高校计算机教学中CDIO工程教育模式的应用

2016-03-17魏尧

武汉冶金管理干部学院学报 2016年4期

关键词：毕业设计计算机工程

魏尧

(武进开放大学，江苏常州 213149)

高校计算机教学中CDIO工程教育模式的应用

魏尧

(武进开放大学，江苏常州 213149)

当前高校的计算机教学当中，还存在过度重视理论教学而忽视实践教学、强调个体的能力而忽略团队的建设、注重具体知识的积累而忽略创新能力的培养等问题。引进CDIO工程教育模式的教学理念，对高校计算机专业的教学进行改革，可以克服上述弊端，提高办学质量。文章叙述了CDIO工程教育模式在高校计算机教学中的应用。

高校；计算机；CDIO；工程教育模式

我国自改革开放之后，经济持续高速发展，企业规模也不断增长，企业之间的竞争变得更加激烈，在这样的背景之下，企业逐渐认识到人才对于企业发展的重要性。这就要求高校适应新形势，不断培养与企业要求要求适应的高素质人才。但是目前许多院校并没有较为明确的办学定位，从而使得培养出的人才并不符合企业的要求[1]。具体到大学的计算机教学当中，教学内容、教学大纲与最初的教学目标之间存在着较大的差异，这也直接影响到了高校的教学质量，无法培养出适合社会发展的技能型人才。笔者认为现阶段的高校计算机教学应该以就业为导向，不断促进学生与未来的工作岗位零距离的接触，不断创新人才培养模式。根据CDIO工程教育模式，采用学段制、在“做中学”的案例培养方法，已经取得了令人瞩目的成绩[2]。

一、CDIO工程教育模式简介

CDIO工程教育模式诞生于美国麻省理工学院，是由该校教授爱德华等人在2004年所创立的。CDIO是四个英文单词首字母的缩写，即Conceive(构思)、Design(设计)、Implement(实现)、Operate(运作)。在CDIO工程教育模式当中学生可以全过程积极主动的学习相关的工程技术，从而使得学生的工程技术基础能力、个人能力、团队合作能力以及工程系统能力都得到明显的提升。2011年爱德华等人因为CDIO教育模式获得了“戈登奖”。我国关于CDIO工程教育模式的研究起始于2008年，当时国家有关部门组织了许多高校与专家学者对CDIO工程教育模式进行了研究，并取得了一定的成果。在CDIO工程教育模式当中，主张采用任务教学法以及案例教学法，从而使得学生的基础工程技术能力得到提高，而在学生掌握了必要的基础工程技术之后，则采用以项目为单位的学段教学，从而使得学生的实践能力、创新能力以及团队合作能力都得到明显的提升。本文将针对CDIO工程教育模式在高校计算机课程的教育改革当中的运用进行介绍与分析[3]。

二、CDIO 工程教育模块化课程体系

当前阶段高校的毕业生毕业之后很大一部分都将走上生产建设岗位，成为一线的工程技术人员，这也是现阶段高校的主要教学目标。针对该教学目标，当前阶段高校的计算机课程的体系构建必须要以此为依据，在进行基础理论的教学时应该以实际应用为主要目的，以够用为理论教学的合理界限。CDIO工程教育模式强调了学生解决实际问题的能力，实践性教学占有很大的比例[4]。

首先需要将计算机专业的所有课程分为基础课程、专业课程以及岗位课程三个部分。当前阶段高校的计算机专业大部分都是采用4年制的学制，可以按照课程体系将整个学制分为不同的阶段，在前两年当中让学生进行基础课程的学习，基础课程不仅包括公共基础课，同时还包括一部分专业基础课，在这一阶段学生的主要任务是掌握相关的理论知识。学生在进入到大三的时候开始第二阶段的学习，在该阶段的学习过程当中，可以根据学生的兴趣爱好与实际情况打破原有的班级设置，按照专业方向的不同重新组建新的班级，例如，可以分为软件技术班、硬件技术班以及网络技术班等。在该阶段的学习当中学生的主要任务是学习对应的专业技术与知识。大四上学期需要进行岗位课程的学习，该阶段的学习可以被分为两个不同的阶段，第一阶段是学生在教师的带领之下，直接参与到具体的项目当中，学习具体的实践知识，提高动手能力；之后学生可以进行顶岗实习，直接进入到企业当中进行学习[5]。

三、基于岗位群的CDIO课程体系的实施

(一)实行模块化教学

在现阶段的高校教学体系中，基础课程的种类多、难度大，而这些课程当中许多课程对提高学生的专业能力并没有太大的影响，采用模块化教学可以避免学生在这些基础课程当中浪费大量的时间与精力。在模块化教学的教育体系当中，传统教育模式当中不同课程之间彼此封闭的状况被打破，学生可以根据职业需求对教学内容进行选择，从而使得学生的专业基础能力得到有效的提高。而学生在完成基础课程之后，还可以重新选择方向，这种分方向的培养模式对提高学生学习的积极性具有非常重要的意义[6]。

在专业模块的教学中需要采用学段制进行教学，在该学段当中，教师首先通过对案例的精细讲述向学生传输相关的知识，在讲解完毕之后，则立即进行真实的项目实践。首先，将所有的学生按照自愿原则分成不同的项目组，不同项目组再通过自愿原则选出组长，在项目组的人员架构明确之后，整个小组的成员在组长的带领下选择项目组的选题与构思，在进行一系列的项目分工计划，最后所有成员推进项目的进行，在项目的实施过程当中，项目组内的所有成员应该共同进行讨论同时进行必要的检查[7]。在项目结束之后，学生还需要对项目运行过程当中所存在的问题进行总结与归纳，并编制对应的项目报告，这不仅对提高学生的文字表达能力具有较高的意义，同时对于系统性的培养学生发现问题的能力也具有非常重要的意义。在这种完整的CDIO产品开发周期当中，教师通过案例教育与任务型教学可以在很大程度上提高学生发现问题解决问题的能力，同时也提高了学生的团队合作能力。

(二)教学过程注重实践环节

在这种新的教学体系当中，实践性教学占据了一定的内容，同时也开辟了单独的实践教学模块，在教学内容的安排上是采用理论教学与实践教学相结合的方式进行的，通过这种方式所培养出来的学生不仅具有一定的理论知识，同时也具有较强的动手实践能力。对学生的实践能力进行培养，重点是提高学生发现问题解决问题的能力，具有极强的岗位针对性。例如在进行C语言的教学过程当中，不仅在大一第一学期就开设了C语言课程，同时在后期的学习当中也需要进行C语言的学习，这种方式必然使得学生在进行专业课理论知识学习的过程当中，是带着实践中所发现的问题去进行相关的学习的，这种学习方式下学生往往具有较强的积极性。实践经验也表明，在高校的计算机教学当中，采用理论课程与实践课程相结合的方式具有很大的可行性，同时这种结合对于学生专业能力的提高来说也是非常必要的[8]。

(三)改革毕业设计，通过综合实训培养学生的工程技术能力

毕业设计是教学内容当中非常重要的一个组成部分，也是理论教学与实际相结合的重点内容，这对提高学生的实际工程技术能力与创新能力都有着非常重要的意义[9]。在CDIO工程教育模式当中，高校计算机专业的学生进行课程设计的时间也是大四的最后一个学期，对于毕业设计的选题是面向全校师生进行公开征集，同时学生可以自主选择课题与指导教师，由教师和学生组成一个项目组，经过 CDIO构思、设计、实现、运作这一完整的产品研发的生命周期，让学生在“做中学”。毕业设计完成之后，对所有学生的设计作品进行评比与展示，选出优秀毕业设计，并做出毕业设计集。通过这种方式大部分学生的毕业设计都达到了较高的水平。

(四)采用多样化的考核方式

随着教育改革的不断深入，在本文的课程体系当中，为了培养应用型人才，同时也为了提高学生的专业技术水平，对学生的考核已经不仅仅是从考试成绩上对学生进行考核，而是通过对学生的实验报告与设计等对学生进行评价。同时考核方式也呈现出明显的多样化特点，例如，考核的指标包括：学生的合作能力、组织管理能力、语言表达能力等。这些内容很难通过考试的方式展现出来，但是这些能力对于学生走向工作岗位之后的发展则具有非常重要的意义。对学生这些无法通过考试展现出来的能力进行考核也是现阶段需要研究的重点内容[10]。

四、结语

随着我国经济的不断发展，对应用型人才的需要不断增长，这就对我国高校的教学提出了更高的要求。在高校的计算机教学当中，由于传统的教学模式不利于学生实践能力的提高，必须要进行一定的改革。因正是基于这样的背景，笔者介绍了CDIO工程教育模式在计算机教学当中的应用，在该教学体系当中，需要采用学段制进行教学，同时加强了模块化教学、项目式教学与案例教学在计算机教学当中的应用。笔者相信如果高校计算机教育能够按照这种思路进行改革，则必然能够提高教学质量。

[1]王改霞.CDIO理念在高职院校《计算机应用基础》课程教学中的应用研究[D].陕西师范大学,2013.

[2]张英.基于CDIO理念我国机械设计制造及其自动化专业本科课程体系研究[D].浙江大学,2014.

[3]韩雁,冯兴杰,梁志星,张婧.CDIO工程教育模式下的教学效果分析[J].中国民航大学学报,2012,04:38-41.

[4]江敏,刘立军.基于“TRIZ-CDIO”的计算机基础课程教学改革研究[J].电脑知识与技术,2012,35:8435-8437+8477.

[5]石端银,张晓鹏,李文宇,张秋杰,张传芳.MPE-CDIO理念的数学实验课程教学改革[J].实验室研究与探索,2015,02:185-187+194.

[6]谢爱娟,陶宇炜,罗士平,周国平,曹剑瑜.基于CDIO理念下的高校实践教学体系的构建[J].常州大学学报(社会科学版),2015,03:118-121.

[7]郑晋,王勇.TOPCARES-CDIO培养模式下教学质量保障体系研究[J].辽宁师范大学学报(自然科学版),2013,02:195-199.

[8]苏守宝,汪德如,郁书好,韩郁葱.应用型高校计算机专业工程教育教学改革探讨[J].实验科学与技术,2011,S1:191-194+238.

[9]朱正伟,赵慧慧,王其红.CDIO在高校实验教学可持续发展中的应用探索[J].实验室研究与探索,2011,11:131-134+146.

[10]张婧,韩雁,梁志星.基于CDIO项目式教学的教师能力培养[J].重庆理工大学学报(社会科学版),2013,11:115-119.

责任编辑：游涛

2016-09-25