基于CDIO理念的高校計算機專業應用型人才培養模式的探討

[摘 要]結合社會對計算機專業人才的需求，本文分析研究了計算機專業課程教學模式中存在的問題，并提出了基于CDIO教育理念的計算機專業教學模式。該模式在《數據結構》、《數據庫原理》等課程中實踐與探索，取得了很好的效果。

[關鍵詞] 計算機專業 應用型人才 培養模式 CDIO理念

基金項目：陜西省教改項目(11BY72)，延安大學教改項目(YDJGZD-03)。

引 言

隨著知識經濟時代的悄然來臨，市場對計算機專業人才的需求空前增加，在二十世紀末本世紀初達到了一個高峰。縱觀幾年來高校計算機人才培養工作的實際，情況不容樂觀，可以說是有喜有憂。主要體現在：一方面，高校的確為社會經濟發展培養了大批計算機專門人才；另一方面，市場對高素質計算機人才的需求仍然很大， 而高校培養的計算機人才又不能完全滿足市場對人才的內在要求，部分學生面臨就業困難，出現了供需矛盾。究其原因，主要是由于許多高校在計算機專業人才培養上定位不準，模式單一，畢業的大學生缺乏工程應用能力與創新人才，無法滿足市場的要求，如何提高高校計算機專業的教學質量，培養高素質的應用型人才是本文探討的重點。

高校計算機專業人才培養模式存在的問題

1.傳統的教學理念對綜合實踐重視度不夠

傳統的教學模式中，課堂教學課時占70%，實驗課時占30%；四年本科學習期間，學生踐習1周，畢業設計10周，約占總時間的6.88%。隨著科學技術的發展、網絡應用的普及，計算機專業作為一門工科類學科，對社會科學、經濟、教育等各行各業的發展起著越來越重要的作用。僅占6.88%的綜合實踐對培養工程性應用人才顯然是不夠的。

2.傳統的教學模式不適于培養應用型、創新性人才

目前的課堂教學模式仍以老師講授教材知識為主，學生學習興趣不濃、目標性不強，往往是被動接受，強迫消化；實驗課內容簡單、題目單一，學生的主動性難以調動，部分學生的思維容易被已完成任務的同學的思維影響，而且很難杜絕照抄現象。這樣的教學模式，不適合培養學生獨立思考的能力、自學能力、解決問題能力，也不易培養工程應用性人才。

3.學生對數學基礎知識的重要性認識不足

計算機專業需要深厚而寬廣的數學基礎。在目前的計算機專業課程體系中，數學課程主要有《高等數學》、《線性代數》、《離散數學》、《概率統計》。這些課程都是非常重要的基礎課，而很多學生認為這些課程與計算機專業沒有密切聯系；也有些學生過于浮躁，急于知道這些數學知識在計算機的作用，因不能及時看到明確的應用而感到學習數學的茫然。因此在學習數學課程的過程中，不積極、不踏實、不思考、不挖掘，只求考試及格。沒有扎實寬廣的數學基礎是解決實際問題的攔路虎。

4.教師的工程實踐能力有待于進一步提高

培養應用型的計算機工程人才，需要“雙師型”的教師隊伍。而我們目前的教師，大多數是從學校到學校，缺乏深入社會、企業工程實踐經驗。給學生講授科研課題時，容易出現理論講授與解決實際問題脫節現象，不利于培養學生解決實際問題的能力。

基于CDIO教育理念的計算機教學模式

1.以先進的CDIO教學理念為指導

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育針對工程人才短缺和工程教育質量問題改革的最新成果。從 1986 年開始，美國國家科學基金會（NSF）、 美國國家研究委員會（NRC）、國家工程院 （NAE）和美國工程教育學會（ASEE）紛紛展開調查和制定戰略計劃，積極推進工程教育改革。正是在此背景下，MIT 以美國工程院院士Ed. Crawley 教授為首的團隊和瑞典皇家工學院等4 所大學從 2000 年起組成跨國研究組合，獲Knut and Alice Wallenberg基金會近1600萬美元巨額資助，經過4年探索創立CDIO工程教育理念并成立 CDIO國際合作組織。CDIO工程教育模式的含義是構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)與運作(Operate)；基本的方法論是“基于項目的學習”和 “做中學”；目標是提高工程教育質量，培養工程人才[1-3]。

結合我校的實際情況，計算機專業教學應以CDIO教育理念為導向，將課堂教學與實踐教學融為一體，實施基于社會、企業的工程項目的課程設計方案，讓學生做中學，培養高素質的應用型工程人才。

2.結合實際，以問題驅動的形式改變傳統的教學方法

在課堂教學中，老師將課本知識與實踐應用緊密結合，以問題驅動的形式引出知識，將學生置于主體地位，分析討論問題，尋求問題解決方法。這種方法能充分調動學生的積極性、能動性，讓學生帶著濃厚的興趣參與到解決實際問題中，并在求解的過程中學到知識；可以從根本上改變學生的厭學情緒，培養學生的分析能力、解決問題能力，激發學生的創新精神；并指導學生對所學知識進行整理、比較和歸納；引導學生帶著問題思考，利用網絡資源滿足自己強烈求知欲，學會自學能力，逐步完善知識結構。

3.注意數學知識的教學與融入

針對計算機學科需要更扎實寬廣的數學基礎的特性，我們不僅要注重學生入學后數學課程的教學質量，如《高等數學》、《線性代數》、《離散數學》等，要讓學生清楚地認識到數學是計算機學科的重要基礎，而且將數學知識的學習一直要融入我們的課堂教學與課程設計中。只有擁有了扎實寬廣的數學知識，才能培養出高素質的計算機工程人才。我們的目標不僅要培養高級程序員、軟件工程師，更應注重培養軟件架構師。

4.開設基于工程項目的課程設計

對于實踐性很強的計算機專業課程，開設以CDIO為導向，基于項目的三級分層分塊的課程設計。其中的第一級是基礎課程設計，就是為每一門課程開設基于項目的課程設計；第二級是基于課程群的課程設計，是根據課程間的相關性，將幾門課程化成一塊，建立課程設計，比如：《高級程序語言設計》、《離散數學》、《數據結構》等課程間有密切的相關性，將它們劃分為一個塊，建立基于課程群的課程設計，讓學生在做的過程中，鞏固所學知識，培養能力；第三級是綜合課程設計，可以在畢業設計的過程中實施。另外，還要為每一級課程設計建立課程設計效果測評方案。根據每一級課程設計的內容和對學生的要求，分析測評因子(如：調研分析、方案設計、完成項目進度、完成質量、檔案的規范性、積極主動性、團隊協作、自我學習、溝通、交流、表達等因素)及其權重，設計合理有效的評價模型。以CDIO教育理念為導向，基于社會、企業工程項目的課程設計流程如圖1所示。

圖1 基于項目的課程設計

5.培養“雙師型”的教師隊伍

建設一支結構合理、具有較高教學水平和較強實踐能力的優秀教師團隊。通過項目的實施，培養更多的專業骨干教師，特別是培養年輕的專業骨干教師。要求骨干教師每年必須承擔工程項目的開發工作，保證與企業保持緊密聯系；盡量參加國際國內的教育、學術交流活動，開闊視野、豐富和更新知識、提高教學水平，保證教師有先進的教學理念和教學方法，保證骨干教師具有專業課程開發的能力；經常組織團隊學習討論活動，共同討論教學、項目開發中存在的問題，研討教學與科研的方法，以促進教學效果、提高科研能力。

結 語

針對社會對計算機專業人才的需求與計算機專業畢業生就業不理想的實際狀況，分析總結目前計算機專業課程教學中存在的問題，提出以CDIO教育理念為導向，對傳統教學模式進行改革，開設多級課程設計，培養“雙師型”教師隊伍，以培養學生查閱資料能力、分析問題能力、解決問題能力、創新能力以及協作能力。該培養模式在《數據結構》和《數據庫原理》、《軟件工程》等課程中進行了應用與探索，結果表明可提高學生的工程實踐能力，培養社會、企業需求的應用型、創新型人才，同時提升我校計算機專業的教學質量。

參考文獻:

[1]查建中．面向經濟全球化的工程教育改革戰略——產學合作與國際化[J].高等工程教育研究，2008，16(1):21-28.

[2]查建中．論“做中學”戰略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008，16(3):1-6.

[3]顧佩華，沈民奮，李升平等．從CDIO到EIP-CDIO——汕頭大學工程教育與人才培養模式探索[J].高等工程教育研究，2008，16(1):12-20.

[4]溫濤. 基于TOPCARES-CDIO的一體化人才培養模式探索與實踐[J].計算機教育，2010， 8(11):23-29.

[5]國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年），中華人民共和國中央人民政府，新華社北京2010年7月29日電， http://www.gov.cn/jrzg/2010-07/29/content_1667143.htm.

作者單位: 延安大學計算機學院 陜西延安