基于CDIO教学理念的高职教学改革与实践——以“Visual C++案例开发”课程为例

李典蔚，谷兆麟，徐 棣，马苏常

（1.天津职业技术师范大学信息技术工程学院，天津 300222；2.天津职业技术师范大学机械工程学院，天津 300222）

基于CDIO教学理念的高职教学改革与实践
——以“Visual C++案例开发”课程为例

李典蔚1，谷兆麟1，徐 棣1，马苏常2

（1.天津职业技术师范大学信息技术工程学院，天津 300222；2.天津职业技术师范大学机械工程学院，天津 300222）

针对传统高等职业教育教学中存在的不足，提出将CDIO工程教学理念引入计算机专业职业教育的教学改革实践中，并以“Visual C++案例开发”课程为例，探索了课程的教学模式、考核模式等改革内容及实施方案。

高等职业教育；工程教育模式；教学改革；Visual C++案例开发

“Visual C++案例开发”是一门集理论和实践于一体、对学生的逻辑分析能力和实践操作技能要求都很高的课程，其课程目标是使学生能够掌握面向对象的程序设计方法，提高自身编程能力和程序开发能力。但是，原有的教学模式已经远远不能满足现行社会的发展和行业的需求。首先，授课内容偏重于单纯的知识传授，忽视学生职业生涯教育所需要的从业能力。其次，授课模式主要是先在课堂讲授基础知识，然后在机房上机练习，这种方式学生很难真正将所学的知识进行实践性应用，动手能力无法得到足够的训练。再次，考核方式缺少过程性的考核，学生容易养成“平时不学习临考抱佛脚”的投机取巧心理。另外，期末考核方式在内容上仍以课本理论知识为主，侧重考核学生对基础概念的理解和记忆，所以学生的学习积极性不高，往往为了应付考试而死记硬背，轻视知识的实际运用和操作技能的训练，无法培养实践能力和创新能力。针对上述不足，本研究运用CDIO工程教学理念对该门课程进行教学改革。

1 教学改革思路

1.1 CDIO教学理念

CDIO工程教学理念是以工程项目为载体，让学生以主动的、实践的方式来学习工程从研发到运行的整个生命周期。CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）4个英文单词的缩写，它是“做中学”和“基于项目的教育和学习”的集中概括。

“Visual C++案例开发”课程非常适合以CDIO教学理念为理论指导，在教学中应用工程项目的教学模式，激发学生“做中学”的热情和兴趣，培养学生的综合素质，注重学生的问题意识训练和实践能力的培养，有利于学生将职业和教育整合以促使其职业生涯的健康和可持续发展。

1.2 课程教学改革方向

（1）职业导向的教学目标。“Visual C++案例开发”课程以能力培养为核心，强调实践技能，注重职业素养的提前培养。学生不但能够掌握面向对象的程序设计方法，提高自身编程能力和程序开发能力，而且可以提高社会实践能力，加强创新能力和团队协作能力。

（2）实践导向的教学模式。教学模式要求以实践为导向，强调实践参与的价值，关注“做中学”的探究方式，加大实践性环节，强化技能训练，注重协作学习，强调学习过程的最终目的是完成意义的建构，而不是对知识的机械记忆。

（3）以学为主的教学设计模式。教学设计要求以学生为中心展开，充分发挥学生的主动性，体现出学生的首创精神，让学生能根据自身学习的反馈信息来形成对客观事物的认识和解决实际问题的方案，强调学生在整个教学过程中自主性、能动性与创造性。

（4）强调实训的联合培养模式。依据学校“校企合作，加强实训”的联合办学模式，在掌握理论与技能的过程中重视实训环节的动手能力，缩小学校和社会对人才培养与需求之间的差距，增强学生的社会竞争力。

1.3 教学改革方法

（1）任务驱动教学法。任务驱动教学是以布置任务的方式来促使学习者围绕任务的主题明确自己的任务，主动地去探索学习。在实施过程中，首先将任务分解成多个步骤，由教师围绕着这个任务讲授基础知识点，同时配合一些小的演示或实例以帮助理解，然后指导学生把知识运用到“任务”中。这种方法主要应用在VC++基础内容的学习阶段，其最大优点是学习目的明确，关注点相对集中，学习效率会大大提高，学生的求知欲被激发，其实践能力和自信心也将随着每一个任务的实现而逐步提高。

（2）项目教学法。项目教学以“教”为着眼点，以项目为载体，将其作为联系理论与实践之间的桥梁。在项目教学中，学生通过了解项目的运作方式并通过设计、开发、维护一个真实的项目来提高理论水平和实践操作技能。学生将所学的知识点连接成一个完整的项目，不仅对知识的掌握更加系统，而且完成实际项目的能力也显著提高，提高了学生的自主性、自信心与创造性，加强了学生的团队合作能力、分析和解决问题的能力等。

（3）网络协作教学法。协作学习是一种通过小组或团队的形式组织学生进行学习和活动的一种策略。因为课堂上的时间非常有限，所以为了培养学生的综合素质，如问题意识、科学素养、信息素养、创新能力、实践能力、自主和协作能力等，不仅需要学生自己课后加强实践训练，而且需要给学生提供一个学习巩固、思考提高的网络学习平台，利用各种信息资源来扶持学生的学习。

2 教学改革方案

2.1 课程改革实施方案

课程改革实施方案如表1所示。

表1 课程改革实施方案

表1中，教师授课过程是在机房内通过同屏广播软件讲授基础知识并演示开发过程，通过即讲即练和及时练习的授课模式，加强了学生的实践操作能力。在授课过程中采用CDIO教学理念，应用案例教学的教学方法，利用案例作为教学工具，突破了传统的先讲授基础知识点再练习例题的方式，根据教学内容将每个阶段涉及的知识点、重点及难点均以小型案例的方式进行教学。在案例教学中，学生积极参与学习过程，教师仅作为引导者选取合适的案例、设计案例、讲解案例，并协助学生一起探讨案例中的问题。

学生通过教师的案例讲解和分析对案例进行模仿和拓展，由学生亲自分析、设计和实现指定案例的具体功能。在此阶段的实施过程中，要求学生将完成案例的过程录制成视频并发布到教学平台上，教师可以通过观看学生案例作业视频的方式直接对案例的实现过程进行点评。案例教学的方式提高了学生分析案例、解决实际问题的能力。

2.2 网络协作学习

网络协作部分主要是学科组设计并开发的一个实践性课程的教学平台，以辅助Visual C++、JAVA及. NET等实践性较强的课程课外教学，该平台系统如图1所示。

图1 实践性课程网络教学平台

该教学平台的通用功能包括学习管理、专题讲座、兴趣项目、咨询专家、交流空间、我的体会等辅助学习功能。在网络教学平台系统中，Visual C++案例开发的网络教学子平台还包括学生基本信息库、课程资源库、项目资源库、学生作品库4个资源库。

因“Visual C++案例开发”实践性极强，所以经常会出现这种情况：学生在课堂讲授时感觉理解了，程序思路和实现代码也都清楚了，但是一到实践，经常感觉无从下手，而且会出现种种的调试问题。所以把课上所讲内容录制成视频，学生在理解了大体思路后，可以按照录制的视频一步一步进行实践，出现问题还可以核对视频改正自己的错误。课程资源库除了包含课程的相关教案、教学计划和实验等内容外，还录制了所用教材中的大部分例题和课后练习的视频教学案例，以供学生在课后巩固学习。项目资源库中包含了学生学习过程中所需要的相关项目参考源代码和注释，以便学生进行参考实践。学生作品库是学生展示自己案例作品的平台。学生所有上交的作业，其实现过程都要求录制成视频，每个视频里案例名称和帮助对话框里的copyright都要求是学生自己的姓名，这样能够有效检验学生作业的真实性。同时，教师可以对学生的案例进行点评，并将优秀的作品设置为精华作品，这对所有的学生都起到了一个正反馈过程，加强了学生对自身的要求，同时学生可以在观看他人案例视频的过程中进一步巩固所学知识，发现新的思路，达到一个互相促进共同进步的作用。

学生可以在网络协作学习活动中，将探索、发现的信息和学习材料与小组内、小组外的成员共享，有助于发展学生的沟通、交流、协作、包容和集体思维能力，大大提高了教学和学习效果，激发了学生的学习积极性，丰富了课程的信息量。

2.3 项目驱动式课程实践

“Visual C++案例开发”课程的实践环节采用CDIO项目驱动的教学模式，项目运作流程如图2所示。

图2 项目运作流程

学生根据自身专长和兴趣爱好，分成若干小组，每组选出一个小组长，在小组长的带领下结合自己掌握的知识结构，构思任务要求，确定项目名称（难度、工作量需要通过指导教师审核），制定项目开发计划，按照软件工程的开发思想提出需求分析，进行总体设计和详细设计，编写代码并对项目进行维护，促使学生在解决问题的过程中学习有关知识和技能，并促进学生之间的合作学习。最后，教师对项目进行评价和交流，并安排项目小组的自我评价和总结工作。

3 课程考核与效果分析

3.1 技能型考试改革

“Visual C++案例开发”课程着重考核的是学生分析和解决问题、系统设计能力以及实践的编程能力。参考“全国计算机等级考试上机考试”和“国家劳动部高新技术考试”等上机考试的形式，结合本学科的特点，期末上机考试设计成“分析调试题”、“案例补充题”和“综合实践题”3种题型。其中：“分析调试题”可设计多种常见的编译和链接错误，重点考察学生的基本语法、编程能力和调试能力，强调对知识的理解和灵活运用，“案例补充题”通过分析题目的需求，完善现有案例，重点考察考核学生对教学内容的掌握以及对知识的运用，强调分析和设计能力；“综合实践题”给出多个需求，要求学生在一定时间内完成对整个案例的分析、设计、编码、调试，重点考核学生的实际应用能力和操作能力，强调学生的操作技能、实践能力和创新能力。

期末考试通过上机考试的方式考核学生对教学内容掌握程度、知识理解、实际应用能力以及实际操作能力。研发的上机考试系统如图3所示。

图3 上机考试系统

该系统可自动生成多套不同试卷，根据学号随机抽取一套试卷，提高考试的可信度和公平性，考试过程中显示剩余时间，考试结束后系统自动提交试卷到服务器

3.2 考核效果分析

“Visual C++案例开发”课程教学改革突破了原有教学模式中侧重理论知识讲解、强调理解和记忆能力的问题，而是通过应用CDIO教育理念和在“做中学”的教学思想，以任务驱动讲解理论知识，以项目驱动提高实践能力，以社会实践加强创新能力和团队协作能力。课程改革教学模式对比，如表2所示。

表2 课程改革教学模式对比

图4从学生考核成绩的优良率和不及格率2个方面对2009年至2012年4年期间笔者执教的4个年级共8个班（即信息技术工程学院软件工程系09级至12级共约340人）的情况进行了比较，并对每学年学生的评教结果辅以说明。

图4 教学成绩对比图

2009年没有进行教学改革，考核模式还是传统的开卷笔试，优良率和不及格率都相对较低，但学生对技能的掌握程度较差，学生评教分数为90.67分。从2010年开始进行初步的教学改革，基于CDIO的教学理念进行案例教学，学生的实践技能和考核优良率都有所提高。2011年除了继续采用项目驱动案例教学模式外，还将考试模式改为上机考试，从题库出题。由于学生不熟悉这种新的考试模式，所以不及格率提高到27.86%，但是优秀率也同时有所提高。2012年在原有教学改革的基础上，增加了网络教学平台教学模式和项目驱动式课程实践，学生的实践能力得到了较大提高，优良率持续增长，不及格率有所下降，对教师的评教成绩也大幅提高至95.66分，达到学校优秀主讲教师的标准。在2011年和2012年期间，几个优秀的学生根据所学成功申请了学校的科研课题，并参加了天津市创新杯技能大赛，取得了优异成绩。

总之，绝大部分学生都对这种教学模式和考核方式的改革表现出很大的积极性。大部分学生反映，这种教学和考核模式能迫使他们独立思考，亲自实践，比单纯的理论考试能学到更多知识，掌握更多的实践操作技能，同时增强了作为软件设计师的自信心和自豪感。

4 结束语

“Visual C++案例开发”课程以CDIO工程教学理念为理论指导，通过实施多样化教学和考核方式，把考核融入教学全过程，形成“教、学、考”互动，提高了教学质量，激发了学生兴趣，提高了学生的实践能力和创新能力。课程改革取得了良好的效果。

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Reform and practice of vocational teaching model based on CDIO teaching concept——A case study of Visual C++case development

LI Dian-wei1，GU Zhao-lin1，XU Di1，MA Su-chang2
（1.School of Information Technology Engineering，Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222，China；2.School of Mechanical of Engineering，Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222，China；）

Based on the traditional teaching of vocational education shortcomings,teaching reform is carried out for the curriculum by applying CDIO teaching concept with Visual C++case development course as an example.The content and the implementation of the reform about teaching mode,teaching method and evaluation model are explored.

vocational education；engineering education mode；teaching reform；Visual C++case development

TP393

A

2095－0926（2014）02－0063－05

2014-02-27

天津市教育科学规划项目（VE4057）；天津职业技术师范大学教改项目（201208）.

李典蔚（1982—），女，讲师，硕士，研究方向为智能信息处理.