CDIO 模式下關(guān)于計算機公共課程主動學(xué)習(xí)和實踐的教學(xué)探究

邵莉

摘 要：雖然我國各高校已愈加重視計算機基礎(chǔ)教育和職能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，但計算機類公共課程的開展還是面臨一定的問題。文章結(jié)合CDIO工程教育理念的人才培養(yǎng)模式，基于課程教學(xué)目標(biāo)的達成、教學(xué)環(huán)節(jié)的優(yōu)化實施、課程考核反饋的三元體系模型，針對“計算機技術(shù)與計算思維”學(xué)科的具體課堂教學(xué)，進行了主動學(xué)習(xí)和實踐的教學(xué)探究，對提高該課程的教學(xué)水平具有積極的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：CDIO模式;計算機公共課程;主動學(xué)習(xí)

中圖分類號：G642.3;TP3 文獻標(biāo)識碼：A 收稿日期：2019-10-25 文章編號：1674-120X（2020）09-0107-02

一、研究背景

（一）非計算機專業(yè)計算機公共課程教學(xué)的發(fā)展背景

隨著信息技術(shù)的發(fā)展以及計算機在日常工作和生活中的廣泛應(yīng)用，我國各高校已愈加重視計算機基礎(chǔ)教育和職能應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，很多高校逐漸將計算機課程作為非計算機專業(yè)學(xué)生的公共教學(xué)內(nèi)容。但由于傳統(tǒng)教學(xué)方式的長期影響及生源存在的差異，開展計算機類公共課程還是存在一定的問題，主要表現(xiàn)在教學(xué)受眾的學(xué)習(xí)積極性和主動性不夠強、單一的評價方式導(dǎo)致理論知識學(xué)習(xí)與實踐技能之間存在不平衡現(xiàn)象等方面。

（二）研究問題提出的過程

筆者針對高等院校非計算機專業(yè)計算機公共課程教學(xué)的特點和重要性，結(jié)合自身從事計算機公共課程教學(xué)的經(jīng)驗，對CDIO 模式這種注重“做中學(xué)”和基于項目的教育和學(xué)習(xí)的新型高等工程教育模式進行了探究。

研究中，筆者首先以閱讀大量相關(guān)文獻為起點，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了CDIO理念的核心思想及其特點，以CDIO理念為指引，進一步從問題解決、培養(yǎng)目標(biāo)的特點及課程特征、內(nèi)容等方面對CDIO工程教育模式與計算機公共課程的情況進行分析，發(fā)現(xiàn)將CDIO理念運用于高等院校計算機公共類課程是完全可行的。接下來，筆者深入思考如何將CDIO理念應(yīng)用于計算機公共課程教學(xué)中的策略實施、活動組織方式及過程和結(jié)果評價方式，同時進行一學(xué)期的“計算機技術(shù)與計算思維”教學(xué)實踐，以驗證其效果。

二、CDIO的概念和國際國內(nèi)現(xiàn)狀

（一）CDIO的概念

CDIO代表構(gòu)思（ Conceive ）、設(shè) 計（ Design）、實 現(xiàn)（ Implement）和運作（ Operate），它是以產(chǎn)品開發(fā)、項目運行的整個生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。CDIO 的能力大綱和 12 條標(biāo)準(zhǔn)是實施 CDIO工程教育模式兩個重要的指導(dǎo)性文件，其中能力大綱主要回答“培養(yǎng)什么人”的問題，標(biāo)準(zhǔn)則細(xì)化了“如何培養(yǎng)人”這一重大課題。

（二）CDIO的研究現(xiàn)狀

CDIO工程教育模式是美國麻省理工學(xué)院為了處理工程教育中理論知識學(xué)習(xí)與實踐能力之間的平衡關(guān)系而提出的，該模式強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的綜合實踐和創(chuàng)新能力，鼓勵學(xué)生進行主動學(xué)習(xí)和經(jīng)驗學(xué)習(xí)，關(guān)注溝通交流能力與團隊協(xié)作意識的培養(yǎng)，與社會發(fā)展的大環(huán)境相適應(yīng)，得到了國際高等工程教育旳認(rèn)可。該模式最大的特點是以能力培養(yǎng)為本位。

CDIO 工程教育模式講究教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性與學(xué)生的參與性，強調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)知識的過程中，不斷地鍛煉解決實踐項目的動手能力，增強學(xué)習(xí)的自主性，多方位地提升全面素質(zhì)與綜合應(yīng)用能力。

三、CDIO的具體教學(xué)實施

（一）教學(xué)對象分析

筆者所面對的教學(xué)對象是獨立學(xué)院的非計算機專業(yè)大一學(xué)生。獨立學(xué)院的學(xué)生普遍思維活躍，社會活動能力強，內(nèi)心有較強的表現(xiàn)欲和對成功的強烈渴望，且學(xué)生的個性普遍較為張揚，同時具有一定的創(chuàng)新意識和意愿，所以在課程的教學(xué)設(shè)計上也有一定的挑戰(zhàn)性。

（二）學(xué)科具體課堂教學(xué)與CDIO

目前，在國內(nèi)，該模式不僅被運用于工程教育的教學(xué)改革中，還廣泛應(yīng)用于具體學(xué)科教學(xué)中。通過理論學(xué)習(xí)、模式研讀和案例分析，筆者發(fā)現(xiàn)該模式解決的問題及培養(yǎng)目標(biāo)與計算機公共課程教學(xué)具有共通性，這為我們的課程教學(xué)及其改革帶來了新契機，提供了新思路。

為解決理論學(xué)習(xí)與實踐能力不平衡的問題，筆者嘗試將CDIO理念應(yīng)用于計算機公共課程的教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力、團隊意識、交流溝通能力。這里借鑒CDIO理念，針對“計算機技術(shù)與計算思維”課程設(shè)計了一種課程教學(xué)目標(biāo)的達成、教學(xué)環(huán)節(jié)的優(yōu)化實施、課程考核反饋的三元體系模型。以下就是筆者在這一學(xué)年對該課程的教學(xué)實施情況：

1.教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

以 CDIO 工程教育模式為切入點，整合“計算機技術(shù)與計算思維”的教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計實施方案;定制課程知識體系的實踐項目，采用任務(wù)驅(qū)動和工程化的教育模式將本學(xué)科的各知識點有機地聯(lián)系起來，把方案變?yōu)閷嵺`。

在“計算機技術(shù)與計算思維”課程建設(shè)、編輯的過程中，結(jié)合這門課程的特點：既有計算模型和計算思維的理論知識，一般問題的求解過程——思維導(dǎo)圖，算法的表示方法——流程圖等章節(jié)展現(xiàn)計算思維方式，促進學(xué)生計算思維能力的培養(yǎng);也有計算機網(wǎng)絡(luò)基本技術(shù)與應(yīng)用、多媒體技術(shù)與應(yīng)用、小型數(shù)據(jù)庫的建立等實踐章節(jié)來訓(xùn)練和拓展學(xué)生的操作應(yīng)用能力。 于是，在課堂教學(xué)設(shè)計中，我們堅持以任務(wù)/項目驅(qū)動貫穿教和學(xué)過程始終，通過面授、團隊學(xué)習(xí)與討論、學(xué)生作品展示、教師點評、運用超星學(xué)習(xí)通進行課堂教學(xué)管理等多種形式，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)參與度，提高學(xué)生的團隊學(xué)習(xí)和協(xié)作溝通能力。

讓學(xué)生帶著設(shè)計任務(wù)進入理論知識的學(xué)習(xí)。比如說，在講解二進制章節(jié)，以游戲的形式——猜香煙（或猜12生肖）讓學(xué)生領(lǐng)略二進制數(shù)的奇妙特性。等學(xué)生領(lǐng)略到二進制的精髓后，教師再布置小組任務(wù)：分小組設(shè)計游戲，并在全班集中展示。教師與學(xué)生扮演的角色在轉(zhuǎn)變，學(xué)生主動參與到教學(xué)過程中，充分調(diào)動自主學(xué)習(xí)的積極性，培養(yǎng)團隊協(xié)助能力、責(zé)任意識、大局意識以及交流能力等。