基于CDIO的计算机程序设计课程的建设

2012-04-12刘烨

时代农机 2012年3期

刘烨

(商丘职业技术学院,河南商丘 476000)

近年来，我国社会经济结构发生了一系列变化，各类与国际接轨的现代化企业需要大量具有创新实践能力的人才，这要求高校对已有的高等教育教学模式进行改革，从而培养出更多优秀的人才来适应社会需求。从2000年起，国际上四所前沿的大学合作开发了新型的教育模式，这种模式就称为CDIO工程教育模式。而CDIO的核心在于根据工程行业对学生知识，能力和素质的要去，以工程设计为向导，以项目训练为载体，来重新设置课程和教学模式。大多数的高校的计算机专业都开设了 C，VB，ASP，NET，PHP，Java等的一些程序设计类课程。但长期以来，程序类设计课程教学强调的是语法知识，省市设计，编码以及团队类协作能力的培养，忽视了我们最需要的工程经验的积累。程序设计类课程都是实践性很强的课程，实验教学环境是其中一个重要的环节，实验教学的效果不仅影响到学生对与程序设计思想及方法的理解和掌握，也影响到了学生对后续课程学习的动力和信心。因此，急需对老一套程序设计课程教学的新方案。而CDIO就完整的诠释了什么才是真正的程序设计课程。想要改变老的教学方案，首先要找出旧的教学在环节中存在的问题，因此我们的CDIO建设的第一个环节应该是找出教学环节存在的问题。

1 实验教学环节存在的问题

对于程序设计类课程实验的教学环节而言，传统的教学模式中主要存在以下几点问题：首先，没有把实验教学和理论教学放到同等重要的位置，在制定课程计划时，上机实验教学所占比例远远少于理论教学。另外授课在多媒体教室，而实验是在机房进行，这样就导致了教学课程的一份为二，不能很好的结合到一块。其次，实验内容大多都是来源于教材中的实例，而不是来源与现实中的市场，因而导致实践教学内容与生产实际相脱节的情况。这种情况导致学生学习目的性不强，学生不能达到学以致用的效果，甚至学生会对本门课程产生怀疑的态度以致厌倦。再次，验证性实验较多，能有效提高学生素质的综合性、设计性、创新性的实验很少，并且实验的形式过于单一。而且在实验做完后，往往有学生拷贝源码成word形式，直接交到FIT中，忽视了实验报告的撰写。最后，传统的考试采取单一的笔试考试，考试的内容偏重于知识性，记忆性的题目，并没有真正达到考核学生实践技能的目的。由于一直是以个体学生为主，导致学生忽视了最重要的团队精神的养成。

由于以往程序设计课程类教学存在着诸多问题，而CDIO又是当下解决程序设计课程类的最佳方案，那么什么是CDIO工程教育？CDIO教学模式有哪些好处，如何对计算机程序设计课程实行CDIO模式将成为当下最重要的问题。

2 CDIO工程教育

CDIO的定义是现代工业产品从构思研发到运行改良乃至终结废弃的生命全过程。可以用四个词来解释：构思，设计，实施，运行。CDIO工程教育的理念就是要以这个全过程为载体培养学生的工程能力，其能力不仅包括学科知识，而且包括学生的终身学习能力、团队交流能力和在企业和社会环境下的构思—设计—实施—运行能力。

3 CDIO教学模式的好处

要想知道CDIO教学模式有哪些好处，首先得了解工科类学生所需的品质，只有这样学校才能根据所需来培养学生。工科类学生所需的品质主要有以下几点：①基础知识的理解；②设计与制造过程的理解；③具有多学科系统观点；④具有很强的交流能力；⑤具有高的道德标准。这五点是我们工科生在离开学校后所必需的品质。那么学校应当如何来培养学生呢？那么我认为老师应当本着以下几点来培养学生：①让学生理解如何去构思—设计—实施—运行；②给学生创造复杂、高附加值的工程系统；③创造机会让学生置身于现在团队协作的工程环境中去。

其实大部分学生的由学习以及到社会的学习，都是从具体到抽象的，例如：从操作物件到理解理论的概念。大多数刚踏进大学的学生普遍缺乏建造和修理的经验(动手能力)，而设计—实验活动及其他形式的体验式学习为学生建立认知框架，学生需要具有这种认知框架才能对基本理论有更深的理解。而CDIO这样的学习方式对学习产品、过程和系统的构建能力和对加深技术知识的理解具有双重的作用。CDIO工程教育的特点主要表现在：①教育是基于明确的、经利益相关者确认的专业目标和学习效果目标；②学习效果目标通过一系列的一体化的学习经验来实现，让学生体验真正的工程师在职业生涯所经历的问题；③精心设计的一体化学习经验能产生双重影响，既能提高学生的能力又能加深基础知识的学习。

4 对计算机程序设计课程施行CDIO模式

要施行CDIO模式首先要有明确的大纲，而施行CDIO模式需要以下四个层面的大纲：①构思—设计—实现—运行；②复杂的工程系统：③基于工程环境的现代团队；④有成熟思维的个体。基于四个基本大纲，设计一套计算机程序设计类课程教学与实验案例实施方案，对程序设计类课程进行改进探索，程序设计类课程基本硬包括：课堂教学、课程实验、课程设计、开放实验项目等多个环节。并且课堂教学、课程实验。课程设计一般应在低年级开设，对于高年级学生以实验项目为主，这样有利于为学生更好的踏入社会做铺垫。而时间上的跨度为案例设计、开发、改进的延续性提供了条件。而课堂教学中应以2~3个案例同时开展，这样便于学生有更多的机会理解与掌握相关知识，同时确定出学生的喜爱方向。以C++程序设计为例，在案例的设计与编码过程中要穿插讲解面向对象的基本原理、C++语言的语法规则与编程规范，并以提纲的方式引导学生总结相关的规则与规范。