基于CDIO模式的《C#高級程序設(shè)計》教學(xué)改革初探

劉敏

摘 要： CDIO工程教育模式是一種倡導(dǎo)“在做中學(xué)”的新型教學(xué)模式。針對目前《C#高級程序設(shè)計》課程教學(xué)的缺點，可將CDIO教學(xué)理念引入該門課程設(shè)計相應(yīng)的實施方案。實踐結(jié)果表明，基于CDIO的教學(xué)與實驗案例實施，有利于學(xué)生分析解決問題能力、創(chuàng)新能力和學(xué)習(xí)主動性的培養(yǎng)。

關(guān)鍵詞： CDIO 《C#高級程序設(shè)計》 教學(xué)改革

1.引言

CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）和運作（Operate），是當(dāng)今國際高等工程教育的最新人才培養(yǎng)理念[1]。它以項目任務(wù)為載體，集中體現(xiàn)為“基于項目的教育和學(xué)習(xí)”（Project based education and learning）和“做中學(xué)”（Learn by doing）原則，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決工程實際問題的能力。在教學(xué)方法上形成以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的教學(xué)模式，通過項目實踐引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、溝通交流能力和團隊合作能力。

C#語言是微軟公司專門為.NET平臺的應(yīng)用而開發(fā)的一種簡單、安全、面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言，它吸收了C++、Java等語言的優(yōu)點，是目前使用最廣泛的程序設(shè)計語言之一。《C#高級程序設(shè)計》是B/S結(jié)構(gòu)下軟件開發(fā)的一門核心課程。該課程理論綜合性高、應(yīng)用實踐性強，主要培養(yǎng)學(xué)生的實踐開發(fā)技能。在實際教學(xué)中，由于理論與實踐教學(xué)分離、實踐內(nèi)容缺乏整體設(shè)計等因素，教學(xué)效果一直不理想，學(xué)生獨立分析解決問題的能力、團隊合作精神等沒有得到有效的培養(yǎng)和鍛煉，難以滿足創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的要求。針對教學(xué)的不足，將CDIO教學(xué)理念引入該門課程的教學(xué)，采用基于CDIO理念下的任務(wù)驅(qū)動及項目案例教學(xué)，對提高該門課程教學(xué)質(zhì)量具有重要的意義。

2.《C#高級程序設(shè)計》課程教學(xué)現(xiàn)狀

《C#高級程序設(shè)計》是一門集知識和技能于一體，邏輯分析和實踐操作都很強的課程，而在目前的教學(xué)組織實施中主要存在以下幾個問題：

2.1教學(xué)觀念陳舊，教學(xué)方法單一。

《C#高級程序設(shè)計》課程涉及的概念抽象，教學(xué)內(nèi)容繁雜、學(xué)時較少。教學(xué)中教師普遍采用多媒體課件進行教學(xué)，這種模式下雖然課堂信息量大，講授內(nèi)容多，但教師的教學(xué)觀念并未發(fā)生根本轉(zhuǎn)變，仍然以教師為中心，講授為主。課堂顯得空洞、呆板、學(xué)生仍處于被動地位，不利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，學(xué)生分析問題、解決問題的能力得不到培養(yǎng)。

2.2教學(xué)案例零碎，連貫性不強。

教師通常以選取的教材為中心，按照教材的章節(jié)順序講授課程內(nèi)容，理論內(nèi)容較多，案例較少。課堂教學(xué)中案例的演示多數(shù)是對講授的理論知識進行驗證，采用的案例是根據(jù)教學(xué)中各知識點進行設(shè)計，案例相互獨立，聯(lián)系較少，無法體現(xiàn)工程項目的完整過程，致使學(xué)生對知識結(jié)構(gòu)無法融會貫通。

2.3理論與實踐分離，結(jié)合不緊密。

目前解決理論學(xué)習(xí)與實踐操作結(jié)合的問題通常采用“三明治”式教學(xué)法，以“學(xué)習(xí)—實踐—學(xué)習(xí)”的方式將理論學(xué)習(xí)和實踐操作交替進行，這種方式雖然一定程度上解決了理論和實踐之間的結(jié)合問題，但實踐操作住住比較零散，難以解決工程項目之間的關(guān)系和完整性問題。

3.基于CDIO理念的教學(xué)改革實踐

3.1更新教學(xué)理念，豐富教學(xué)方法。

針對該課程實踐性強、工程化的特點，引入CDIO的教學(xué)理念，采用基于CDIO理念的任務(wù)驅(qū)動及項目案例教學(xué)，有利于調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，培養(yǎng)學(xué)生的實際動手能力、創(chuàng)新能力及團隊合作精神。

任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。該方法首先讓學(xué)生明確自己的任務(wù)，提出問題，主動探究學(xué)習(xí)，教師圍繞“問題”講授知識點，配合演示實例幫助理解，最后指導(dǎo)學(xué)生把知識運用到“任務(wù)”中。這種教學(xué)方法體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，圍繞任務(wù)展開學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生牢固掌握基礎(chǔ)知識。一般在理論知識教授時運用這種教學(xué)方法效果較好。

項目教學(xué)法。在綜合項目開發(fā)中運用項目教學(xué)法是行之有效的，這種教學(xué)法的主要特點是“以項目為主線、教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”。將班級學(xué)生分成三五人一組，以小組為單位完成一個綜合項目設(shè)計。由組長負責(zé)組織各項學(xué)習(xí)活動，組員共同解決人員分工、提出問題、信息收集、方案設(shè)計到項目實施及最終評測過程中的所有問題，教師在整個過程中作為“顧問”指導(dǎo)。這種方法有利于培養(yǎng)學(xué)生團隊合作解決問題等綜合能力，能提高理論水平和實踐操作技能。

3.2優(yōu)化教學(xué)案例，合理安排教學(xué)內(nèi)容。

在教學(xué)時數(shù)較少的情況下，合理安排教學(xué)內(nèi)容是必要的。在.NET平臺下用C#語言開發(fā)的程序主要有控制臺應(yīng)用程序、Windows應(yīng)用程序和Web應(yīng)用程序。控制臺應(yīng)用程序的開發(fā)主要是C#基礎(chǔ)知識的掌握，重點放在算法的分析和設(shè)計及類與對象的概念及應(yīng)用。Windows應(yīng)用程序開發(fā)，重點講授可視化編程基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫編程及應(yīng)用。對于Web應(yīng)用程序的開發(fā)，因為開設(shè)相關(guān)后續(xù)課程，所以只作簡單介紹。

在教學(xué)組織與實施過程中，講解內(nèi)容要重點突出，根據(jù)教學(xué)知識點精選案例，使這些案例相關(guān)，這樣既可以對單個知識點進行講解和應(yīng)用、演示、實踐，又可以將單元知識點結(jié)合應(yīng)用，達到融會貫通的效果。當(dāng)所有教學(xué)單元內(nèi)容學(xué)習(xí)完成后，這些案例就能組裝成一個完整實用的應(yīng)用程序。

3.3理論與實踐有機結(jié)合。

圍繞C-D-I-O四個階段以一個綜合項目設(shè)計“學(xué)生管理信息系統(tǒng)”中的登錄功能設(shè)計與實現(xiàn)為例說明構(gòu)建項目化教學(xué)過程。這個教學(xué)過程分構(gòu)思、設(shè)計、實現(xiàn)和運行四個步驟來完成。

3.3.1構(gòu)思階段：首先教師提出系統(tǒng)登錄過程的設(shè)計任務(wù)，然后采用情境教學(xué)法和案例教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生描述常用的軟件登錄過程并對將要設(shè)計的項目進行系統(tǒng)分析，明確應(yīng)該如何設(shè)計登錄界面，如何進行用戶信息驗證，是否使用數(shù)據(jù)庫連接，在實現(xiàn)登錄過程的時候需要做哪些準備？

3.3.2設(shè)計階段：在構(gòu)思階段的基礎(chǔ)上作需求分析，進行數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和界面設(shè)計。需求分析要分析登錄的過程，分析用戶的需求，明確登錄過程要具備用戶名和密碼驗證功能。數(shù)據(jù)庫設(shè)計首先要選擇一種數(shù)據(jù)庫管理工具，然后創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)表。界面設(shè)計需要使用相應(yīng)的控件完成。

3.3.3實現(xiàn)階段：在編寫代碼實現(xiàn)登錄功能之前，讓學(xué)生帶著問題，以明確的思路寫代碼。如怎么連接數(shù)據(jù)庫，如何對用戶名和密碼進行校驗，登錄成功如何處理，登錄失敗如何處理等。教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，進而讓學(xué)生帶著問題思考，帶著問題分析和解決，最后把這個發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的過程變成學(xué)生自己的東西。

3.3.4運行階段：運行程序的主要目的是驗證、改進現(xiàn)有的項目設(shè)計。通過輸入幾組不同的測試數(shù)據(jù)，比如用戶名不正確的數(shù)據(jù)、密碼不正確的數(shù)據(jù)、用戶名和密碼都不正確的數(shù)據(jù)等發(fā)現(xiàn)項目的不足之處并予以改進。項目按要求實現(xiàn)后，教師要注重引導(dǎo)學(xué)生進一步拓展系統(tǒng)功能，靈活運用所學(xué)知識豐富項目個性化設(shè)計。例如在登錄功能中擴展實現(xiàn)限制登錄次數(shù)、自動登錄、注冊、修改密碼等功能，這樣有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，讓學(xué)有余力的學(xué)生有足夠的發(fā)展空間。

4.結(jié)語

通過對基于CDIO理念的項目教學(xué)法在《C#高級程序設(shè)計》課程教學(xué)應(yīng)用的不斷探索和實踐，與圍繞教材以課堂講授為主，以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，基于CDIO理念的教學(xué)模式強調(diào)學(xué)生的主體地位，圍繞項目案例進行知識點講解，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，同時培養(yǎng)學(xué)生的合作能力，取得較好的教學(xué)效果。不僅提高學(xué)生《C#高級程序設(shè)計》課程的教學(xué)質(zhì)量，對其他程序設(shè)計類課程的教學(xué)也有借鑒作用。

參考文獻：

[1]查建中.“論做中學(xué)”戰(zhàn)略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究，2008（3）.

[2]何源.任務(wù)導(dǎo)向教學(xué)在VisualBasic程序設(shè)計中的應(yīng)用[J].人力資源管理（學(xué)術(shù)版），2009（3）：269-270.

[3]王剛.CDIO工程教育模式的解讀與思考[J].中國高教研究，2009（5）：86-87.

[4]陳潔.CDIO工程教育模式在高職軟件專業(yè)中的實踐[J].計算機教育，2010（11）：74-77.

[5]吳向榮.《C++程序設(shè)計》教學(xué)改革實踐[J].現(xiàn)代計算機，2012（9）：64-66.

基金項目：貴陽學(xué)院院級教改項目“基于CDIO理念的‘C#程序設(shè)計課程項目化教學(xué)方法探究”（項目編號：20154719）階段性成果。