基于CDIO改革地方本科院校學(xué)生程序設(shè)計創(chuàng)新能力的培養(yǎng)模式

費雄偉 何建新 曾敏

摘 要：為了提升地方本科院校學(xué)生程序設(shè)計創(chuàng)新能力，通過分析目前存在的問題，針對性地提出了基于CDIO（Conceive，Design，Implement，and Operation）的培養(yǎng)新模式，并從項目展示、項目分解、開放指導(dǎo)和項目創(chuàng)新等四個方面闡述了該模式。實踐證明，通過該模式，學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力得到了增強，受到了用人單位的好評。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計；CDIO；創(chuàng)新能力；地方本科院校

隨著我國高等教育的蓬勃發(fā)展，高等教育的規(guī)模已經(jīng)達到全球最大，但教學(xué)質(zhì)量還不夠強，表現(xiàn)為學(xué)生的創(chuàng)新能力跟高等教育發(fā)達國家相比還存在著差距。隨著國家對教育投入的不斷增加和對創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的格外重視，我國的高等教育正從大轉(zhuǎn)為強。地方本科院校以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為己任，對學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力培養(yǎng)有著更為迫切的需求。作為引領(lǐng)科技發(fā)展前沿的信息技術(shù)類專業(yè)，一方面有著很大的發(fā)展前途，另一方面也承擔(dān)著創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的挑戰(zhàn)和重任。因此，本文通過對培養(yǎng)地方本科院校學(xué)生的程序設(shè)計創(chuàng)新能力的分析和研究，提出了針對性的培養(yǎng)模式和方案。

1 問題分析

目前，地方本科院校程序設(shè)計課程的教學(xué)存在著比較大的不足，主要表現(xiàn)為：

1）單純重視語言教學(xué)。程序設(shè)計固然需要利用計算機語言進行代碼編寫，但如果停留在語言層面，學(xué)生難以產(chǎn)生濃厚的興趣。

2）缺乏有效的訓(xùn)練學(xué)生的方法。程序設(shè)計實驗一般采取的是小型計算題，學(xué)生解決后沒有足夠的成就感。

3）缺乏相應(yīng)的檢驗手段。有些學(xué)校還是采取卷面考試的方式進行教學(xué)考核，難以體現(xiàn)學(xué)生實踐能力。

這些問題的根源是將程序設(shè)計辦成了文科記憶式的教學(xué)模式，忘卻了程序設(shè)計的理科動手操作的一面，急需進行扭轉(zhuǎn)。而采取CDIO的培養(yǎng)新模式，能有效地解決上述問題，下面具體闡述。

2 基于CDIO的地方本科院校學(xué)生程序設(shè)計創(chuàng)新能力的培養(yǎng)新模式

程序設(shè)計是一種高密度的腦力勞動，需要很強的創(chuàng)新能力和動手能力。程序設(shè)計包括算法分析、算法設(shè)計，代碼編寫，程序調(diào)試，程序部署和維護等一系列過程。這些過程與CDIO所倡導(dǎo)的構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運行（Operate）具有很強的關(guān)聯(lián)性。可以看出構(gòu)思能對應(yīng)算法分析，設(shè)計對于算法設(shè)計，實現(xiàn)對應(yīng)代碼編寫和程序調(diào)試，而運行對應(yīng)程序部署和維護。但在操作時，如何進行有效地關(guān)聯(lián)是培養(yǎng)模式革新的關(guān)鍵。經(jīng)過教學(xué)實踐，采取如下4步的模式效果良好。

2.1 項目展示

首先要把握程序設(shè)計的整體性，它的各個環(huán)節(jié)并不能割裂來培養(yǎng)。因此首先要面對具體的、學(xué)生有直觀感受的項目入手，進行項目展示。項目一般選擇學(xué)生熟悉的，可以是以往學(xué)生的程序項目、創(chuàng)新項目、競賽項目等等。這樣有利于激發(fā)學(xué)生興趣，另外需要注意每個項目需有側(cè)重點，以保證教學(xué)用到的項目能涵蓋到足夠的知識點。

2.2 項目分解

展示過項目后，學(xué)生有著強烈的愿望想知道項目的制作方法。培養(yǎng)時，教師可以針對特定的項目進行具體分析。按照先進行算法分析，再進行算法設(shè)計，再就代碼編寫，程序調(diào)試，程序部署等一系列過程進行講解。該步需特別注意兩點：一是項目先從小項目講起，在逐步擴大到大項目；二是項目要精講，即只講解項目涉及到的知識點。

2.3 開放指導(dǎo)

項目講解完成后，需要進行充分的練習(xí)。開放指導(dǎo)主要有兩種形式，其一是教師課堂上或者課外的在線指導(dǎo)，其二是學(xué)生助教，可由本班學(xué)習(xí)好的同學(xué)或者創(chuàng)新項目組或者競賽組的同學(xué)擔(dān)任。開放指導(dǎo)的目的是做到學(xué)生對碰到的問題的及時指導(dǎo)和技術(shù)支持。

2.4 項目創(chuàng)新

經(jīng)過上述3步后，學(xué)生已經(jīng)積累了足夠的項目經(jīng)驗，急需進行實際項目的開發(fā)和維護。在培養(yǎng)環(huán)節(jié)中，這主要由：1）學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)，以團隊形式到實習(xí)企業(yè)承接實際項目，參與項目的開發(fā)、運維，2）學(xué)生畢業(yè)設(shè)計，在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立承擔(dān)項目的開發(fā)、運維。學(xué)生畢業(yè)設(shè)計建構(gòu)在學(xué)生生產(chǎn)實習(xí)之上。通過項目創(chuàng)新為學(xué)生畢業(yè)后的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)打下基礎(chǔ)。

以上四步分別從激發(fā)學(xué)生興趣，項目式教學(xué)，項目式練習(xí)和項目式創(chuàng)新角度入手，能解決學(xué)生動手能力不足的困擾。另外由于項目的做法存在著自己的創(chuàng)意發(fā)揮空間，有助于學(xué)生提升自己的創(chuàng)新能力。而且通過團隊合作和項目運維，使學(xué)生的創(chuàng)業(yè)意識和創(chuàng)業(yè)能力得到了訓(xùn)練和提高。通過在生產(chǎn)實習(xí)企業(yè)的實踐，實習(xí)企業(yè)肯定了我校學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)業(yè)能力，有很多同學(xué)在項目制作完成后很快得到了就業(yè)機會。

3 結(jié)語

通過在地方院校實踐上述的基于CDIO程序設(shè)計創(chuàng)新能力的培養(yǎng)新模式，學(xué)生的實踐創(chuàng)新能力得到了增強，提高了教學(xué)質(zhì)量，學(xué)生畢業(yè)后的職業(yè)發(fā)展得到了用人單位的肯定。這種模式也可以推廣到其他工科專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力。

參考文獻：

[1] 張樺，溫顯斌，王勁松.基于 CDIO 模式的計算機專業(yè)教學(xué)改革[J].計算機教育，2010，11：71-73.

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[3] 謝瑞杰.基于創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力的計算機實踐教學(xué)體系研究[J].實驗科學(xué)與技術(shù)，2016，14（1）：186-189.

基金項目：

湖南省教學(xué)改革研究項目（湘教通〔2016〕400 號-629）；

國家級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目（201611527008）；

湖南省大學(xué)生研究性與創(chuàng)新性實驗項目（湘教通〔2016〕283號-560）；

湖南城市學(xué)院教育規(guī)劃課題（JK15B010）

作者簡介：

費雄偉（1980-），男，湖南祁陽人，博士生，副教授，系統(tǒng)分析師，研究方向為并行計算和高性能計算；

何建新（1975-），男，湖南益陽人，碩士，高級實驗師，研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)；

曾敏（1979-），女，湖南益陽人，博士，講師，研究方向為無線傳感網(wǎng)。