基于CDIO工程教育理念的.NET程序設計課程教學實踐

師碩　薛桂香　于洋

摘要：針對.NET程序設計課程實踐性強的特點，借鑒CDIO工程教育理念，進行“.NET程序設計課程”教學改革實踐。通過完善教學大綱及內容，采用多樣化課堂教學，設計“多層式遞進式”實驗項目，實施基于CDIO的考核評價模式等一系列改革，激發學生主動學習興趣，培養學生項目合作精神，提升學生實踐能力和創新能力。

關鍵詞：CDIO；教學模式；教學案例；項目驅動

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）12-0093-02

CDIO是由MIT等四所工程大學發起，23所大學參與的，基于工程技術領域人才培養探索改革，創立形成的教育理念[1，2]。隨著WEB技術的發展，目前.NET程序設計課程在工科院校信息類專業普遍開課，承擔著學生.NET項目開發工程實踐能力的培養任務。為此，本文結合CDIO工程教學模式的理念，針對.NET課程教學中存在的具體問題，對.NET程序設計課程的教學大綱、教學內容及教學形式進行探索，探索在信息類專業教學過程中，如何從具體某一門課程的微觀層面實施CDIO核心思想，探討如何培養出適合社會需求的信息類創新型工程技術人才。

一、.NET程序設計教學現狀及CDIO教學模式

.NET程序設計是一門能培養并提升學生綜合工程能力的課程[3]，體現了理論教學與實踐教學的有機結合。但目前存在學生實際項目開發能力普遍不足的現象，分析原因有以下幾個方面：（1）知識點孤立，沒有完整的課程體系設計。表現在沒有統一的教材，教材基本以孤立的知識點設計例題及練習題。（2）實驗設置不合理，學生軟件項目開發能力培養不足。實驗多是按照章節、知識點設計的一些突出編程語言特性的驗證型實驗。（3）沒有反思環節，學生缺乏繼續學習的動力和能力。針對上述問題，項目案例教學法[4]等新的教學方式也曾用于其課程教學中，并在學生項目開發經驗和能力培養方面起到積極作用，但在工程認知、環境認知等方面依然存在不足。CDIO教學理念也有應用到.NET網絡應用開發課程群教學設計中的[5]，但針對單獨這門課上貫徹和實踐CDIO教學理念還需要進一步探討。為此，在.NET程序設計課程的教學過程中，引入CDIO教學理念進行教學改革實踐。CDIO工程教育理念強調學生的實踐能力、學習能力以及系統掌控能力的培養。其中，CDIO能力大綱包含4個方面的內容，如圖1所示。

二、基于CDIO的.NET程序設計課程教學改革

（一）CDIO模式下教學內容設計

.NET平臺支持多種應用項目的開發，所以.NET程序設計課程的教學內容繁多，結合課時要求，除去導論部分，將授課內容整理為面向對象程序設計、Windows應用程序設計、ADO.NET數據庫訪問技術、Web技術開發四大模塊。每個模塊都以原理、設計和應用為線索組織教學，并按照知識模塊組織專題進行授課內容設計：（1）面向對象程序設計部分，涉及C#基本語法、類和對象、繼承、多態、接口及其實現、委托和事件、異常處理等；（2）Windows應用程序設計部分涉及Windows項目開發流程、窗體、控件的使用；（3）ADO.NET數據庫訪問技術涉及ADO.NET體系結構、.NET Framework數據庫提供程序、數據綁定技術；（4）Web技術開發涉及ASP.NET控件及內置對象、Web數據綁定技術、HTML和CSS樣式等內容。通過這樣設計教學內容，教師能從較高層次把握課程內容的地位和作用以分配不同的課時，學生容易理清不同應用項目開發所用技術的不同及之間的關系。

（二）“多層次遞進式”項目設計

實驗項目設計采用多層次、遞進式方式。以學生為本，從簡單到復雜、從單一到綜合、從驗證型到創新型，循序漸進地把教學內容和能力培養體現在項目中。將課程實驗分為基礎驗證型、綜合設計型和實踐創新型三個層次，根據知識模塊設計相應項目引導課程的教和學，并有側重點地體現CDIO能力的培養，項目列表及對應CDIO能力培養如表1所示。

凝練優秀的教學型工程項目是基于CDIO項目學習模式成功的關鍵之一。因此表1中所列項目都是經過教學實踐反復修改完善的。實踐創新型實驗與軟件工程、數據庫課程相結合，采用一個完整的項目做載體貫穿始終。這樣設計實驗，首先可以將知識和課程有機結合，有助于學生明確它們在解決復雜工程問題中的關聯和作用；然后減少了課程之間銜接的重復、冗余；也減少了學生重復完成項目的工作量。在實踐創新型項目的凝練過程中，充分考慮學生熟悉并感興趣的項目，一類是校內項目，如網上選課系統，校園二手商品交易網站等，這樣不僅能解決教師的實際需求，也能滿足學生通過實際項目開發Web開發技能的培養；另一類是自主選擇項目，可以提高學生項目的開發熱情和興趣。

（三）基于CDIO的教學實施

在具體教學過程中，按照知識模塊為教學單位進行。32學時的理論授課和作業結合，并輔以小測試加強理論知識的鞏固。每個模塊的理論授課完畢完成對應的實驗項目，共20學時，加入反思及答辯環節，最后進行期末考試。

理論教學采用多種教學方式。對緒論性內容、面向對象程序設計等有一定難度的理論知識，依然采用講授教學方式；對Windows應用開發，采用啟發式案例教學法，以Windows系統自帶記事本為例，逐漸講解各種控件的應用及開發流程；對Web技術開發，綜合案例教學和任務驅動教學，對已經完成的“工程訓練中心選課系統”的項目進行精練，作為授課案例，詳細講解需求分析過程，然后引導學生概要設計、詳細設計，并以具體模塊為例進行程序編碼及調試運行。整個授課環節，板書和多媒體相結合，現場程序編寫及調試，不僅幫助學生直觀理解概念、原理和方法，也可以提高學生的興趣，形成以教師為主導，學生為主體的教學模式。

實驗教學不同層次實驗區別實施。對驗證型實驗和綜合設計型實驗，每人單獨完成，旨在通過實驗使學生深入掌握基本知識、原理、編程的基本技巧，實驗過程中老師及時解決學生所遇問題并掌握進展情況，每次實驗課的最后半個小時，驗收部分學生的實驗以督促學生學習；并展示往屆有代表性的實驗報告和程序，規范學生實驗報告的撰寫，激勵學生互相學習，共同進步。對實踐創新型實驗，學生4～6人為單位形成開發小組，一人任組長，進行角色劃分。團隊按照軟件工程的開發步驟，進行需求分析、概要設計及詳細設計和測試，撰寫各個階段的開發文檔，要求團隊共同參與項目答辯。各層次實驗的考核都設有答辯和反思環節。反思不僅可以啟發學生積極進行批判性思考來深化課程學習目標，而且也有助于學生進行深層次的學與問，引導學生主動學習的興趣。

三、結語

本文結合CDIO的工程教學模式的理念對.NET程序設計課程的教學大綱、教學內容、試驗項目等進行重新設計。在教學過程中，采用多種教學手段，并通過凝練典型工程項目將課程知識點關聯起來，使之為載體貫徹始終，通過完成不同層次的實驗項目，引導學生“做中學”，并以CDIO考核形式引入反思答辯環節。這樣的教學改革，培養了學生項目開發的通用能力，使之能夠處理解決一般工程項目整個生命周期產生的各種問題，符合工程技術型人才培養的目標。

參考文獻：

[1]顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（上）[J].高等工程教育研究，2012，（3）：24-40.

[2]顧佩華，包能勝，康全禮，等.CDIO在中國（下）[J].高等工程教育研究，2012，（5）：34-45.

[3]陳煒.CDIO工程教育模式與創業教育[J].江蘇高教，2011，（5）：130-131.

[4]湯雙權，劉陽京，程志宇.項目案例教學法在ASP.NET課程中的應用[J].電腦知識與技術，2013，9（27）：6160-6161.

[5]劉迎春，李亞聲.基于CDIO標準的高職IT類.NET網絡應用開發課程群教學設計[J].計算機教育，2014，（1）：96-100.