CDIO 模式下关于计算机公共课程主动学习和实践的教学探究

邵莉

摘 要：虽然我国各高校已愈加重视计算机基础教育和职能应用型人才的培养，但计算机类公共课程的开展还是面临一定的问题。文章结合CDIO工程教育理念的人才培养模式，基于课程教学目标的达成、教学环节的优化实施、课程考核反馈的三元体系模型，针对“计算机技术与计算思维”学科的具体课堂教学，进行了主动学习和实践的教学探究，对提高该课程的教学水平具有积极的现实意义。

关键词：CDIO模式;计算机公共课程;主动学习

中图分类号：G642.3;TP3 文献标识码：A 收稿日期：2019-10-25 文章编号：1674-120X（2020）09-0107-02

一、研究背景

（一）非计算机专业计算机公共课程教学的发展背景

随着信息技术的发展以及计算机在日常工作和生活中的广泛应用，我国各高校已愈加重视计算机基础教育和职能应用型人才的培养，很多高校逐渐将计算机课程作为非计算机专业学生的公共教学内容。但由于传统教学方式的长期影响及生源存在的差异，开展计算机类公共课程还是存在一定的问题，主要表现在教学受众的学习积极性和主动性不够强、单一的评价方式导致理论知识学习与实践技能之间存在不平衡现象等方面。

（二）研究问题提出的过程

笔者针对高等院校非计算机专业计算机公共课程教学的特点和重要性，结合自身从事计算机公共课程教学的经验，对CDIO 模式这种注重“做中学”和基于项目的教育和学习的新型高等工程教育模式进行了探究。

研究中，笔者首先以阅读大量相关文献为起点，在此基础上总结了CDIO理念的核心思想及其特点，以CDIO理念为指引，进一步从问题解决、培养目标的特点及课程特征、内容等方面对CDIO工程教育模式与计算机公共课程的情况进行分析，发现将CDIO理念运用于高等院校计算机公共类课程是完全可行的。接下来，笔者深入思考如何将CDIO理念应用于计算机公共课程教学中的策略实施、活动组织方式及过程和结果评价方式，同时进行一学期的“计算机技术与计算思维”教学实践，以验证其效果。

二、CDIO的概念和国际国内现状

（一）CDIO的概念

CDIO代表构思（ Conceive ）、设 计（ Design）、实 现（ Implement）和运作（ Operate），它是以产品开发、项目运行的整个生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。CDIO 的能力大綱和 12 条标准是实施 CDIO工程教育模式两个重要的指导性文件，其中能力大纲主要回答“培养什么人”的问题，标准则细化了“如何培养人”这一重大课题。

（二）CDIO的研究现状

CDIO工程教育模式是美国麻省理工学院为了处理工程教育中理论知识学习与实践能力之间的平衡关系而提出的，该模式强调培养学生的综合实践和创新能力，鼓励学生进行主动学习和经验学习，关注沟通交流能力与团队协作意识的培养，与社会发展的大环境相适应，得到了国际高等工程教育旳认可。该模式最大的特点是以能力培养为本位。

CDIO 工程教育模式讲究教学内容的系统性与学生的参与性，强调学生在学习理论基础知识的过程中，不断地锻炼解决实践项目的动手能力，增强学习的自主性，多方位地提升全面素质与综合应用能力。

三、CDIO的具体教学实施

（一）教学对象分析

笔者所面对的教学对象是独立学院的非计算机专业大一学生。独立学院的学生普遍思维活跃，社会活动能力强，内心有较强的表现欲和对成功的强烈渴望，且学生的个性普遍较为张扬，同时具有一定的创新意识和意愿，所以在课程的教学设计上也有一定的挑战性。

（二）学科具体课堂教学与CDIO

目前，在国内，该模式不仅被运用于工程教育的教学改革中，还广泛应用于具体学科教学中。通过理论学习、模式研读和案例分析，笔者发现该模式解决的问题及培养目标与计算机公共课程教学具有共通性，这为我们的课程教学及其改革带来了新契机，提供了新思路。

为解决理论学习与实践能力不平衡的问题，笔者尝试将CDIO理念应用于计算机公共课程的教学中，培养学生自主学习能力、团队意识、交流沟通能力。这里借鉴CDIO理念，针对“计算机技术与计算思维”课程设计了一种课程教学目标的达成、教学环节的优化实施、课程考核反馈的三元体系模型。以下就是笔者在这一学年对该课程的教学实施情况：

1.教学内容的设计

以 CDIO 工程教育模式为切入点，整合“计算机技术与计算思维”的教学内容，设计实施方案;定制课程知识体系的实践项目，采用任务驱动和工程化的教育模式将本学科的各知识点有机地联系起来，把方案变为实践。

在“计算机技术与计算思维”课程建设、编辑的过程中，结合这门课程的特点：既有计算模型和计算思维的理论知识，一般问题的求解过程——思维导图，算法的表示方法——流程图等章节展现计算思维方式，促进学生计算思维能力的培养;也有计算机网络基本技术与应用、多媒体技术与应用、小型数据库的建立等实践章节来训练和拓展学生的操作应用能力。 于是，在课堂教学设计中，我们坚持以任务/项目驱动贯穿教和学过程始终，通过面授、团队学习与讨论、学生作品展示、教师点评、运用超星学习通进行课堂教学管理等多种形式，激发学生的学习积极性，提高学生学习参与度，提高学生的团队学习和协作沟通能力。

让学生带着设计任务进入理论知识的学习。比如说，在讲解二进制章节，以游戏的形式——猜香烟（或猜12生肖）让学生领略二进制数的奇妙特性。等学生领略到二进制的精髓后，教师再布置小组任务：分小组设计游戏，并在全班集中展示。教师与学生扮演的角色在转变，学生主动参与到教学过程中，充分调动自主学习的积极性，培养团队协助能力、责任意识、大局意识以及交流能力等。