曾顯峰++廖曉芳

摘 要 CDIO教學(xué)理念以培養(yǎng)合格的工程師為目標(biāo)，本文針對(duì)我院目前程序設(shè)計(jì)課程存在的現(xiàn)狀，提出引入CDIO理念對(duì)程序設(shè)計(jì)課程進(jìn)行教學(xué)改革，從課程設(shè)置、目標(biāo)定位到教學(xué)方法和手段的更新，主要體現(xiàn)“做中學(xué)”的思想，旨在提高學(xué)生的工程實(shí)踐能力。

【關(guān)鍵詞】CDIO 程序設(shè)計(jì) 項(xiàng)目教學(xué)法

1 引言

CDIO 代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)施（Implement）和運(yùn)行（Operate），是現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改良的生命周期全過程。其本質(zhì)代表一種工程教育模式，是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教學(xué)”的集中概括和抽象表達(dá)。CDIO有一套設(shè)計(jì)周密、完整的大綱，包括1個(gè)遠(yuǎn)景、12條標(biāo)準(zhǔn)和三級(jí)大綱本身。CDIO工程教育的培養(yǎng)理念旨在將學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)溝通和工程系統(tǒng)四個(gè)層面的能力，經(jīng)過近似于真實(shí)工程環(huán)境的項(xiàng)目訓(xùn)練，從而培養(yǎng)出能真正符合社會(huì)需求的工程師。

程序設(shè)計(jì)類課程作為培養(yǎng)軟件工程師的有機(jī)組成部分，在計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)中占有重要地位，是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)或重點(diǎn)課程，不少學(xué)校都不惜在此花大量課時(shí)和師資來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，參看我國(guó)部分高校2015年“軟件工程”的人才培養(yǎng)方案，較多學(xué)校在專業(yè)基礎(chǔ)課或?qū)I(yè)必修課模塊設(shè)置了《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)I、II》或《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)I、II》，上課學(xué)時(shí)達(dá)140學(xué)時(shí)以上，學(xué)校的人才培養(yǎng)方案顯示他們開設(shè)了以C++/C#語(yǔ)言或Java語(yǔ)言為主線的程序設(shè)計(jì)類課程，甚至同時(shí)開設(shè)了兩大主流平臺(tái)的語(yǔ)言工具課程。可見，學(xué)校在培養(yǎng)人才方面不可謂不用心。盡管計(jì)算機(jī)類畢業(yè)生的工程能力相比幾年前有所提高，然而軟件人才的需求仍出現(xiàn)供求矛盾的現(xiàn)象，根本原因在于對(duì)學(xué)生CDIO能力的忽視，一味地注重學(xué)生的學(xué)知識(shí)、編程能力，卻忽視了一個(gè)本質(zhì)的問題，那就是培養(yǎng)工程師的根本方法是回歸工程。

2 教學(xué)現(xiàn)狀與問題

我院程序設(shè)計(jì)類課程設(shè)置以第一學(xué)期的《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（C++/C#）》、第二學(xué)期《面向?qū)ο蟪绦驅(qū)嵱?xùn)（C#/Java）》為主，近年在教學(xué)實(shí)施過程中，對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)意識(shí)有所增強(qiáng)，主要表現(xiàn)在加強(qiáng)對(duì)學(xué)生軟考培訓(xùn)及軟考通過率的重視，重點(diǎn)培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)學(xué)生參加比較有名的軟件設(shè)計(jì)比賽等，但學(xué)生工程素質(zhì)總體仍然偏低，主要表現(xiàn)在大部分學(xué)生雖然系統(tǒng)地掌握了程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言基礎(chǔ)知識(shí)，但不能獨(dú)立地完成后續(xù)實(shí)踐課程的小項(xiàng)目開發(fā)，不能與團(tuán)隊(duì)合作完成各軟件級(jí)項(xiàng)目的原型開發(fā)。程序設(shè)計(jì)類課程教學(xué)仍偏重語(yǔ)法教學(xué)，案例設(shè)計(jì)僅為知識(shí)理解，雖簡(jiǎn)單易懂，但對(duì)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)影響不足，實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目沒有從軟件工程的各環(huán)節(jié)出發(fā)來(lái)進(jìn)行基于問題的知識(shí)構(gòu)建，項(xiàng)目過程管理不到位。在教學(xué)過程中，課程考核仍沿用傳統(tǒng)理論考試和上機(jī)考試相結(jié)合的模式，沒有建立一個(gè)科學(xué)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)判斷學(xué)生的工程能力，往往通過畢業(yè)后用人單位的反饋和學(xué)生就業(yè)情況來(lái)評(píng)價(jià)整體教學(xué)的成敗，這本就是個(gè)無(wú)法挽回錯(cuò)誤的標(biāo)準(zhǔn)。

要改善這種教學(xué)狀態(tài)，提高學(xué)生工程能力，應(yīng)在教學(xué)中引入CDIO 工程教育理念，對(duì)程序設(shè)計(jì)課程體系進(jìn)行改革，從課程群設(shè)置、教學(xué)形式、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核手段等方面著手，采用以案例教學(xué)、工程項(xiàng)目為主線，充實(shí)教學(xué)形式，靈活教學(xué)方法來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動(dòng)性，讓學(xué)生在“做中學(xué)”、“做中考”，從而提高學(xué)生的工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力。

3 基于CDIO理念的教學(xué)改革

3.1 更新課程體系

3.1.1 課程設(shè)置

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言工具很多，目前主要開設(shè)有基于.net平臺(tái)的C++/C#和Java語(yǔ)言，雖然這兩種工具對(duì)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境有所偏重，但都是基于面向?qū)ο蟓h(huán)境的，共通性還是較多，不應(yīng)在《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》課程中學(xué)習(xí)一門語(yǔ)言，在《面向?qū)ο蟪绦驅(qū)嵱?xùn)》又學(xué)習(xí)另外一門語(yǔ)言，雖然設(shè)置初衷是希望學(xué)生能熟悉兩大主流工具，但是貪多嚼不爛，先把一個(gè)工具學(xué)好學(xué)扎實(shí)，最關(guān)鍵是學(xué)了就可以把它當(dāng)做實(shí)際工具來(lái)使用，在求職時(shí)因?yàn)榫ǘ蔀槌晒η舐毜睦麆Α?/p>

3.1.2 課程群設(shè)置

對(duì)計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)，應(yīng)在第一學(xué)期的《軟件工程導(dǎo)論》專業(yè)引導(dǎo)課開始就高屋建瓴，以項(xiàng)目實(shí)施各環(huán)節(jié)為框架，建立起基于知識(shí)點(diǎn)的課程組織形式，建立起以《軟件工程導(dǎo)論》為綱，《程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》為編程基礎(chǔ)，《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)》為實(shí)踐框架，《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》為核心、《數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)》為重點(diǎn)的程序類課程群，有計(jì)劃有層次地打包學(xué)習(xí)，發(fā)揮出課程群的1+1>2的效果。

3.1.3 教學(xué)目標(biāo)更新

教學(xué)大綱是根據(jù)人才培養(yǎng)目標(biāo)而制定的、指導(dǎo)學(xué)習(xí)實(shí)踐最基本的依據(jù)，應(yīng)當(dāng)是慎重的、科學(xué)的，不應(yīng)由某學(xué)期負(fù)責(zé)上課的教師制定和隨意更改，無(wú)論哪位教師來(lái)任課都應(yīng)當(dāng)依據(jù)教學(xué)大綱達(dá)成相應(yīng)的教學(xué)目標(biāo)。程序設(shè)計(jì)類課程應(yīng)分別重新制定理論教學(xué)大綱和實(shí)踐教學(xué)大綱，大綱要體現(xiàn)CDIO工程思想，明確教學(xué)要求和結(jié)果。

3.2 完善教學(xué)方法和手段

3.2.1 教學(xué)要體現(xiàn)“做中學(xué)”

課程體系的改革是整體的，教學(xué)方法和手段的改革更多地體現(xiàn)在教師個(gè)人。 “做中學(xué)”是CDIO的核心思想，在程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分教學(xué)中，要引入多層次的案例教學(xué)，將知識(shí)點(diǎn)模塊化，通過案例將課程的主要內(nèi)容貫穿起來(lái)形成統(tǒng)一的整體。案例要體現(xiàn)真實(shí)性、多樣性和實(shí)用性，在案例講解中應(yīng)強(qiáng)調(diào)算法的分析、設(shè)計(jì)而不是過分強(qiáng)調(diào)語(yǔ)法細(xì)節(jié)，注重學(xué)生計(jì)算思維培養(yǎng)。案例的算法要體現(xiàn)多樣化的訓(xùn)練，可通過限時(shí)編程的方式提高學(xué)生邏輯思維能力。

在程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)部分，則以項(xiàng)目教學(xué)法為主，項(xiàng)目可分為小項(xiàng)目和課程設(shè)計(jì)部分的項(xiàng)目，在小項(xiàng)目教學(xué)中，將一個(gè)具體的項(xiàng)目拆分小模塊，學(xué)生圍繞項(xiàng)目進(jìn)行討論和設(shè)計(jì)，在老師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成這些模塊。對(duì)課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目，應(yīng)有學(xué)生小組完成，明確分工，使用軟件工程的“需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試”的階段來(lái)完成項(xiàng)目功能，由老師根據(jù)綜合情況給出成績(jī)。通過有層次的項(xiàng)目訓(xùn)練，讓學(xué)生在“做中學(xué)”，真正培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和動(dòng)手能力。

3.2.2 充實(shí)教學(xué)手段

程序設(shè)計(jì)教學(xué)無(wú)論采用案例教學(xué)還是項(xiàng)目教學(xué)法，最關(guān)鍵是要培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)和能力，而傳統(tǒng)的教學(xué)在課堂，以教師為中心，學(xué)習(xí)起來(lái)不免枯燥，學(xué)生的被動(dòng)接受知識(shí)使其主動(dòng)思索的空間減少，應(yīng)充實(shí)教學(xué)手段提升學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。比如項(xiàng)目討論可采用圓桌會(huì)議的形式、限時(shí)編程的形式等多種教學(xué)手段。同時(shí)充分利用網(wǎng)絡(luò)資源將課堂教學(xué)與課外教學(xué)結(jié)合，對(duì)程序設(shè)計(jì)類課程，開放的慕課平臺(tái)已有比較成熟的資源，可鼓勵(lì)學(xué)生自由補(bǔ)充學(xué)習(xí)。

3.3 改革考核機(jī)制

分?jǐn)?shù)不代表高工程水平，程序設(shè)計(jì)沿用理論考試來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況越發(fā)地被詬病，所以考核方式也應(yīng)該改革?？己藨?yīng)該強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)過程而不僅是結(jié)果，不僅要考核工作過程，還應(yīng)采取多元的考核手段來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的評(píng)價(jià)，體現(xiàn)“做中考”的理念，這要求在授課前要制定一套完善而細(xì)化的考核標(biāo)準(zhǔn)。比如程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)部分以理論考試結(jié)合案例考試來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并降低理論考試分?jǐn)?shù)的比例。程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)考核則以項(xiàng)目是否成功運(yùn)行來(lái)評(píng)價(jià)小組，再通過學(xué)生在小組中的任務(wù)來(lái)分別評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)踐能力等。

3.4 優(yōu)化教師資源

一般院校教師理論講授比企業(yè)工程師更系統(tǒng)，但項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)較少。程序設(shè)計(jì)課可與校企合作單位合作，讓企業(yè)工程師擔(dān)任項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)，強(qiáng)調(diào)項(xiàng)目過程，把握大方向，忽略知識(shí)細(xì)節(jié)，而理論教學(xué)的教師根據(jù)項(xiàng)目的需求知識(shí)，有側(cè)重點(diǎn)地講解知識(shí)。理論教學(xué)老師和工程師應(yīng)互相了解對(duì)方的教學(xué)內(nèi)容，突出主線以項(xiàng)目為主，理論為輔的模式，使課程間無(wú)縫銜接。

4 結(jié)束語(yǔ)

CDIO教學(xué)模式讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)，針對(duì)目前我校程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)存在的不足，引用CDIO教學(xué)模式對(duì)課程體系進(jìn)行改革，不斷完善教學(xué)方法和教學(xué)手段，采用案例教學(xué)、工程項(xiàng)目為主線，充實(shí)教學(xué)形式，靈活教學(xué)方法來(lái)提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)主動(dòng)性，讓學(xué)生在“做中學(xué)”、“做中考”，從而鍛煉學(xué)生在軟件開發(fā)方面的工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介

曾顯峰（1978-），女，四川省廣安市人。碩士學(xué)位。現(xiàn)為廣東外語(yǔ)外貿(mào)大學(xué)南國(guó)商學(xué)院信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)，圖像處理。

作者單位

廣東外語(yǔ)外貿(mào)大學(xué)南國(guó)商學(xué)院信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 510545