体现CDIO理念的计科专业实践教学方式探讨

摘要：计算机科学与技术专业是侧重工程应用的宽口径专业，其实践教学是不可或缺的环节。本研究基于工程教育专业认证关于计科专业分类培养的要求，重点分析了教学实际效果评价的诸多不足。依据CDIO理念优化实践教学方式，设计提出了体现CDIO理念的计科专业分类培养的实践教学环节课程体系、教学方法及教学效果评价新思路，这对切实提高计科专业学生的工程应用及创新能力有着积极的促进作用。

关键词：实践教学；CDIO；工程教育

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）10-0169-03

一、引言

计算机科学与技术专业侧重工程应用，其实践教学是不可或缺的环节[1]。CDIO是一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统过程的背景环境基础上的工程教育理念[2]。本研究基于工程教育专业认证关于计科专业分类培养的要求，重点分析了目前实践教学环节存在的诸多不足特别是评价指标的不完善之处。依据CDIO理念优化实践教学方式，设计提出了体现CDIO理念的计科专业分类培养的实践教学环节课程内容、教学方法及教学效果评价新思路，这对切实提高计科专业学生的工程应用及创新能力有着积极的促进作用。

二、教学现状

教育部在本科教学评估中规定实验实践环节学分占总学时数应不少于25%，我校现行培养计划中其计科专业实验实践环节占总学时数仅为14.4%，在这方面存在很大缺口。依据现行培养计划，计科专业培养从事计算机教学、科学研究和应用的计算机科学与技术学科的高级工程技术人才，其培养目标的具体性相对欠缺，没有明确工程教育规定的分类培养教育理念。考评体系相对单一，大多延用了理论教学的考评方法，无法真实而客观地评价学生的实践动手能力及相关技能。

三、实践环节教学方法探索

1.培养目标。工程教育专业认证是国际通行的工程教育质量保障制度，也是实现工程教育国际互认和工程师资格国际互认的重要基础。依据工程教育认证标准（2015版）[3]，计科专业课程应包含培养学生从事计算科学研究以及计算机系统设计所需基本能力的内容。考虑到当前计算机学科的发展趋势，为了进一步强化计算机专业的办学特色并促进学生就业，我校计科专业基于如下三个方面进行分类培养：①优化“计算科学研究”方向相关骨干课程的实践环节课程设置和教学方式。②强化“计算机系统设计”方向相关骨干课程的实践环节课程设置和教学方式。③体现“嵌入式系统设计”方向相关课程的实践环节课程设置和教学方式。

2.实践环节教学方法研究。CDIO的工程教育理念，主动设计情境让学生参与项目的全过程运作，从项目的构思、设计、制作、运行等4个环节进行全过程实践教学指导[1，2]。基于工程教育专业认证关于计科专业分类培养的要求，依据CDIO（构思—设计—实现—运行）理念优化实践教学方式，设计提出了体现CDIO理念的计科专业分类培养的实践教学环节课程内容、教学方法及教学效果评价新思路。图1给出了CDIO四个阶段与优化后的专业培养目标的对应关系。在图中明确了未达成培养目标各阶段已完成的任务，具有较强的针对性和可操作性，共同服务于计科专业分类培养的需求。

（1）构思阶段。在明确了我校计科专业三个培养目标的基礎上，基于学校明确提出的开放实验室相关文件精神，利用各个专业实验室、计算机硬件实验室、嵌入式及云计算实验室、校内外实训基地以及各类创新教育平台为实验条件构思分类培养目标可行性及对应关系[4]。图2给出了结合现有条件培养对应关系。

（2）设计阶段。表1为旧版培养计划与新版培养计划实践课环节对照情况。通过上述基于3个培养目标而设置的相应实践环节课程，在一定程度上体现了工程教育认证对计科专业提出的分类培养目标。根据我校新一期培养计划征订指导原则，计科专业培养计划由原先的180学分降为165学分。新版培养计划在保证旧版培养计划中针对分类培养3个方向课内实验学时数大体不变的基础上，集中实践教学环节课程学分由26学分增加到33学分。具体措施如下：①在集中实践环节增加了“计算科学研究”及“嵌入式系统设计”课程设计环节。②强化了现场实习，增设了“专业综合实习”环节。

（3）实现阶段。关于实践教育环节，工程教育认证标准（2015版）明确规定具有满足教学需要的完备实践教学体系，主要包括实验课程、课程设计、现场实习。开展科技创新、社会实践等多种形式实践活动，到各类工程单位实习或工作，取得工程经验，基本了解本行业状况[4]。①实验课程：包括一定数量的软硬件及系统实验。②课程设计：至少完成两个有一定规模系统的设计与开发。③现场实习：建立相对稳定的实习基地，使学生认识和参与生产实践。

（4）运行阶段。计科专业的教学现状集中体现在学生的培养情况上。表2给出了2012年辽宁省计科专业参评中的关于学生培养情况的诸多量化指标，通过表中数据可以看到：①计科专业评估排名与学生的实际培养情况中的诸多量化指标存在很强的相关性。②这些量化指标与本专业实践教学环节教学的实际效果存在紧密关联。

综合上述要求，在项目运行阶段提出以学生创新及创业为引导的综合考评方式。综合考评方式分为三个阶段：①基础阶段：由教师在课堂上组织上机考试、口试及作业。②晋级阶段：将竞赛、专利、论文及科研项目等指标以及分类培养的要求加入大考评体系中（具体构思如图3）。③达成阶段：毕业设计及毕业答辩。

针对以上三个考核阶段，给每一个考核阶段赋予一定的权值系数，既能拉开各类层次的学生实践课成绩等级，又能兼顾不同培养方向考核成绩的客观性。

四、实践教学预期效果

体现CDIO理念的实践教学环节课程内容、教学方法及教学效果评价等内容，作为新修订的培养计划的重要组成部分，其预期教学效果将在为期四年的教学周期进行验证。通过计科专业学生的抽样问卷调查结果（见表3）可以发现，学生对调整后的集中实践环节、分类培养方案以及综合评价等指标的满意度均有较大提升。

五、結语

本文设计提出了体现CDIO理念的计科专业分类培养的实践教学环节课程内容、教学方法及教学效果评价新思路。特别在项目运行阶段提出以学生创新及创业为引导的综合考评方式，将竞赛、专利、论文及科研项目等指标以及分类培养的要求加入大考评体系中，强化了对学生实践动手能力评价的客观性。

参考文献：

[1]郭浩.计科专业实践教学环节课程体系设置探讨[J].教育教学论坛,2016,31(8):157-159.

[2]潘巧明.基于CDIO理念的地方高校实践教学体系研究[J].丽水学院学报,2015,37(2):120-123.

[3]教育部.第一份《中国工程教育质量报告》“问世”[EB/OL].[2014-11-13].http://www.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s-5987/201411/178168.html.

[4]沈根海.计算机应用专业实践课程分层教学研究[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2016,25(1):300-302.

Research on Practice Teaching Mode of Computer Science and Technology Specialty with the Idea of CDIO

GUO Hao

(School of Information Science and Technology,Dalian Maritime University,Dalian,Liaoning 116026,China)

Abstract:The computer science and technology specialty emphasizes the engineering application,and the practice teaching is an indispensable link. On account of the requirements of professional classification which is based on engineering education professional certification,the paper focuses on the analysis of the actual effect of the teaching evaluation of many problems. In the paper the practice teaching mode is optimized,and the scheme of curriculum system,teaching method and teaching effect evaluation system is presented which embodies the idea of CDIO. It has a positive effect on improving the engineering application and innovative ability of the students majoring in engineering.

Key words:engineering practice teaching;CDIO;engineering education