基于CDIO理念的VB程序設計基礎課程教學改革初探

摘要：針對VB程序設計基礎課程的內容特點和教學現狀，運用CDIO工程教育理念從理論教學、實驗項目和課程考核方式等方面構建了以項目設計為主線的理論課程教學體系、層次化的實驗課程體系和面向過程的考核方式，逐步培養學生的工程實踐能力、自主學習能力、團隊合作能力和自主創新意識。

關鍵詞：VB程序設計；CDIO；工程教育

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2014）35-0123-02

隨著信息技術的高速發展，計算機已經逐漸融入到社會的各個領域，計算機應用能力已經成為當代社會對大學生知識和技能結構的一項基本要求，能夠熟練使用計算機解決日常生活和工作中的問題也是對新時期人才的必然要求。

VB作為一門可視化的高級編程語言，具有簡單易學、功能強大等特點，可用于開發Windows環境下的各類應用程序，具有很強的實用性，因而成為多數高校非計算機專業學生必修的一門程序設計課程。然而傳統的教育模式只注重知識內容的傳授而忽視能力培養尤其是創新能力的培養，使得學生在實踐中不能很好地將理論知識和實際應用相結合，結果出現理論和實踐相脫節，所學知識不足以解決實際問題的現象。因此，將CDIO 工程教育模式引入VB程序設計課程教學改革，對學生工程實踐能力的培養具有重要意義。

一、VB程序設計課程教學現狀

1.傳統的教學模式不能突出自主學習能力的培養

現代高校程序設計課程多采用多媒體授課，教師將所學知識點用幻燈片的形式呈現，然后結合實例對知識點加以闡述和介紹。在整個授課過程中，教師始終處于主導地位，學生被動的跟著老師的思路去理解和記憶知識，沒有自主思考、設計和實現的過程。而上機實踐的內容多是驗證型的實驗，學生只需依葫蘆畫瓢，將課本代碼原班照抄就可以解決問題。整個過程學生缺乏主動探索、發現問題和自主解決問題的能力培養，所以學生一旦在學習過程中遇到障礙，沒有得到教師及時的講解，就會對學習課程逐漸喪失興趣。

2.課程定位未突出學生實踐能力的培養

在傳統的授課過程中，教師主要結合教材，講解程序設計的語法規則和基本語句，講解的實例雖然能夠讓學生很好理解相關的知識點，但是由于各章節的知識點比較分散，使得學生的學習過程只是對知識點單純的記憶，不能將各章節知識點聯系在一起，缺乏知識的完整性和系統性學習，當面臨實際問題時，往往無從下手。

3.課程評價方式不能激發學生學習創造的自主性

在課程考核方面，我校采用了無紙化機考的方式，這樣的考核方式知識點覆蓋全面、評分標準一致，更具有公平性，然而考試題庫的題目大多偏重于理論知識的考核，缺乏實踐動手能力的測試，并且期末考試成績的好壞仍作為學生學習成效的主要依據，這種方式忽視了對學生學習過程的評價，無法科學有效的評價學生的真正實踐動手能力，使得學生往往為了取得高分而偏重理論知識的學習，這就和程序設計這門實踐課程的設置初衷產生偏頗。

二、基于CDIO理念下的VB程序設計的教學改革與實踐

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）、運行（Operate），是由美國麻省理工學院、瑞典皇家工學院、瑞典查爾莫斯工業大學和瑞典林雪平大學四所大學經過多年的深入研究和探索實踐共同創立的工程教育改革創新模式。[1]主要以產品的研發到產品的運行一整個生命周期為載體，讓學生在這個載體中以主動地、實踐的、課程之間有機聯系的方式方法來學習工程的理論知識、實踐經驗和各種能力培養等。[2]更重要的是在能力培養、實施過程和結果驗證等方面系統的提出了12條標準，[3]具有很強的可操作性。CDIO工程教育是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括和抽象表達。[4]讓學生在合作完成項目的過程中在理論知識、專業技能、團隊協作能力、創新能力等多個方面獲得全面地訓練和提高。針對VB授課過程中出現的問題，以CDIO教育大綱內容為指導，我們采用講、練、討論相互結合的全新的互動教學模式，從以下幾個方面對課程加以改革。

1.構建以項目設計為主線的理論課程教學體系

愛因斯坦曾經說過“興趣是最好的老師”，它是學生主動學習、積極探索的強大動力。由于我校的VB程序設計公共基礎課程開設時間在大一下學期，大多學生仍延續高中時期的學習方式，習慣于以教師為中心，被動的接受新知識和新方法。為了培養學生自主學習和創新實踐能力，在CDIO理念的指導下，我們建立了一套以項目設計為主線，輔以經典案例講解的理論課程教學體系。在授課過程中將整個課程劃分為幾個完整的小項目案例進行組織，選擇和學生生活息息相關的實例，在每次講解新的項目案例之前，由教師提出案例的開發背景，引導學生積極的思考和討論相應的需求和系統功能結構，讓學生進行主動積極地探究式的學習。將每個項目劃分成幾個小的模塊，在實現模塊功能的過程中講解相應的知識點，再輔以其他的小的趣味案例，使得學生在掌握理論知識的同時順其自然地能夠將所學理論知識應用于實踐生活中，從而改變傳統的“灌輸式”的教學模式，逐步培養學生理論和實踐相結合的意識和能力。在整個理論教學過程中，項目的設計和實現貫穿于整個課堂教學的始終，決定了課程教學質量的好壞，所以項目的選取是關鍵。考慮多數學生對于程序設計是零基礎的，加上程序設計相對抽象，難以理解的特點，在項目和案例的選擇上，基于簡單、實用、貼近生活的原則，選擇易于學生掌握的小規模項目開發案例。其中VB程序設計公共課程部分項目和輔助案例如表1所示。

2.層次化的實驗課程體系

在課程的實驗教學過程中，充分考慮學生的學習進度和接受能力，將課程實驗內容劃分成3個層次：基礎型、綜合設計型和自主創新型。其中基礎型實驗是為了加強學生的理論基礎水平，實驗過程分為兩個階段，第一個階段主要以“模仿”為主，要求學生根據教師課堂講解的案例實現過程，完成相關實驗的分析、設計和實現，如在講解校園歌唱比賽評分系統時，講解了其中用戶登錄模塊，在實驗的過程中，則安排學生做相似的QQ用戶登錄界面；在講解了利用計時器和隨機函數設計幸運觀眾抽獎案例之后，會要求學生完成福利彩票抽獎程序，等等諸如此類，學生通過模仿案例的實現過程，完成對理論基礎知識的鞏固、練習和自我理解的過程，逐步培養學生掌握程序設計過程中分析問題和解決問題的基本的思路、方法和步驟。第二個階段為能力的“提升”，隨著學生知識能力的增長，逐步增加實驗案例的復雜性，目的是讓學生能夠綜合所學知識，靈活應用解決相關實驗問題。

綜合設計型實驗為課外實驗項目，以小組為單位，每個小組由2-4人組成，在學習過程中小組成員可以相互學習，共同探討，互幫互助。每學期每個小組完成一個綜合型項目，項目課題由教師指定或由學生自行選擇，由小組長匯報項目的開發背景、需求分析和可行性分析等，教師給予學生相應的指導意見，如項目的應用背景、所學知識是否能夠完成該課題等。項目課題的指定要充分考慮選課學生的專業，針對不同專業的學生設置不同的開發項目，學生對項目背景熟悉，則易于理解項目實施過程，更好的掌握相關知識，順利完成實驗；同時也有利于調動學生的積極性，激發學生學習的興趣。在項目實施過程中小組內部人員自行劃分職責，教師及時掌握學生項目的進展情況，提供相應的技術支持，同時鼓勵學生利用網絡自主解決遇到的困難和問題，逐步培養學生積極探索新方法、新技術和繼續學習的“理念”，增強學生團隊合作意識和自我創新的能力。為了給學生創造一個良好的實驗條件，部門專門開放了一個機房供學生課余時間進行討論和練習，并定期安排相關老師進行交流指導。

自主創新型實驗主要是針對學有余力、對編程非常感興趣的同學，由他們自主設計工程項目，對好的作品，主要以競賽的方式舉行，激勵學生積極的用程序設計的思維方式去解決日常學習和生活中的問題。

3.面向過程的考核方式

為了改變傳統的以期末考試成績為主的單一的考核方式，我們采用CDIO面向過程的考核方式，關注學生學習知識和技能的過程，從學習能力、學習態度、創新精神、團隊合作能力等多個方面加以考核，力求知識、能力、素質三者的統一結合。將學生的成績劃分為四個部分：

平時成績：根據學生基礎型實驗的完成情況、課堂的表現、實驗過程中問題的交流與反饋等綜合評定。

期中成績：為了加強對學生學習過程的監督和激勵，防止出現學生期末時“臨時抱佛腳”的現象，及時發現教學過程中的問題加以調整和改進，在學期中對學生的學習情況加以考核。

綜合設計實驗成績：綜合設計型實驗的考核采用答辯的方式，每個小組分別對完成的項目加以介紹，從構思、設計、代碼實現、運行結果等多個方面加以說明和演示。小組成績由老師和學生代表共同評定。小組內部學生的成績由小組長根據組員的完成工作情況權衡打分，這樣有利于提高團隊的凝聚力。

期末成績：采用無紙化機考的方式，在考察理論知識的同時增加程序設計和程序填空題的比重，加強學生實踐能力的考核。

對自主創新的作品進行加分，鼓勵學生創新意識和能力的培養。

三、結論

本文對目前高校中VB程序設計公共基礎課程出現的問題加以剖析，在CDIO工程教育理念的指導下，從理論課程的教學、實驗體系的構建、考核方式等方面設計了以培養學生實踐能力為主導的教學模式，充分調動學生的積極性，激發學生興趣，讓學生在實驗的過程中逐步培養自主學習能力，團隊合作的意識、創新實踐的精神。從教學效果來看，學生的動手能力和自信心得到了很大的提升，從而實現了教學質量的提高。

參考文獻：

[1]顧佩華，李昇平，沈民奮，等.以設計為導向的 EIP_CDIO 創新型工程人才培養模式[J].中國高等教育，2009，（3）：47-49.

[2]吳雅娟，衣治安，王躍萍.CDIO教育模式在計算機基礎教學中的應用研究[J].計算機教育，2010，（14）：141-143.

[3]顧學雍.聯結理論與實踐的CDIO——清華大學創新性工程教育的探索[J].高等工程教育研究，2009，（1）：11-23.

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

（責任編輯：劉麗娜）