基于CDIO理念提升民族院校计算机专业学生实践能力的路径探析

刁宇峰

摘要：民族院校计算机专业学生的基础普遍不高，立足该校实际教学情况，以CDIO理念为基础，将CDIO工程教育理念引入民族院校计算机专业人才的培养模式，以《高级语言程序设计》课程为例进行了教学改革，注重培养学生的综合实践能力，探析通过CDIO理念提升计算机专业学生的专业素养，为我国民族院校计算机专业课程的教学改革提供了借鉴和参考。

关键词：民族院校；CDIO理念；实践能力

中图分类号：G64        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）06-0127-02

開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

在内蒙古自治区，民族院校学生尤其是蒙语授课学生，对英文的掌握程度普遍不高，数学基础较为薄弱，尤其缺乏计算机专业的基础知识，难以建立计算机思维去分析和解决问题。因此，学生在学习计算机相关专业时，会出现综合实践能力较差的现象。CDIO工程教育模式是国际工程教育改革的最新成果，起源于2008年，CDIO工程教育理念是以“构思—设计—实施—运行”为体系，通过主动的、实践的、理论课程之间有机结合的方式让学生更好地学习工程，将CDIO工程教育理念引入计算机专业人才培养模式，注重培养学生的综合能力，提升其专业素养，可以为我国高等院校计算机专业课程改革提供借鉴和参考，推进高等教育的高质量发展。本文以《高级语言程序设计》课程为例，引入CDIO理念，从教学内容、教学方法等方面进行了教学改革，注重培养学生的综合实践能力，提升其专业素养，可以为我国高等院校计算机专业课程改革提供借鉴和参考。

1 研究现状

随着经济全球化的发展，高素质人才的培养已成为当今世界各国日益关注的问题。正是在这样的新的社会环境下，学生的实践能力提升研究得到了社会各界与教育领域的广泛关注与重视。

CDIO本质是一种基于项目训练的培养人才方式，以项目研发到项目运行的生命周期为载体，在项目进行过程中，不断补充必要的知识，强调自学能力的培养，注重运用学到的知识解决当前遇到问题的能力。让学生积极主动补充必要的知识、运用知识解决问题的实际问题，将课程与实践结合的方式学习工程[1]。CDIO工程教育理念集中概括和抽象表达了“做中学”和“基于项目的教育和学习”，主要包含了三个核心文件，分别解释了CDIO工程教育理念的愿景、大纲和12条标准[2]。愿景是为了让学生能够更加出色，具有更强的素质，而提供一个强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思－设计－实现－运行过程的背景环境基础上的工程教育；大纲定义培养学生的具体指引，要求综合培养学生在理论知识、个人职业技能和职业道德、团队协作和交流能力和整个CDIO全过程能力四个层面实现预期的目标，从而使工程教学的教育改革更具方向性和系统性；12条标准实质上是一个实施CDIO培养模式的指引，使得工程教育改革具体化、可操作、可测量[3]。CDIO工程教育模式以学生为中心，以项目为主线，保证学生在项目中边做边学，用于培养具有一定基础知识、专业能力强，创新实践能力高的复合型技术型人才[4]。融合CDIO教育模式改进当代工程教育是近年来的发展趋势，充分体现了系统性、科学性和先进性的统一。

本文结合民族院校计算机专业学生的特性，引入CDIO教学理念，完善其培养模式，重视学生的实践能力培养，需要更适合的教学内容和教学方式，给学生的培养提供了新的思路。

2 教学现状

民族院校的学生普遍基础薄弱，有的仍习惯于中学时代的思维方式，被动地接受知识，而不是主动学习、思考，容易影响实践能力培养。民族院校的老师大多科研能力比较高，实践技能偏低，实践教师数量较少。此外，由于学校的经费相对有限，很难满足教学基础设施建设、教学资源开发等的需求，在理工科专业实践教学中会出现教学资料不足、基础设施建设滞后的问题，影响教学质量，从而影响学生实践能力的培养。有些学校未能充分考虑到理论教材内容与实践教材是否匹配，是否存在教学脱节的情况，不利于理论教学与实践教学的结合。

以《高级语言程序设计》课程为例，该课程是学生进入大学后接触的第一门计算机编程语言，其理论学时较多、实验实践学时比较少，课程知识点多，大多数教师依然采用传统的教学方式，其教学内容比较单一，未结合实际项目和问题，展开度不够；而学生本身的数学基础和英语基础都不太好，不提前预习和课后复习，实验目标有一定的高度，很多同学对知识点的了解并不透彻，对于蒙授学生来说接受度不高，不能独立完成实验任务，会产生挫败感，也会影响后续课程如《数据结构》《算法设计与分析》等的学习。

随着经济全球化的深入推进，国民经济快速发展，我国进入新时代，转向高质量发展阶段，产业结构进一步转型升级，对人才的要求推向了新高度，高校的实践能力培养已经不能满足经济和社会发展的需要，因此需要结合民族院校计算机专业学生的特性，完善其培养模式，重视学生的实践能力培养，为后续课程打好夯实基础是迫切需要解决的问题，需要探索更适合的教学内容和教学方式。

3 引入CDIO理念进行教学改革

3.1 完善专业课程体系

为了充分提升民族院校计算机专业学生的实践能力，学校需要从专业课程建设入手，专业课程体系进行完善，为专业课的实践教学方面提供指导与支持。例如在课时安排上，针对理论课和实验课的课时进行合理划分，为实践教学提供优化的教学环境，为实践能力的培养提供了充足的教学实践；在课程安排上，可以通过教师资源整合、校企合作等方式，将其他领域和专业的课程纳入本专业课程体系中来，为学生的实践能力培养提供丰富的学习条件。

3.2 重视教师队伍建设

国内很多民族院校的理工科实践教学方面面临着专业教师不足、教师实践经验不多等问题。民族院校要想有效提升计算机专业学生的理论与实践结合的能力，就要加强专业课教师队伍建设的重视，保证各学科的实践课教师均能成长为双师型教师人才，引导高水平教师参与实践教学工作，注重提高教师的实践教学质量。在人才引进方面，高校应将专业课教师划分为理论课教师和实践课教师两个类型，对专业基础知识、实践工作经验等提出明确的招聘要求。在人才培养方面，为教师提供参加实训活动和企业培训的机会，培养兼具系统理论知识和工程应用技能的“双师型”教师。一方面，组织骨干教师参加国际、国内的学术交流会议；另一方面选派教师到企业或IT培训机构学习、参与项目开发等，以便有效提高专业教师的工程技术实践能力。以教研室为单位，围绕相应课程进行教学研究，整个教学团队都参与教材编写、在线开放课程网站建设等，实现课程教师队伍的整体优化。

3.3 加强校企合作

当前国内很多高校在积极开展实践教学方面的工作遇到了许多困难，其中最为重要的是实践教学资源不充足的问题时。在解决这一困难时除了申请更多的教育经费支持之外，还可以深入加强校企合作，选择有实力或者有潜力的企业进行合作，共同进行培养方案的制定，企业可以讲授一些实践类课程，使得学生具有较强的实战机会，学生可以在各个阶段去企业进行实习，丰富学生的开发经验，企业亦可以定期针对特定实践类课程培训民族院校教师，在合作企业的大力支持下，全面推进实践类教学资源开发、教学基础设施建设等工作，为社会培养具备实践创新能力的科技人才。

3.4 完善培养方案

CDIO理念作为工程教育新理念更加注重构建完整的学科知识体系和专业知识体系，以CDIO模式提出的能力层级为基础，以知行合一为原则优化培养方案，构建包括公共基础课、专业理论课、专业实践课等系统多样化课程的设置。教师按照构思、设计、实现和运行的步骤改革课程方案，提高学生的综合实践能力，培养具备工程创新能力和人文素质和职业道德标准的高质量技术人才。

3.5 优化教学模式

在课堂教学中，除了讲解计算机专业的理论知识以外，教师还应当为学生提供实践机会，让学生的实践能力得到充分的锻炼。因此，以《高级语言程序设计》课程为例，融入CDIO教学模式，采用项目驱动的教学方案，将教材内容转变为项目，以项目为主线，将教材知识点和项目紧密结合，各个案例均覆盖所出现章节的主要知识点，既相互独立，又隶属于综合案例，真正达到实践与理论教学并行的目的。CDIO 工程教育理念是“做中学”原则的集中体现。整个实践教学体系中的基本实践能力培养主要依赖于验证性实验，这部分实验主要由学生课下完成，教师只做重点难点展示。课程组将大纲、电子教案、课件、例题代码、问题、课前测试等都放在在线开放平台，供学生自行使用。学生学会合理运用网络资源，对获取的信息资源进行筛选，进一步理解知识，完成课前测试、课后测试和相关作业，在回答问题的过程中完成构思、设计甚至实践的过程。通过线上自学和线下调整，实现课堂教学与在线学习的有机结合，从而提升学生的学习兴趣。具体教学模式如图1所示。

在课程实践方面，《高级语言程序设计》课程配套了实验课程，24学时，共计12个实验，总体以项目驱动的形式进行实验，以项目为主线、实践为导向，以团队协作的方式解决项目中的实际问题，由企业导师和专业教师共同指导项目实践，通过项目的开发，培养学生自主编程能力、建模能力和团队协作能力，提升学生自身的综合素养。

此外，学科竞赛是进行课程改革的重要途径，通过学科竞赛能够有效地将理论与实际相结合，从而反映学生对知识的掌握程度，促进教学改革成果的有效转化[5]。因此，依托大学生创新创业基地，安排教师对学生进行有针对性的训练，学生进行小组自主学习，

参加包括蓝桥杯等比赛，增加实践机会，拓宽学生视野，加强CDIO全教学过程的训练。

随着基于CDIO理念的教学改革进入佳境，学生已经成为教学活动的核心[6]，民族院校借助网络平台定期对学生进行作业的发布、课前测试和课后测试的发布，利用碎片化、随机化的完成任务，提供了丰富多样的学习方法，为了适应CDIO理念的需要，全方位考核学生的各项能力，学生成绩不再单纯地由卷面成绩决定，而是将工程实践能力和团队协作能力等其他能力都纳入新的考核办法中。

内蒙古民族大学对2021级计算机科学与技术专业班级实施了基于CDIO理念的教学模式改革，经调查统计后发现有近95%的学生对此次教学表示非常满意和满意，考核评价指标较为客观公平，同学们都认为自己在自主学习能力、实践创新能力、编程思维、团队合作等方面均有所提升。此外，在后续的教学过程中，可以着重注意的改进措施如下：第一，以网络教学平台为基石，对线上作业、测试等进行定期更新，从课前、课中和课后的角度不断激发学生的学习动力，提升教学效果；第二，加深校企合作方式，深入各大竞赛比赛，整合企业项目、竞赛题目等具有工程思维的项目，从实际角度出发提升学生的实践能力；第三，后续可以加深融入思政元素，拓宽学生的知识面，树立学生正确的价值观，培养工匠精神。

4 结语

使用CDIO理念对提升民族院校计算机专业学生实践能力进行路径探析，是将CDIO工程教育理念引入民族院校计算机专业的人才培养模式中，真正做到以学生为主体，以实践为主导，符合新工科背景下的计算机教学的整体要求，不断激发学生的学习动力，提升了学生实践创新能力，为社会培养了具备实践创新能力和工程思维的科技人才。本文以计算机专业课程《高级语言程序设计》为例进行了基于CDIO教学理念的教学改革，提出了 CDIO工程教育理念指导下的高级语言程序设计课程的教学改革方案，优化了教学模式。实践证明，此项教学改革改善了民族院校中计算机专业学生理论结合实践能力不强的特点，培养了学生的自主编程能力和实践能力，取得了良好的教学效果，为我国民族院校计算机专业课程的教学改革提供了借鉴和参考。

参考文献：

[1] 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），2012，29（1）：121-123.

[2] 仇同文，王萌萌.CDIO理念对环境设计人才培养模式创新的启示[J].美术教育研究，2022（13）：107-109.

[3] 冯中毅，任志国.CDIO理念下《面向对象程序设计》教学改革研究[J].科技視界，2016（16）：167，187.

[4] 邓万友，谭永仪.基于CDIO理念的高校信息素质教育模式构建研究[J].山东高等教育，2022，10（3）：10-16.

[5] 任顺.基于CDIO-OBE工程教育模式的C语言程序设计课程教学改革研究[J].物联网技术，2020，10（4）：116-117.

[6] 杜博.基于CDIO的C语言程序设计课程教学的改革与探索[J].微型电脑应用，2018，34（3）：67-68，73.

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