基于CDIO理念的大學計算機教學改革研究

宋威

摘要：本文以就業(yè)視角為導向，提出基于CDIO理念的大學計算機教學改革新方案。通過構思改革目標及方向，設計綜合課程和工程環(huán)境，實現師生角色雙重轉變，運作良性循環(huán)的教學關系，從而提高學生的工程實踐能力和就業(yè)競爭力。

關鍵詞：就業(yè)視角；計算機教學改革；CDIO理念；工程實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）29-0119-02

一、前言

隨著計算機的普及，我國越來越多的高校已經把計算機課程作為公共教學內容，所有大學生能熟練地使用計算機，這也為計算機專業(yè)教學帶來了巨大的挑戰(zhàn)。如果繼續(xù)使用過去傳統(tǒng)的教學模式，計算機專業(yè)學生的計算機綜合應用能力跟其他專業(yè)的學生相比并沒有明顯的優(yōu)勢，從而在就業(yè)方面受到來自其他專業(yè)學生的挑戰(zhàn)。因此，各高校計算機專業(yè)的教師應該根據計算機行業(yè)的發(fā)展前景和發(fā)展熱點，對計算機教學進行以就業(yè)為導向的改革，使教師教得新穎，使學生計算機應用能力得到全面提高，從而獲得更好的就業(yè)機會[1]。基于CDIO理念的教學模式代表了近年來國際工程教育改革的最新成果。CDIO包括構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）四個階段，它將產品研發(fā)到運行的完整生命周期運用到教學過程當中，是一整套工程教育理念和實施體系[2]。CDIO讓學生可以通過實踐的方式學習工程理論知識，積累工程實踐經驗并提升對專業(yè)知識的綜合應用能力。本文通過對CDIO工程教學模式的研究，提出以就業(yè)為導向基于CDIO理念的大學計算機教學改革新方案，將計算機行業(yè)的發(fā)展熱點內容加入到基礎理論教學當中，并與實踐能力訓練相結合，使學生把基礎理論運用到實踐中，并且在實踐中加深對基礎理論的理解，真正達到學以致用的目的。從根本上提高學生的計算機綜合應用能力和就業(yè)競爭力，滿足社會對計算機工程人才的需求。

二、基于CDIO理念的大學計算機教學改革

CDIO理念下計算機改革的目的是從就業(yè)視角出發(fā)培養(yǎng)學生的工程實踐能力，進一步提高學生的就業(yè)競爭力。因此，在進行教學改革時應當將CDIO理念與具體教學實際相結合，把構思、設計、實現和運作四個過程應用其中，如圖1所示。

該方案中教師應當構思改革目標和方向，突出以就業(yè)為視角的大學計算機教學改革前瞻性和必要性，考慮以何種方法和步驟推進改革的順利進行，將計算機工程實際與課程教學建立聯系，為接下來的設計步驟做好準備，然后設計并構建出真實的計算機工程實踐平臺，還需安排相應的綜合課程，為學生創(chuàng)建合適的工程實踐場所，做好理論與實踐學習相結合的前期準備。在實現部分，“填鴨式”教學等傳統(tǒng)的教學模式已不可再套用，教師和學生的關系也亟待改變，教師應在學生主動學習的過程中起到引導作用。在運作部分，為了保證學生的學習效果，驗證CDIO理念的實效，應當衡量每個學生對規(guī)定學習效果所完成的進度，要求教師對學生的學習效果進行評估。因而，CDIO理念下的大學計算機改革方式應包含以下四個方面的內容。

1.構思（Conceive）改革目標及方向。工程教育應該注重如何將學科知識轉化為工程能力，這是工程教育的本質和出發(fā)點。面對當下計算機行業(yè)的巨大就業(yè)壓力和殘酷的競爭淘汰率，大學計算機教學改革更應當以此為改革的出發(fā)點和落腳點，這要求教師在進行教學改革前深刻構思改革目標和方向方法，思考何為改革、為何改革。顯然，新時期的計算機教學改革對教師提出了更高的要求，教師不再進行單純的課本知識的教授，而是轉型成為兼具計算機工程項目的設計和專業(yè)知識的傳授雙重教學能力的“雙師型”教師。

2.設計（Design）綜合課程和工程環(huán)境。教師是計算機實踐課程的設計者。由于現在的學生缺乏實際動手能力，計算機教學中應安排豐富的工程實踐項目，盡量讓學生以親自動手的方式進行[3]。教師要基于CDIO理念的預期目標，以實現良好就業(yè)為著力點，合理安排教學內容和方法，設計出有助于學生計算機工程水平提高和積極情態(tài)建設的一體化課程，計算機類學生就業(yè)能力集中體現在實踐項目的方方面面，教師在課程的選擇和設計上也需要花費更多的時間，才能設計出以項目為主導的啟發(fā)性知識鏈的教學模式。同時，教師也是工程實踐場所的設計者。教師在設計課程的過程中，必須同時考慮設計與之相匹配的實踐場所，工程實踐場所的構建應以提升學生團隊合作能力和動手能力為目標。

3.實現（Implement）師生角色的雙重改變。傳統(tǒng)教學模式下師生關系的特征表現為“以教師為中心，學生被動接受”。CDIO模式將不再局限于傳統(tǒng)教學方法，學生的主動學習和經驗學習應在CDIO環(huán)境下促進其工程實踐能力與就業(yè)競爭力。有學者指出，CDIO理念要求教師不斷創(chuàng)新，他們的教學風格要始終以學生為中心，要不遺余力的傳授大綱中規(guī)定的軟硬件開發(fā)以及系統(tǒng)構建的能力[4]。基于這一要求，在計算機教學過程中學生應進行“一體化學習”，即學生在工程實踐環(huán)境中學習計算機學科知識的基礎上，進一步培養(yǎng)其軟硬件開發(fā)和系統(tǒng)構建能力。一體化學習是CDIO框架的重要特點之一，學生將完成從被動灌輸到主動探究的轉變，教師應當保證每位學生都能主動參與到團隊項目開發(fā)中，使他們的團隊合作能力和工程能力得到充分的培養(yǎng)和鍛煉。CDIO理念下的實現過程，即在具體的計算機實踐課程教學過程中，師生關系從教師管理學生轉型為教師引導學生，教學模式從“填鴨式”知識傳授轉型為互動式探究討論。

4.運作（Operate）良性循環(huán)的教學關系。對學生采用考核或評估的目的是為了考察學生的學習情況。傳統(tǒng)的計算機課程評估方法往往采用的是正確率越高越優(yōu)秀的試卷考核，且學生和教師之間缺乏學術溝通和實踐交流。這樣培養(yǎng)出來的學生多數都存在理論分數高、動手能力差的問題，畢業(yè)后在計算機行業(yè)也難以立足。與此相反，CDIO教學通過關注學生在學習前、學習中和學習后三個不同時期的學習“證據”，全面了解學生的學習成績和學習情態(tài)的轉變。這種評估聚焦在學生學習上，其作用是通過考核學生的計算機理論知識、實踐能力和綜合素質而得到學習效果的反饋信息，從而不斷改進和完善課程設計、教學方法以及學習場所的設計和使用。顯然，新型模式對學生計算機能力的考核由單一注重理論知識的傳統(tǒng)模式向“知識+能力+素質”的綜合考核模式轉變，其中能力是指計算機工程實踐能力，學習效果應反映在計算機工程技術上而非分數上。

三、結語

CDIO作為當前較為成功的高校教育改革模式，滿足大學計算機教學改革的工程化要求。該模式的順利開展和推廣需首先構思計算機教學改革的目標和方向，更新教學觀念；其次設計出計算機專業(yè)綜合實踐課程和真實的工程環(huán)境，繼而實現師生角色的雙重轉變；最后運作良性的教學關系，以就業(yè)為導向，將整個理念貫穿于計算機教學過程，進而提高學生的工程實踐能力與就業(yè)競爭力。

參考文獻：

[1]IT人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新論壇[EB/OL].[2010-04-01].http：//edu.qq.com/

[2]王碩旺，洪成文.CDIO：美國麻省理工學院工程教育的經典模式[J].理工高教研究，2009，（4）.

[3]陸小華，熊光晶，陳珠琳.設計導向的工程教育改革理念[J].高等工程教育研究，2007，（6）.

[4]Edward F.Crawley，等.重新認識工程教育[M].顧佩華，沈民奮，陸小華，譯.北京：高等教育出版社，2009：108-109.

Abstract：Guided by employment perspective，we propose a new reform scheme for university computer teaching based on CDIO. Through making receive of reform objectives and directions，designing comprehensive courses and engineering environment，implementing the role change between teachers and students，operating fine running of teaching relationship，the engineering practice ability and employment competitiveness are subsequently enhanced.

Key words：employment perspective；computer teaching reform；CDIO；engineering practice