CDIO理念下的計算機基礎課程教材改革與實踐

劉志敏，寧振剛，申艷光

（河北工程大學 信電學院，河北 邯鄲 056038）

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，它在培養大綱上將工程畢業生的能力分為工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。而教材建設是保證和提高教學質量的重要支柱，是體現教學內容和教學方法的知識載體，是貫徹落實培養大綱的重要基礎。所以，探索和建設適應新世紀高等院校，培養具有CDIO理念的創新型人才所需要的配套教材有著重要意義。為此，在CDIO工程理念下，筆者對我校大一非計算機專業的計算機基礎課程教材建設方面進行了一系列有效的改革和實踐，取得了較好的效果。

一、統一教師對CDIO的認識

研究與理解CDIO內涵，明確大工程理念的創新型人才培養目標。CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate），它以產品研發到產品運行的生命周期為載體，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。在校各級領導的幫助下，計算機基礎教研室人員從2009年3月開始，開展了一系列CDIO教研學習活動，明確了人才培養目標，統一了教師CDIO教學指導思想。大家認識到CDIO工程教育模式是實現大工程育人理念的有效途徑；而計算機基礎課程是我校非計算機專業大一學生的必修課，從大一就讓學生樹立大工程學習的理念，為后續課程的學習打下基礎。

二、CDIO理念下的計算機基礎課程教材改革內容設計

通過對CDIO大綱的學習，教材編寫人員在課程體系和內容編排上，根據大一學生對計算機知識掌握程度的不同，提出了 3個層面的要求，分別是在基礎知識層面上，要保持內容知識的完整性、系統性、連續性；立足培養學生的計算機基本技能，使學生打下較為扎實的計算機基礎知識，為后續課程的學習作好鋪墊；突出基本應用，使知識服務于生活，回歸于生活。在綜合應用層面上，突出教學內容與工程實踐相結合，著眼計算機基礎知識的工程應用，使學生樹立工程理念及完成工程所需要的基本素質。在知識應用拓展層面上，引導學生自主式、探究式學習，使學生樹立終身學習的思想。

三、CDIO理念下的教材改革內容設計實施

在CDIO理念下，根據計算機基礎課程特點，為貫徹落實CDIO培養大綱，教材內容從幾方面進行設計實施：

（一）融入CDIO理念，采用新的教學四部曲

教材采用“項目要求——項目實現——項目進階——項目交流”教學四部曲的項目化教學模式，用項目引領教學內容，強調了理論與實踐相結合，突出了對學生基本技能、實際操作能力及工程師職業能力的培養，符合學生思維的構建方式。通過項目設計，激發學生學習興趣，培養獲取知識（自主學習）、共享知識（團隊合作）、運用知識（解決問題）、總結知識（技術創新）和傳播知識（溝通交流）的能力與素質，訓練其職業道德修養和社會責任意識，提高學生認知能力。

（二）多角度培養了學生工程能力

圍繞現代工程師應具備的素質要求，利用“想想議議”、“項目進階”、“項目交流”、“角色模擬”、“分析與認證”、“能力拓展與訓練”、“問題卡片”、“綜合項目”等欄目多方面多角度培養學生工程能力，包括終身學習能力、團隊工作和交流能力、在社會及企業環境下建造產品的系統能力等。

（三）貼近學生生活，倡導“快樂學習”理念

教材精選貼近學生生活具趣味性和實用性的項目實例，如“我們的足跡”、“求職檔案”等，按照教學規律和學生的認知特點，將知識點融于項目實例中。

（四）強調人文素質培養

每章后附有“你我共勉”等名人名言，旨在培養學生良好的學習態度和職業道德。

總之，教材的編寫，在適度的基礎知識與理論體系覆蓋下，突出了CDIO工程教育的教學方法，注重了教材的實踐性，基礎性，保持了先進性，達到了“教師易教，學生樂學，技能實用”的目標。

（五）網絡學習

多媒體網絡教學是通過網絡系統與計算機的結合，把教師對教學的設計思想與多媒體技術以及人機交互統籌考慮，通過校園網將教室、實驗室等連在一起，將教學信息開放化，打破固定時間的限制，使教育形式不再有地域和空間的限制，是一種多樣化、開放式的教學模式。多媒體網絡教學模式，繼承了傳統教學模式的師生可交互的優點，克服了傳統教學模式滿堂灌的缺點，有利于學生自主學習，增加學習興趣；有利于提高學生學習速度。

從2010年9月起，教研室陸續出版了大學計算機基礎課項目教程和實訓教程，作為全校所有非計算機專業的大一教學用書，實現了全新教學模式，改變了傳統的平鋪直敘滿堂灌的教學方法。現在每位教師都能靈活運用、層層深入地開展基于CDIO模式的教學。同時教材編寫人員每學期都要面向教師和學生開展教材使用效果調查問卷活動，同時以書面實踐檢驗報告形式向學生所在學院及該院專家教授征詢對教材的使用效果的意見，再根據回收的調查問卷和實踐檢驗報告進行結果分析，提出進一步改進意見。

與此同時，教材編寫人員為了輔助同學們課外學習、網絡學習，配合教材進行CDIO能力拓展，培養學生團隊協作、項目設計與創新能力，還開發了網絡課程，如《CDIO計算機文化基礎學習園地》等。

四、CDIO理念下的學生考核評價方法

基于項目學習的教學目標是培養學生的實踐和創新能力。項目可以由學生提出，完成目標由學生和老師共同指定，而考核應該基于項目學習對學習效果的評價標準，通過自評、互評等形式，參考學生在項目中的作用，分享知識的能力，負責部分項目的完成質量等，制定科學的評價方式，以保護學生主動學習的熱情，提高人才質量。學生考核評價方法如下：

⑴課堂考核＝項目成績×40%+其它×10%。其中，項目成績包括組內評價和教師評價。評價指標包括基本知識掌握程度×20%+分析解決問題和獨立完成能力×5%+創新性和實用性×5%+合作精神×5%+興趣、自信心、語言表達能力×5%；其它是指出勤×5%+書面作業×5%。

⑵實驗考核：是指期末基本能力上機測試分數及每次實驗實訓等實驗情況的總成績。

總成績＝課堂考核×50%+實驗成績×50%，由教師綜合給出分數或優、良、中、 及格和不及格五種等級。

五、CDIO理念下的教學效果

CDIO理念下的教材，通過我校四年使用，在教學過程中很好地在大工程理念下實現了對學生的CDIO能力培養。以《計算機文化基礎》課程為例：如宣傳我的家鄉的Word作品、PPT作品；數據處理方面的Excel作品；網頁制作方面Web作品；以團隊實現的綜合項目應用——宣傳我的家鄉、我們的足跡等為主題的網站作品。經過項目訓練的學生，理論聯系實際的計算機應用實踐能力有了明顯提高，出現了許多優秀作品。同時，優秀作品在課堂上給同學們展示，這樣帶動了其他同學的學習興趣，作品沒有得到優秀的同學繼續完善自已的作品，競相爭取使自已的作品得優秀，消除了學生的惰性心理。為了鼓勵和激發同學們的學習熱情，教研室還自制獎狀給網站制作優秀的團隊頒發項目優秀獎。

總之，通過CDIO項目教學，同學們計算機基礎課程的結課成績有了明顯提高，據統計每班優秀率為40%左右，尤其是項目成績每班優秀率約為90%。

六、結束語

我校應用CDIO教學模式改革計算機基礎系列課程的實踐只有四年的時間，且在大學一年級學生中進行，同學們在完成項目的過程中有效地提高了動手能力和利用計算機知識解決實際問題的能力。在計算機基礎教學過程中，學生對基于CDIO理念的項目學習課程模式表現了很高的學習熱情，對項目的運作過程有了親身體驗，鍛煉了多方面的能力，尤其提高了溝通和協作能力。可以預期，通過教學模式的改革，學生對后續課程的學習會有很大的幫助；經過項目實訓的畢業生會在人生之路中走得更遠。

[1]申艷光，劉志敏.大學計算機基礎項目教程[M].北京：科學出版社，2009.

[2]寧振剛，劉志敏.大學計算機基礎實驗實訓[M].北京：科學出版社，2009.

[3]宋愛平.優化實踐教學提高學生創新能力[J].中國大學教學，2005(10):36-37.

[4]張貴煒.基于大工程理念的河北省工科院校師資隊伍建設初探[J].河北工程大學學報（社會科學版），2012(2):71-74.