CDIO工程教育模式下項目化課程教學的研究與設計——“C語言程序設計”課程為例*

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CDIO工程教育模式下項目化課程教學的研究與設計——“C語言程序設計”課程為例*

王曉娟，韋韞韜，劉世民

(佳木斯大學 信息電子技術學院，黑龍江 佳木斯 154007)

[摘要]項目化課程教學以培養學生應用能力為目標，教學設計中以項目做主線，學生為主體，理論與實踐相融合，有效激發學生學習興趣，提高學生實踐應用能力。本文以“C語言程序設計”課程為例，將CDIO工程教育理念融入到課程教學過程中，從課程教學的準備、設計到具體實施對項目化課程教學方法進行了研究與論述。

[關鍵詞]CDIO；項目化課程教學；C語言；教學改革

0 引言

“C語言程序設計”課程是高校計算機類相關專業的必修課程，也是一門實踐性較強的基礎課程，學好C語言對于學生掌握編程方法，構建編程思維，提高軟件開發能力具有重要作用。然而，受傳統教學模式所限，現有的課程教學大多還沿用“教師講，學生聽”的教學方式，導致學生被動學習、學習目標不明確、學習無興趣，扼殺了學生主動探究問題、解決問題的積極性和創造力。

CDIO工程教育模式下的項目化課程教學遵循CDIO倡導的“基于項目的教育和學習”和“做中學”的教育理念，以項目為載體，課程教學與課程實踐緊密結合，以培養學生的工程應用能力為人才培養目標，強調學生自主學習能力、團隊協作能力、溝通能力及職業能力的培養[1]。將項目化課程教學引入到高校教育教學改革之中，對改善課程教學質量，提高應用型創新人才培養質量具有重要意義。

1 項目化課程教學方法

項目化課程教學是以培養學生實際應用能力為主要目標，選取與專業課程相關的完整項目來組織課程教學內容，實施教學活動，以完成具體項目任務為主要學習方式的課程教學方法[2]。項目化課程教學中，教師依據課程專業特點，以項目生命周期為載體，模擬真實的項目開發環境，選擇與課程內容相關的專題項目組織課程教學內容，以實際任務需求去激發學生的學習積極性，用專業理論知識指導項目實踐活動，解決實際工作問題；學生則在教師的指導下做中學，學中做，理論與實踐緊密結合，明確學習目標，主動獲取知識，通過項目活動任務的具體實踐，完善所學專業知識，提高解決實際問題的應用能力[3]。

項目化課程教學方法與CDIO工程教育理念高度契合，以項目為主線展開教學活動，旨在通過課程項目化將理論教學與實踐教學有機結合，充分發掘學生的創造潛能，激發學生的學習熱情，提高學生解決實際問題的綜合應用能力[4]。

與傳統課程教學模式相比較，CDIO工程教育模式下的項目化課程教學的優勢在于：

(1)項目過程真實完整，學習目標明確、學習更具趣味性、主動性；

(2)項目活動理論與實踐相結合，專業知識和專業應用能力同步提高；

(3)項目管理情境化、操作規范化，學校到企業無縫連接；

(4)項目進程模塊化管理，個人職業技能和團隊協作能力共同培養；

(5)項目成果過程化評測，課程評價體系更加合理；

(6)項目活動過程師生共同參與，教師與學生互相促進，共同提高。

2 項目化課程教學設計

項目化課程教學是一個師生共同參與的完整工作過程，整個教學活動圍繞與專業課程密切相關的項目活動展開。教學活動中，學生是學習的主體，學生在教師的引導下完成項目活動的全過程，包括項目資料的收集、項目方案的設計、項目的具體實施及項目結果評審。教師則是學習的組織者和引導者，教師主要負責項目任務的設計選取、教學活動的組織、教學過程的引導和輔導以及最終對學生完成項目任務情況的考核與評價[5]。

2.1 項目教學準備

為了保障項目化課程教學的有效實施，項目課程教學的前期準備工作要充分。教學資料方面，從項目任務書的設計，包括項目教學的大綱、計劃、教學方案、課程考核標準，到項目教學涉及的課件、C程序相關源代碼、項目任務相關背景案例等文檔信息要全面具體。教學環境方面，項目教學過程所需多媒體教學配套設施、實驗室軟硬件環境的準備也要充分完備，以保證項目化課程教學活動的順利實施。

2.2 項目任務選取

項目任務的選取是項目化課程教學的關鍵，也是教學設計的難點。項目任務的選取要合理有效，符合教學規律，由簡入繁，層層推進；項目操作內容應涵蓋本門課程相關知識點，體現課程的重點難點；項目任務應具備專業特點，與職業需求接軌，具有一定的社會經濟價值；此外，項目任務要難易適中，保證學生在限定時間內有能力完成的同時，能夠充分發揮個人的學習潛能與創造力。

2.3 項目任務分組

CDIO工程教育理念之一就是提高學生工程項目的開發能力，培養學生的團隊意識及溝通協作能力。項目實施前，教師應根據項目任務規模和項目難易度進行項目任務分組，每組成員4-6人為宜，學生可以自選組合，每小組推選一名項目小組長，用以協調小組成員的分工、管理督促項目的實施進度。學生在項目小組分工協作的過程中真實體驗了項目開發流程，通過對項目的規劃、相互的交流合作，深刻體驗了團隊協作互信互助精神，既提高了工程應用能力又培養了自身職業素養。

2.4 項目工作總結

項目任務工作過程中，教師與學生應共同總結項目課程實踐中遇到的問題，探求多種解決問題的方案，并以實驗報告或項目報告的形式對項目各階段完成情況歸納總結，形成階段性文檔。項目報告的撰寫工作可以有效提升學生的文字表述能力，培養學生解決問題時在分析對比中發現新原理、新知識的系統學習能力。

2.5 項目成果評測

與傳統課程考核方式不同，項目化課程教學注重過程評價，關注學生在項目開發過程各環節中專業知識與專業技能的掌握與應用情況。項目任務完成后，學生應以小組為單位按要求提交項目任務相關的C程序源代碼及相關說明性文檔，并對項目完成情況時行總結匯報。教師與小組成員則根據項目分工的難易程度，針對該學生在項目活動不同階段的表現情況予以總結與評價。

3 項目化課程教學實施

根據C語言的課程性質，“C語言程序設計”課程的項目化教學可基于軟件生命周期進行設計與實施。為了能夠將本門課程的知識點貫穿于項目教學過程當中，實現教材各章節內容的合理銜接，我們可以對原有的教學內容進行重新編排與整合，根據教學需要設計不同規模的項目任務，項目任務可涉及某個章節、某幾個章節甚至是課程全部章節的知識點。下面選取“高校學生成績管理系統”作為項目任務，實施項目化課程教學，具體過程如下：

3.1 提出任務要求

教師向各項目小組下達項目任務書，提出任務要求，明確項目功能需求。各項目小組分組討論，確定小組成員分工，了解基本工作流程，制定項目進度計劃，確定學習目標。

3.2項目方案制訂

為保障項目的順利實施，項目方案應由教師以層層推進的方式加以分析、講解，引導學生理解項目任務的工作方法及具體操作步驟。項目方案的制訂遵循模塊化程序設計原則，充分利用C語言空函數的占位作用和擴充功能，對項目進行功能性模塊劃分，如表1所示。

表1　高校學生成績管理系統功能模塊圖

3.3知識點講解

通過相關案例的演示講解，引入項目相關知識點，講解項目工作中涉及的課程重點、難點，如：表1中用戶界面模塊設計代碼中用到了printf()格式化輸出函數，通過對該函數語法格式及功能的講解，引導學生完成項目任務的同時，也加深了學生對該部分知識點的學習和理解。

3.4項目方案實施

項目方案制訂完成后，學生需在教師的引導下，按照項目計劃以小組協作的方式完成對項目的具體實施工作，即根據各部分模塊功能的難易度不斷擴充其功能，編寫對應代碼，驗證代碼的有效性。學生在“做中學”，“學中做”的過程中不斷完善項目任務，實現對課程知識點的有序學習和進一步提高[6]。

3.5 課程考核方式

由于“C語言程序設計”課程實踐性較強，因此，結合我院實際情況，本門課程的考核結果可按4：6比例給出，其中60%的考核成績來自于項目化課程設計綜合測評，用以實現項目化教學的過程考核，重點考核學生在項目開發實踐各環節中的工程應用能力；其他40%為基礎理論測試部分，考核方式為機考，主要用于對項目化課程教學內容的補充、完善和加強。

總之，在本例的項目化課程教學中，教師以項目模塊為單位組織教學，依據項目進度，圍繞每個功能模塊涉及的知識點進行課程教學，不斷豐富學生所學知識內容。學生在項目驅動下完成課程內容的學習，學習興趣濃厚，學習目標明確，所學的知識更加系統、完整，為后續課程的學習奠定了良好的理論實踐基礎。

4項目化課程教學總結

項目化課程教學的難點在于課程項目任務的設計，任務的設計既要涵蓋知識點又要具有邏輯性、實用性，難易度上既不能讓學生畏難，又不能過易，讓學生失去探究學習的興趣。

項目化課程教學的重點在于課程教學的實施上，教師作為項目化課程教學的引導者，需要在項目的實施過程中激發學生學習熱情，引導學生熟悉項目開發流程，有效完成項目開發各環節的實踐活動。這就要求教師在精通本門課程專業理論知識的基礎上，了解專業相關領域的行業需求和最新前沿技術，同時具備一定的工程實踐能力和工程項目開發經驗。因此，教師的專業水平和工程能力是項目化課程教學有效實施的關鍵。

5 結語

本文以“C語言程序設計”課程教學為例，結合佳木斯大學實際情況，對基于CDIO工程教育理念的項目化課程教學方法進行了深入的分析與研究，明確了項目化課程教學“項目為主線、學生為主體、教師為引導”的課程教學模式，強化了CDIO“基于項目的教育和學習”和“做中學”方法理論在高校課程教學中的重要作用，有效推進了學院計算機應用型創新人才培養模式的改革和發展。

[參考文獻]

[1]牛麗.軟件高技能人才CDIO工程能力的培養[J].中國成人教育,2010(3).

[2]許曉寧，等.基于工作過程的項目課程教學方案設計的研究[J].東方企業文化,2013(9).

[3]趙麗麗，等.“做中學、學中做”管理會計案例教學法探析[J].大連民族學院學報,2013(6).

[4]趙明海.高職院校《C語言程序設計》課程項目化教學設計研究[J].信息與電腦,2012(9).

[5]邵玉祥.“案例教學+項目教學法”在計算機語言教學中的互補應用[J].高教論壇,2012(2).

[6]周峰.構建“做中學”戰略下的CDIO課程體系模式[J].計算機教育,2010(11).

[責任編輯：田麗華]

Study and Design of the Project Teaching

Under the CDIO Engineering Education Mode

——Taking “C Programming Language” Course as Example

WANG Xiao-juan，WEI Yun-tao，LIU Shi-min

(School of Information and Electronics Technology， Jiamusi University, Jiamusi 154007,China)

Abstract:Project course teaching aims to train the students' application ability, takes project as the main line and takes the students as the main body in the design of teaching, effectively stimulates students' interest in learning, improves the students' practical application ability by the integration of theory and practice. The paper takes "C programming language" course as example, discusses the design and implementation of the project course teaching method based on CDIO .

Key words:CDIO; project course teaching; C programming language; teaching reform

[中圖分類號]G642

[文獻標識碼]A

[文章編號]1007-9882(2015)06-0190-03

[作者簡介]王曉娟(1975-)，女，黑龍江佳木斯人，碩士，佳木斯大學信息電子技術學院副教授，研究方向：計算機教育教學改革。

[基金項目]黑龍江省教改項目(JG2014011042)； 佳木斯大學重點教學研究項目(JYLA2013-05)； 佳木斯大學青年專項教學研究項目(JYLA2012-015)

*[收稿日期]2015-10-20