng)新基地，鼓勵(lì)學(xué)生在課余時(shí)間參與素質(zhì)教育活動(dòng)，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為競(jìng)賽成果。如參加ACM國(guó)際大學(xué)生程序設(shè)計(jì)競(jìng)賽；可將二級(jí)項(xiàng)目進(jìn)行改良或在此基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，參加黑龍江省大學(xué)生應(yīng)用程序設(shè)計(jì)大賽等。以競(jìng)賽促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，讓學(xué)生切身體會(huì)到學(xué)習(xí)成果的轉(zhuǎn)化，不斷自我激勵(lì)。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)方式改革

CDIO標(biāo)準(zhǔn)主張采用不同的方法衡量學(xué)生能力。為了能全面、科學(xué)地評(píng)價(jià)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的專業(yè)知識(shí)、個(gè)人自身能力、團(tuán)隊(duì)合作能力和系統(tǒng)構(gòu)建能力，我們從5方面進(jìn)行考核[5]。

(1)個(gè)人能力。專業(yè)知識(shí)扎實(shí)，實(shí)踐能力強(qiáng)。

(2)團(tuán)隊(duì)評(píng)價(jià)。履行職責(zé)，善于溝通協(xié)作。

(3)項(xiàng)目文檔(含實(shí)驗(yàn)報(bào)告)。文檔齊全，內(nèi)容充實(shí)，按時(shí)提交。

(4)項(xiàng)目評(píng)價(jià)。滿足基本需求，界面友好。

(5)創(chuàng)新能力。在基本功能上有完善和提高，勤于思考，勇于創(chuàng)新。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)中的過(guò)程管理、階段性文檔、實(shí)驗(yàn)報(bào)告或課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)及項(xiàng)目答辯等方式將指標(biāo)量化，并根據(jù)不同比重計(jì)入最終成績(jī)。

5 結(jié)束語(yǔ)

圍繞CDIO理念，以實(shí)踐能力強(qiáng)的計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)為目標(biāo)，從我校實(shí)際出發(fā)，改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，以項(xiàng)目帶動(dòng)實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)“做中學(xué)”思想，并采用切實(shí)可行的教學(xué)方式和考核方式，將實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶入真正的CDIO實(shí)施環(huán)境，切實(shí)提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力。

[1] CDIO簡(jiǎn)介[EB/OL].[2012-11-05].http://baike.baidu.com/view/2402813.htm.

[2] 顧佩華,陸小華,沈民奮編譯.CDIO大綱與標(biāo)準(zhǔn)[M].汕頭:汕頭大學(xué)出版社,2008.

[3] 查建中,工程教育改革戰(zhàn)略“CDIO”與產(chǎn)學(xué)合作和國(guó)際化[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué),2008(5):16-19.

[4] 韓娜,陳娟.CDIO模式下Java高級(jí)網(wǎng)站應(yīng)用課程的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].高教論壇,2012(4):68-70.

[5] 韓娜,喬付,桑海濤.虛擬項(xiàng)目中的團(tuán)隊(duì)和項(xiàng)目管理[J].計(jì)算機(jī)教育,2011(1):52-55.