基于CDIO的計算機程序設計課程的建設

劉 燁

(商丘職業技術學院,河南 商丘 476000)

近年來，我國社會經濟結構發生了一系列變化，各類與國際接軌的現代化企業需要大量具有創新實踐能力的人才，這要求高校對已有的高等教育教學模式進行改革，從而培養出更多優秀的人才來適應社會需求。從2000年起，國際上四所前沿的大學合作開發了新型的教育模式，這種模式就稱為CDIO工程教育模式。而CDIO的核心在于根據工程行業對學生知識，能力和素質的要去，以工程設計為向導，以項目訓練為載體，來重新設置課程和教學模式。大多數的高校的計算機專業都開設了 C，VB，ASP，NET，PHP，Java等的一些程序設計類課程。但長期以來，程序類設計課程教學強調的是語法知識，省市設計，編碼以及團隊類協作能力的培養，忽視了我們最需要的工程經驗的積累。程序設計類課程都是實踐性很強的課程，實驗教學環境是其中一個重要的環節，實驗教學的效果不僅影響到學生對與程序設計思想及方法的理解和掌握，也影響到了學生對后續課程學習的動力和信心。因此，急需對老一套程序設計課程教學的新方案。而CDIO就完整的詮釋了什么才是真正的程序設計課程。想要改變老的教學方案，首先要找出舊的教學在環節中存在的問題，因此我們的CDIO建設的第一個環節應該是找出教學環節存在的問題。

1 實驗教學環節存在的問題

對于程序設計類課程實驗的教學環節而言，傳統的教學模式中主要存在以下幾點問題：首先，沒有把實驗教學和理論教學放到同等重要的位置，在制定課程計劃時，上機實驗教學所占比例遠遠少于理論教學。另外授課在多媒體教室，而實驗是在機房進行，這樣就導致了教學課程的一份為二，不能很好的結合到一塊。其次，實驗內容大多都是來源于教材中的實例，而不是來源與現實中的市場，因而導致實踐教學內容與生產實際相脫節的情況。這種情況導致學生學習目的性不強，學生不能達到學以致用的效果，甚至學生會對本門課程產生懷疑的態度以致厭倦。再次，驗證性實驗較多，能有效提高學生素質的綜合性、設計性、創新性的實驗很少，并且實驗的形式過于單一。而且在實驗做完后，往往有學生拷貝源碼成word形式，直接交到FIT中，忽視了實驗報告的撰寫。最后，傳統的考試采取單一的筆試考試，考試的內容偏重于知識性，記憶性的題目，并沒有真正達到考核學生實踐技能的目的。由于一直是以個體學生為主，導致學生忽視了最重要的團隊精神的養成。

由于以往程序設計課程類教學存在著諸多問題，而CDIO又是當下解決程序設計課程類的最佳方案，那么什么是CDIO工程教育？CDIO教學模式有哪些好處，如何對計算機程序設計課程實行CDIO模式將成為當下最重要的問題。

2 CDIO工程教育

CDIO的定義是現代工業產品從構思研發到運行改良乃至終結廢棄的生命全過程。可以用四個詞來解釋：構思，設計，實施，運行。CDIO工程教育的理念就是要以這個全過程為載體培養學生的工程能力，其能力不僅包括學科知識，而且包括學生的終身學習能力、團隊交流能力和在企業和社會環境下的構思—設計—實施—運行能力。

3 CDIO教學模式的好處

要想知道CDIO教學模式有哪些好處，首先得了解工科類學生所需的品質，只有這樣學校才能根據所需來培養學生。工科類學生所需的品質主要有以下幾點：①基礎知識的理解；②設計與制造過程的理解；③具有多學科系統觀點；④具有很強的交流能力；⑤具有高的道德標準。這五點是我們工科生在離開學校后所必需的品質。那么學校應當如何來培養學生呢？那么我認為老師應當本著以下幾點來培養學生：①讓學生理解如何去構思—設計—實施—運行；②給學生創造復雜、高附加值的工程系統；③創造機會讓學生置身于現在團隊協作的工程環境中去。

其實大部分學生的由學習以及到社會的學習，都是從具體到抽象的，例如：從操作物件到理解理論的概念。大多數剛踏進大學的學生普遍缺乏建造和修理的經驗(動手能力)，而設計—實驗活動及其他形式的體驗式學習為學生建立認知框架，學生需要具有這種認知框架才能對基本理論有更深的理解。而CDIO這樣的學習方式對學習產品、過程和系統的構建能力和對加深技術知識的理解具有雙重的作用。CDIO工程教育的特點主要表現在：①教育是基于明確的、經利益相關者確認的專業目標和學習效果目標；②學習效果目標通過一系列的一體化的學習經驗來實現，讓學生體驗真正的工程師在職業生涯所經歷的問題；③精心設計的一體化學習經驗能產生雙重影響，既能提高學生的能力又能加深基礎知識的學習。

4 對計算機程序設計課程施行CDIO模式

要施行CDIO模式首先要有明確的大綱，而施行CDIO模式需要以下四個層面的大綱：①構思—設計—實現—運行；②復雜的工程系統：③基于工程環境的現代團隊；④有成熟思維的個體。基于四個基本大綱，設計一套計算機程序設計類課程教學與實驗案例實施方案，對程序設計類課程進行改進探索，程序設計類課程基本硬包括：課堂教學、課程實驗、課程設計、開放實驗項目等多個環節。并且課堂教學、課程實驗。課程設計一般應在低年級開設，對于高年級學生以實驗項目為主，這樣有利于為學生更好的踏入社會做鋪墊。而時間上的跨度為案例設計、開發、改進的延續性提供了條件。而課堂教學中應以2~3個案例同時開展，這樣便于學生有更多的機會理解與掌握相關知識，同時確定出學生的喜愛方向。以C++程序設計為例，在案例的設計與編碼過程中要穿插講解面向對象的基本原理、C++語言的語法規則與編程規范，并以提綱的方式引導學生總結相關的規則與規范。

5 結語

實踐終將證明，基于CDIO的計算機程序設計類課程建設的效果是顯著的，這樣導致的明顯表現是：學生的課堂上的積極性明顯提高，以及表現在課后主動和老師交流問題、積極申報和程序設計相關的科技創新項目、科技推廣項目等，今后計算機程序設計類的課程終將以CDIO的教學模式代替傳統的填鴨式的教學模式。

[1]和微.CDIO模式在“數據結構”課程中的運用[J].計算機教育，2009，(30)

[2]葉冬芬.計算機程序設計類課程實驗教學改革的研究[J].計算機教育，2010，(11)

[3]曹瑩瑩.基于CDIO的程序設計類課程案例的設計與實施[J].計算機教育，2011，(20).