基于CDIO模式下手機程序設計課程的探索與實踐

摘要：針對手機程序設計課程存在的問題，對實踐環節和教學內容進行分析，并結合CDIO教育理念，探討以網絡資料拓展學習內容、課程群完善學習內容和真實項目構建實踐內容的教學方法，取得了較好的效果。

關鍵詞：CDIO；手機程序設計；教學方法

作者簡介：閆滿（1979-），女，吉林長春人，濰坊學院計算機工程學院，講師；王麗芬（1978-），女，吉林蛟河人，黑龍江科技大學計算機與信息工程學院，講師。（山東 濰坊 261061）

中圖分類號：G642.3 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）34-0132-02

CDIO是高等工程教育的一種新型框架，從2001年以美國麻省理工學院為首的全球幾十所著名大學創立CDIO工程教育理念至今，得到了很多高等院校的關注和青睞。它充分利用大學中所學的知識，結合專業課程使得學生的個人素質、發展能力、協作能力得到全面的提高。

手機程序設計是數字媒體專業的一門重要的專業基礎課，是學習嵌入式編程的基礎，也是手機游戲設計課程的先行課。[1]該課程的主要教學目的是使學生掌握使用Java進行程序設計的基本技術與方法，具備軟件開發的基礎能力，為進一步掌握手機上的游戲開發技術奠定基礎。針對教學中出現的重理論、輕實踐等問題，探討CDIO理念在手機程序設計課程中的應用，對大學生工程能力和專業技能的培養有著非常重要的意義。

一、CDIO人才培養模式

CDIO分別為構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運作（Operate），該模式貫徹產品研發到產品運行的生命周期，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程。[2，3]CDIO教育大綱的目標為培養綜合能力和素質，強調知識與能力的關聯性，因此是一種通識教育。但是對于具體的課程來說，CDIO模式并沒有給出具體的能力目標，這就需要教師依據具體的教學需要來制訂CDIO能力培養目標及其貫徹方法。為此，依據CDIO基本理念，提出以真實項目構建實踐內容、網絡資料拓展學習內容和設置手機程序課程群完善學習內容的方法來進行教學，以激發學生的學習興趣，培養大學生的CDIO能力。

二、課程現狀分析

手機程序設計作為理論和實踐并重的課程，在教學中往往遵循傳統的教學方式，造成重理論輕實踐的結果，沒有將新穎的知識引入到課堂教學中，使得學生分析問題解決問題的能力沒有得到更好地加強。筆者通過與同行間的交流發現，該課程不僅存在上述問題，還存在以下容易被忽視但是卻很重要的問題。

1.課程中實訓部分較少

在教學過程中，應用的開發環境多數為模擬環境，學生在實驗課中通過模擬環境對手機應用程序進行開發，但是這對于真實的手機運行環境還有一定差距，學生將開發出的應用程序移植到真實的手機運行環境時總是出現問題，課程中安排學生到企業參加工程實訓的內容較少，使得學生沒有太多機會在實際的手機運行環境中設計應用程序。

2.缺乏建立課程群的思想

教師在給學生傳授知識的過程中，往往只考慮一門課程所涉及的知識或者單純地訓練學生的某種技能，并沒有將這門課程所涉及到的內容應用到整個學科中，使學生對所學的知識沒有一個完整的認識，解決實際問題的能力較差。當遇到復雜的軟件項目時，學生不知如何有效地進行構思、設計和實現，個人能力和團隊合作能力沒有得到相應的提高。

3.課時分配不夠合理

隨著高等教育體制的改革，要求學生在四年的時間內修完眾多的專業課，這是一項非常艱巨的任務，這時便會出現壓縮學時的現象。筆者在教學過程中曾經選用一本較好的教材，深入淺出詳細介紹了手機程序設計的過程，篇幅達到300頁，但是由于考慮到學科總體學時的限制，將手機程序設計這門課程的學時定為46學時（其中含實驗12學時），結果教師在教學過程中不得不對所學內容進行壓縮。如在授課過程中，針對Java基本語法內容不能耗費過多的課時，如果處理不當，教師將陷入教與學的困境之中。

三、CDIO理念下手機程序設計課程的改革

針對本課程存在的一系列問題，根據CDIO人才培養理念，濰坊學院（以下簡稱“我校”）對手機程序設計課程進行了一系列的改革，取得了較好的教學效果。

1.利用網絡資料拓展學習內容

本課程的教學方式主要采取課堂講授與上機相結合的方式，按照本科生培養計劃安排的學時為46學時，除了節假日和其它活動占用外，學生實際上課的次數不到46次，使得任課教師在本來課時不夠的情況下，不得不根據所剩的時間來壓縮或者趕上教學進度。這樣教師上課時不可能將所有的知識點全部進行講解，這就需要學生在課下時間內利用手里的資料進行自學。濰坊學院計算機工程學院（以下簡稱“我院”）手機程序設計課程是以Java語言為基礎進行講解的。在互聯網上存在著各種Java論壇和講解Java技術的網站，上面提供了大量的電子書、例程、教學視頻、專家解答等。同時，各個知名院校的在校大學生紛紛建立QQ群，對在學習過程中遇到的疑難問題進行探討和解答。將這些海量的網絡資料和QQ群進行整理和歸類，推薦給學生，同時成立興趣愛好小組，將這些資源作為項目實踐內容。這樣的教學設計調動了學生的積極性，提高了工程系統設計能力。

例如，我院讓學生根據自己的興趣對全院教師的研究方向進行選擇，形成導師制，教師將擁有網絡的資料和書籍推薦給學生，同時將自己的編程思想傳授給學生，最后由學生和教師共同完成一個實踐項目，讓學生融入到項目的分析和設計中，使學習更具有興趣性和目的性。

2.應用真實項目構建實踐內容

為了提高學生解決實際問題的能力，可以在實踐教學過程中采用“校企合作，項目驅動”的方法進行教學。[4，5]在該課程的課程設計環節采用校企合作的方式，嚴格按照軟件工程的思想，由指導教師和企業的工程師共同指導學生對實際項目進行需求分析、概要設計、詳細設計、編碼和測試以及最后的發布運行，使學生能夠按照CDIO理念的四個層次要求，完善自己的協作能力和工程系統的分析能力。學生對所學知識的認識由線和面上升到體的層次，由編寫代碼上升到開發項目，對提高學生的實際動手能力具有非常重要的作用。

在2010級數字媒體專業的課程設計中，我院與青島東合信息技術有限公司進行校企合作。通過與東合的工程師進行協商，根據任課教師的授課內容，最后確定項目的題目為“J2ME手機太空之戰游戲的設計與開發”。然后將項目開發的每個階段作為一個子項目進行設計，將全班同學分成五組，分別進行游戲引擎框架設計、游戲關卡框架與卷動背景設計、玩家飛機與子彈設計、敵人飛機與子彈設計、爆炸效果與獎勵設計。在最后的一周時間里，全班同學齊動手完成游戲的整合、綜合調試、測試和打包發布，完成一款完整的手機游戲，使學生對手機程序設計有了立體的、全方位的認識。

3.設置手機程序設計課程群，完善學習內容

手機程序設計課程群設置是以手機游戲思想和圖像處理理論為指導，圍繞Java手機游戲開發工程師培養目標要求，將數字媒體專業培養方案中具有邏輯關系的若干課程整合構成手機程序設計課程體系。手機程序設計類課程的一體化課程群由三種課程組成，分別為公共基礎課、專業基礎課和專業技術課。其中，公共基礎課主要為計算機程序設計基礎和藝術鑒賞，通過這些課程可以使學生具有一定的審美能力，為設計游戲界面打下基礎。專業基礎課為手機程序設計、數據結構、游戲的架構與策劃。有了公共基礎課的學習，學生學習手機程序設計和游戲的架構與策劃就會輕松容易得多，而且學生通過這三門課程的學習，可以有效培養學生開發復雜手機程序的能力。專業技術課主要包括J2ME手機游戲案例開發和手機開發平臺兩門課程的學習。這樣手機程序設計課程群的設置將與手機相關的所有課程融合為一個緊密關聯的有機整體，通過不同課程間知識點的關聯，對專業基礎課的學習可以加深對公共基礎課的理解，同時為專業技術課程的學習打下基礎，這樣手機程序設計課程是學習公共基礎課和專業技術課重要的環節，手機程序設計課程群的設置整合了學科的知識，對學生學習本專業的知識有完整的認識。

四、結語

本文針對手機程序設計課程的現狀，從實踐環節和教學內容等方面進行了具體分析，并結合CDIO教學模式的相關理念，探討了以網絡資料拓展內容、設置課程群完善內容的教學和應用真實項目構建實踐內容的教學法，在完成教學內容的同時，增強了學生的學習興趣，培養了學生的CDIO能力，增加了學生解決實際問題的能力，為今后的學習和工作打下良好地基礎。

參考文獻：

[1]劉明昆.三維游戲設計師寶典：Virtools開發工具篇[M].成都：四川出版集團，2005.

[2]陶勇芳，商存慧.CDIO大綱對高等工科教育創新的啟示[J].中國高教研究，2006，（11）：81-83.

[3]康全禮，陸小華，熊光晶.CDIO大綱與工程創新型人才培養[J].高等教育研究學報，2008，（12）：15-18.

[4]鄧子云.“項目導學”的教學模式研究[J].浙江交通職業技術學院學報，2004，（4）：57-60.

[5]李宏圖.“案例驅動”教學方法的探析與實踐[J].昆明理工大學學報，2010，（2）：90-93.

（責任編輯：王意琴）