基于CDIO-OBE工程教育模式的C語言程序設計課程教學改革研究

任順

摘 要：針對物聯網工程專業C語言程序設計課程教學中存在的不足，結合CDIO工程教育和OBE教育模式，開展教學改革研究。從夯實基礎能力和激發創新能力兩方面著手，重點闡述了C語言程序設計課程教學改革方案，激發學生在學習C語言程序設計中探索、發現和構造知識的主觀能動性，為提升教學質量提供參考。

關鍵詞：物聯網工程;CDIO;OBE;C語言程序設計;課程教學;教學質量

中圖分類號：TP391文獻標識碼：A文章編號：2095-1302（2020）04-0-02

0 引 言

物聯網工程專業以其學科交叉、注重實際應用呈現出典型的新工科專業特征，被教育部稱之為“新工科專業”，明確提出要大力發展物聯網應用新興工科專業[1]。

“C語言”課程是物聯網工程專業一門重要的基礎課程，是“單片機”“嵌入式系統設計”“面向對象程序設計”等課程的基礎，適用于物聯網專業軟、硬層次的開發，是一門理論與實踐并重的課程。傳統的C語言教學以課堂教學為主，已無法滿足C語言程序設計教學的要求，問題主要體現在幾個方面：重理論輕實踐，對課程的重心放在了理論課程部分，而實踐部分設計較為零散，缺乏專業應用上的工程認知和實踐能力;教材內容落后，新興技術未及時體現在教材中，影響了C語言程序設計的課程質量;教學方法陳舊，填鴨式教學使得學生容易產生抵觸情緒，降低了學生的學習熱情[2-3]。

1 基于CDIO-OBE理念的C語言程序設計課程教學改革

CDIO是麻省理工等四所大學提出的一種工程理念，其核心是倡導學生獨立思考和團隊合作的能力。OBE是一種基于學習產出的教育模式，倡導以學生為中心，重視學生學習產出評估工作[4]。本文依據CDIO方法和理念，通過構思、設計、實現和運作四個環節來引導學生自主學習，以案例項目為背景引出理論知識，讓學生將學過的知識融會貫通，應用到實踐中解決實際問題，構建發現問題-分析問題-解決問題的工作思維模式。課程依據OBE成果導向的設計思路，始終“以學生為中心”的教學理念來組織教學實施過程，結合MOOC+SPOC混合式教學模式，利用線上+線下的學習方式，制定C語言程序設計一體化混合式教學模式。

基于CDIO-OBE理念的C語言程序設計課程教學改革，強調學生探索知識、發現知識和構造知識的主觀能動性，有助于培養學生主動思考和解決實際問題的能力，能夠幫助教師全方位地掌握學生學習狀況，及時調整教學方法。設計的一體化混合式教學模式如圖1所示。

1.1 MOOC+SPOC混合式教學夯實課程基礎

MOOC即大型開放式網絡課程，是近年來出現的一種新型的在線課程開放模式。通過MOOC進行課程學習，其優點是不受時間和空間的限制，不受人數的限制，強調自主性。缺點是教師無法掌握學生的學習狀況。SPOC即小規模限制性在線課程，對學生的規模和準入條件有一定的要求。通過SPOC，教師將視頻材料布置給學生，學生在課前對教師布置的任務進行自學，然后在課堂教學中與同學一起對問題進行交流與討論。MOOC+SPOC的結合就是線上線下的混合教學模式，通過線上自學和線下調整，實現課堂教學與在線學習的有機結合，以此促進學生的學習興趣和學習效果。

采用MOOC+SPOC的翻轉課堂混合式教學模式，包括三個階段：課前學習，教師布置任務，學生在課前利用MOOC完成相應內容的學習，并完成知識點鞏固練習;課堂活動，加強學生對知識的梳理和掌握，完成知識內化，教師可以在課堂活動中組織學生進行相應問題的討論與探究，圍繞問題進行展開互動交流，促進師生共同提高;課后鞏固，教師根據課堂活動中出現的問題及時調整和優化教學方法，改進和完善教學模式，切實促進教學質量和教學效果的提高。

1.2 項目驅動提升綜合能力

項目驅動是以項目為主線、實踐為導向，以團隊協作的方式來解決問題，提升學生自身的綜合能力。學生3～5人組建團隊，并自主選擇一個項目，每組設組長一名，負責項目總體工作安排。由企業資深工程師與在校教師組成雙師制，共同指導項目實踐，通過項目的開發，培養學生的程序設計能力、團隊合作能力和工程認知能力，提升學生的綜合能力。

1.3 學科競賽激發創新思維

學科競賽是進行課程改革的重要途徑，通過學科競賽將理論與實際相結合，可以反映學生對知識的掌握程度，有效促進教學改革成果轉化。充分利用三峽大學啟明星工作室、物聯網實驗室等科研平臺，引導學生在課余時間走進科研平臺，參與科學研究，充分利用科研平臺先進的技術資源參與學科競賽。由企業資深工程師與在校教師共同指導學科競賽，可促進課程教學改革、強化實踐教學、激發學生的創新意識。

2 結 語

本文將CDIO-OBE理念與教學結合，重點圍繞混合式教學夯實課程基礎，項目驅動提升綜合能力，學科競賽激發創新思維三個方面，闡述了基于CDIO-OBE工程教育模式的C語言程序設計課程教學改革方案。對進一步進行基于CDIO-OBE工程教育模式的C語言課程教學的深化改革與探索具有一定的積極意義。

參考文獻

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作者簡介：任 順（1987—），男，三峽大學計算機與信息學院講師，研究方向為人工智能、模式識別、農業物聯網。