探析CDIO模式下的C语言程序设计教学改革与实践

张迪

（赤峰学院　物理与电子信息工程学院，内蒙古　赤峰　024000）

探析CDIO模式下的C语言程序设计教学改革与实践

张迪

（赤峰学院物理与电子信息工程学院，内蒙古赤峰024000）

随着信息技术的不断发展，计算机在生产和生活的各个领域中都得到了广泛的应用.计算机人才成为社会关注的焦点，其综合素质的优劣直接决定了社会对于高校计算机教学质量的认识.计算机是一门新兴的学科，其内容相对比较复杂，要求学生具有较强的实际操作能力.传统的计算机教学虽然取得了一定的成绩，但是随着时代的发展，传统的教学理念、教学方法等已难以满足时代发展的需求.理论与实践脱节、教育与产业脱节、学生与社会脱节等现象普遍存在，学生难以将自身所掌握的理论知识应用到具体的实践，编程能力、创新能力欠缺，因此要求高校计算机教学必须进行相应的改革，才能适应时代发展的需求，为社会输送更多的高质量的计算机人才.CDIO教育模式是一种全新的教学方式，其强调构思、设计、实现、运作四个方面的内容，从研发到运行的整个周期，使学生构建主动的实践学习过程.CDIO模式对学生的能力评价主要分为基础知识、个人能力、团队能力、工程系统能力，教学要以这四个目标为指导，培养学生的综合能力.文章分析了目前C语言教学中存在的一些问题，提出了以CDIO模式为指导的实践教学改革措施和考核改革措施，以提高C语言教学的质量，为社会培养更多的高素质计算机人才.

CDIO模式；C语言；程序设计；教学改革

随着社会经济的不断发展，社会对于人才的需求模式发生转变，应用型人才成为社会需求的热点.传统的计算机教学模式已无法适应时代发展的需要，理论学习与实践教学的结合是计算机专业教学改革的关键.C语言程序设计是计算机专业的基础课程，其是一种高级的编程语言，是后续的计算机知识学习的基础.C语言程序设计理论性较强，同时要求学生具有良好的实际操作能力.而目前，C语言程序设计教学过程中，学生能够掌握程序设计的相关知识，但是难以将知识转化为设计，缺少设计思维，无法自主完成系统开发.C语言程序设计知识和编程，对于学生后续学习计算机编程知识具有重要意义.因此在教学过程中，教师不但要注重理论知识的讲解，同时还要培养学生的自主学习能力和分析、解决问题的能力.

CDIO教育模式是一种全新的教学方法，其突出强调学生的自主学习能力的培养，通过问题驱动的模式，吸引学生的注意力，提高学生的学习兴趣.学生通过主动学习，可以在需求分析、设计编码、系统测试等多个阶段将软件工程思想融入其中，进而提高C语言程序设计的教学效果.目前，C语言程序设计教学过程中仍然存在一些问题，严重阻碍教学质量的提升，文章在CDIO教育理念的指导下，对C语言程序设计教学进行了一些改革，以提高C语言程序设计的教学质量，为今后教学的开展提供一些建议和思路.

1　目前C语言程序设计实践教学中存在的问题

C语言程序设计是计算机专业的重要课程之一，是其他后续编程知识学习的基础，对于学生之后的学习意义重大.C语言程序设计内容是学生今后就业时用人单位的重点考察内容，其教学质量和学习效果直接关系到学生未来的就业.C语言是计算机专业重点学习的内容之一，其强调理论与实践的结合，学生实践能力的培养是教学的主要目标.C语言程序设计的实践教学甚至要重于理论学习，实践编程是学生学习成果和教学目标实现的主要体现［1］.但是目前，C语言程序设计的实践教学仍然存在明显的不足，学生难以将理论知识运用到实际编程中，严重阻碍教学质量的提升，本末倒置现象严重.

1.1实践教学时间明显不足

C语言程序设计教学目前的教学现状是以课堂理论教学为主，辅以少量的实践教学.很多学校理论学习的时间过多，在教学过程中极少安排实践教学时间.即使安排了实践教学，也是流于形式，根本没有将培养学生的实践能力放在首位.很多学生理论知识学习效果较好，但是在具体的编程过程中，无法将理论知识转化为编程能力，学生的综合素质较低.

1.2教材知识体系缺乏创新

C语言程序设计教材的内容比较落后，很多学校依然选择传统型的教材.教材是教师授课的主要内容，传统的教材依然体现的是理论讲解，很少有案例分析和实践操作内容.教师只是依照教材进行授课，教学内容比较枯燥，教学形式比较呆板，难以激发学生的学习欲望.学生对于枯燥的理论学习比较反感，实践教学内容的缺失是C语言程序设计教学质量难以提高的关键，教材知识体系缺乏创新严重阻碍了教学效果的提升.

1.3资源配置不合理

随着各大院校的不断扩招，学生数量明显增多，师资力量缺乏是高校存在的显著问题.很多高校只能采取大班授课的方式，几个班级同时上课，学生人数众多.教师讲解实践知识时，学生的接受效果难以保证.师生之间的人数差异导致教师只是一味的讲解，师生之间的交流较少.一名教师难以将更多的精力分散到每个学生，教师的指导作用难以发挥.学生的自主学习能力较差，在没有教师指导和管理的情况下，学习态度比较散漫，课堂参与性较差.教师难以完全应付学生的提问，实践教学只能流于形式，很多教师和学生都处于应付状态.

1.4学生创新能力不足

教师在进行实践教学时，只是按照教学大纲的内容，选择固定的实验内容进行教学，学生只是按照教师的指导，完成机械的验证性实验［2］.教学中学生依然比较被动，缺乏创新意识，难以将自身的想法和设计体现出来.实验项目较少且比较固定，学生的创新意识无法得到培养，学生的编程能力无法提高.

1.5教学评价方式单一

目前，C语言程序设计教学的考核依然采用闭卷理论考察的方式，教学评价中缺少施加能力考察的内容.学生为了能够通过考核，只是注重理论知识的学习，忽视了实践能力培养的重要性，因此对于实践教学的重视程度不足，缺少足够的实践锻炼.

综上所述，C语言程序设计教学存在的这些问题，严重阻碍实践教学效果的提升，因此必须进行相应的改革和创新，采用先进的教学理念和教学方式，提高实践教学的时间，为学生提供更多的实践锻炼机会，注重学生的实践能力培养，才能为社会培养更多的应用型人才.

2　CDIO模式下的C语言程序设计实践教学改革

CDIO模式强调以学生为主体，使学生能够主动探究，通过实践的方式提高学习的效果.CDIO模式注重全过程学习，是对传统的以理论教学为主的模式的改革，学生可以在实践中掌握理论知识，可以通过是项目教育完成学习内容［3］. C语言程序设计教学改革要以CDIO模式为指导，将理论教学转变为实践教学引领理论学习，强调实践教学的重要性.教学过程中要始终贯穿实践教学，通过任务驱动法、项目教学法等方式，以构建主义为指导，为学生构建良好的学习环境.CDIO模式鼓励学生积极讨论，共同分析问题、研究问题，在实践过程中构建学生完整的知识体系，以提高学生的综合能力.

2.1创新教材内容

教材内容是教师教学的主要依据，教材内容的创新是教学改革的关键.教材内容要突出实践教学的重要内容和作用，优化C语言程序设计教学内容编排，形成相对独立又相互关联的知识体系.教材编排要根据教学的需求和学生的特点遵循一定的原则.

2.1.1根据学生的认识规律设定内容

随着社会的发展和人们知识水平的提高，人们对事物的认知越来越多.认知具有一定的规律，从无认知到认识，从肤浅认识要深刻认识，这个过程是客观存在和必须遵守的.具体来讲，人的认知一般都是先从宏观开始，逐渐发展到微观认识；先从事物的现象认识，逐渐发展到本质认识；先从事物的整体认识，逐渐发展到局部认识.人类认知始终遵循着这个过程.C语言程序设计教学也不例外，学生的认知过程是客观存在的，教材的编排要遵循学生认知规律，安排适当的教学内容和内容呈现顺序.教材内容要先让学生认识C语言，在逐渐渗透C语言的内容，使学生掌握简单的编程、程序运行和程序调试，使学生初步了解C语言，提高对C语言学习的兴趣.教材内容要穿插理论知识、案例分析和实际操作等内容，使学生在操作过程中掌握理论知识，进而提升学生的综合素质.

2.1.2保证内容连贯性，分散重点、难点

认知过程是一个从简单到复杂、由浅入深的过程.教材编排人员要对内容进行整理和分析，使每个章节的内容具有独立性，同时保证章节之间具有一定的联系，难度要适中，并逐渐增加难度.教材内容的安排要适合先进的教学方法的需求，使学生可以在短时间内掌握单独章节的内容，并建立相关章节的联系.实践内容要从简单的开始，以培养学生的兴趣，再逐渐加深难度，使学生可以适应内容难度的递增.

2.1.3内容要具有通俗性和科学性

教材内容要采用亲切的语言，以拉近和学生之间的距离.C语言的内容比较复杂，学生难以直接理解，因此教材编排时的语言要具有一定的通俗性，以降低学生的陌生感.传统的C语言程序设计教材在文字叙述上过于注重科学性，学生对于知识表述理解较为费力，缺少生动、活泼的通俗语言.因此教材内容要循序渐进，通过深入浅出的方式，达到环环相扣的效果，以增强学生的理解，使教材内容不再枯燥，提高学生学习的兴趣.

2.2创新理论教学的方法

CDIO模式强调对学生主动学习能力的培养，使学生能够根据自身的特点和知识掌握情况进行选择性学习，强化学生对于信息的分析和处理能力，进而形成具有自己特色的知识体系和问题处理能力［4］.学生永远是学习的主体，教师要将课堂还给学生，注重发挥学生的主观能动性.教师要给予学生足够的时间和空间，让学生自主探究，构建知识体系.教师只是起到引导和组织的作用，将教学内容以实践编程为主导，推行课前预习、课上探究、课后练习的实践教学模式.学生学习的整个过程要先实践、再理论，最后鼓励学生进行创新，坚持按照CDIO模式的步骤，将实践教学贯穿学习的全过程.

2.3创新实践教学方法

实践教学是C语言程序设计教学的重要内容，教师要转变传统的教学观念，对实践教学进行积极改革，以提高实践教学的效果.

2.3.1建立实践辅导机制

CDIO模式下，学生主动学习的机会明显增加，教师并不是一味的让学生自主学习，在学生遇到难以解决的问题时，教师要及时进行辅导，以免学生丧失学习的兴趣.针对教师人数较少，难以完全应付学生的现状，可以开展实验助教辅导制度，所有从事C语言教学的教师都是实验助教，彼此之间要加强合作，积极参与到其他教师的实践教学中，指导学生进行实验.高年级的优秀学生也可以作为实验助手，参与到教师的实践教学中.

2.3.2丰富实践教学的内容

教师要开放实践教学的内容，将更多的实验案例引入到实践教学中.C语言程序设计教材中有足够的简单验证性程序代码，教师完全可以组织学生进行课前预习、课上探究、课后练习［5］.教师要合理分配理论教学和实践教学的实践，加强理论知识与实践能力的联系，以提高实践教学的创新性和综合性.在实践教学中建立开放的实验题目，教师只是规定实验目的、实验所用知识、实验类型规模和最低代码量等内容，实验的题目、实验数据、实验过程可以由教师和实验助手指定，也可以由学生通过讨论确定，经过教师同意之后即可进行实验.开放的实验题目能够吸引学生的注意力，提高学生的学习热情，学生通过思考后的实验题目重复率低.学生对于自己设定的题目比较感兴趣，自主学习的情绪高昂，实践学习的效果更加理想.学生在问题探究过程中，其发现问题、分析问题、处理问题的能力将大大提高，有助于学生创新能力的培养，开放性实验题目是CDIO模式实施的最佳途径，有助于学生自主学习能力的培养.

3　CDIO模式下的C语言程序设计评价改革

C语言程序设计教学的目标就是培养学生的编程能力，因此传统的成绩评价制度存在明显的弊端，缺少对学生实践能力的评价和考核.CDIO模式下，成绩评价机制必须进行相应的改革，才能提高C语言程序设计教学的效果.成绩考核更加突出实践能力的考核，评价学生的综合编程能力，注重考察学生的学习过程，而不是单单考察学生的最终理论成绩［6］.考核内容要分为课堂整体表现评价、自主学习评价、实验成绩评价和理论成绩评价四个方面.

3.1课堂整体表现评价

教师要综合考察学生的课堂整体表现，包括出勤率、课堂参与程度、问题处理态度等方面内容，教师要及时做好相关记录，期末考核时给予相应的评分.教师要根据学生的实际情况和自身的授课风格进行综合评分，具体的细节考核教师要把握尺度，不可采取统一的标准.

3.2自主学习评价

自主学习效果是学生课前预习、课上探究、课后练习成果的综合检验.传统的成绩考核中并未体现这些内容，教师要将此方面的考核加入到期末考核中，以保证学生学习的效果.教师可以采取自主学习跟踪表的形式，对学生的学习情况进行调查，表中设有对相关知识的考核内容，分为认知、理解、掌握、运用、创新等方面的考核.认知：学生进行2遍以上的阅读后，才能认识所学目标；理解：学生能够理解教材的知识内容和程序代码，并能够熟练回答，学生至少进行过1次程序代码上机练习；掌握：要求学生能够自主为其他学生讲解知识点，并能够建立知识点之间的联系，学生至少进行过2次程序代码上机练习；运用：要求学生在没有任何参照的情况下能够独立完成编码，可以脱稿讲解相关的知识点，学生至少进行过3次以上的程序代码上机练习；创新：要求学生具有举一反三的能力，自行设计相关的问题，能够自行设计程序代码并进行调试，并填写创新内容［7］.教师要认真考核学生的自主学习跟踪表内容，通过提问、答辩等方式考察学生的实际情况以及表格内容的真实性.自主学习效果跟踪表能够督促学生进行自主学习，提高学生的实际编程能力，提高C语言程序设计教学的效果，更好的体现CDIO模式的内容，使学生能够将理论应用到实践中.

3.3实验成绩评价

教师要根据学生实验课程的出勤率、实验难度、实验完成情况、答辩情况以及实验报告进行考核，最终给出综合成绩.

3.4理论成绩评价

教师要适当保留学生理论成绩评价的比重，并在不断的改革中逐渐降低理论考核的比重.教师对于考核的内容和比重可以适当调整，但是要增加编程能力的考核比重，以提高学生的实践能力，培养学生的综合素质.

4　总结

CDIO模式是一种全新的教学方法，其提倡以学生为中心，注重培养学生的实践能力，以满足社会对人才需求模式的改变.C语言程序设计是计算机教学的主要内容之一，其是其他编程知识学习的基础，因此提高C语言程序设计教学的质量具有重要意义.CDIO模式下的C语言程序设计教学改革，从多个方面对教学进行了创新，能够激发学生的学习兴趣，学生的合作能力有所提高，学习氛围更加和谐，培养了学生的创新思维，进而提高学生的整体素质，对于计算机教学效率的提高至关重要.

〔1〕张吴波，史旅华.建立开放的实验体系，提高C语言教学质量［J］.大学教育，2014（4）.

〔2〕曾庆尚，高慧，梁振军.C语言程序设计的实践教学改革与探索［J］.大学教育，2014（6）.

〔3〕项薇.基于CDIO理念的《工作研究与分析》创新教学［J］.宁波大学学报（教育科学版），2010（5）.

〔4〕陆红蕾.基于CDIO的“C#面向对象程序设计”教学改革与实践［J］.长沙通信职业技术学院学报，2011（6）.

〔5〕刘晓星.基于CDIO教育理念的C语言程序设计课程教学改革［J］.学园，2014（8）.

〔6〕李震平，李晓霞，魏红君.CDIO模式下C语言教学项目专业化研究［J］.河北工程大学学报（社会科学版），2012（01）.

〔7〕于延，周国辉，李红宇，等.CDIO模式下C语言程序设计实践教学改革［J］.计算机教育，2016（02）.

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2016-04-09