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        基于CDIO理念的工科院校公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革與實(shí)踐

        2011-01-01 00:00:00
        經(jīng)濟(jì)師 2011年1期


          摘要:針對(duì)目前高校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)存在的問(wèn)題,以CDIO教育理念為指導(dǎo),充分利用計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程特點(diǎn),黑龍江科技學(xué)院采用一種全新的“講、練、討論”相互滲透的互動(dòng)教學(xué)模式。該模式以學(xué)生為中心、以“學(xué)習(xí)—構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)作”為主線,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力、自學(xué)能力和團(tuán)隊(duì)交流能力。教學(xué)實(shí)踐表明,該模式可較大提升學(xué)生的動(dòng)手能力和自學(xué)能力,可促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的大幅度提高。
          關(guān)鍵詞:CDIO 大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ) 教學(xué)改革
          中圖分類號(hào):G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
          文章編號(hào):1004-4914(2011)01-153-02
          
          新時(shí)期,我國(guó)確立了建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家的目標(biāo),提高高等學(xué)校自主創(chuàng)新能力,培養(yǎng)創(chuàng)新型人才是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型國(guó)家的人力資源基礎(chǔ)。而長(zhǎng)期以來(lái),在傳統(tǒng)工程教育中,重理論輕實(shí)踐,過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的理論深度和系統(tǒng)性,而忽略了各學(xué)科知識(shí)間的聯(lián)系,特別是忽視理論知識(shí)的應(yīng)用。如何把“知識(shí)型學(xué)生”轉(zhuǎn)化為“創(chuàng)造型學(xué)生”,CDIO教育模式為我們提供了一個(gè)重要途徑。
          CDIO是由美國(guó)麻省理工學(xué)院、瑞典查爾姆斯技術(shù)學(xué)院、瑞典林克平大學(xué)共同倡導(dǎo),集多國(guó)工程教育精英建立的一整套工程教育理念和實(shí)施體系。作為當(dāng)今國(guó)際高等工程教育的一種創(chuàng)新模式,CDIO更加注重培養(yǎng)學(xué)生掌握工程基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)的能力,旨在通過(guò)貫穿于整個(gè)人才培養(yǎng)過(guò)程的團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新實(shí)踐環(huán)節(jié)的訓(xùn)練,培養(yǎng)既有過(guò)硬的專業(yè)技能,又有良好職業(yè)道德的國(guó)際化工程師。
          大學(xué)公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)是高等學(xué)校計(jì)算機(jī)教學(xué)的重要組成部分。社會(huì)職業(yè)的多樣化和學(xué)生的就業(yè)需要,對(duì)高等教育的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教育提出了更高的要求。然而,我國(guó)現(xiàn)行的教育模式和理念使學(xué)科教育與工業(yè)實(shí)踐脫節(jié),學(xué)生在項(xiàng)目及團(tuán)隊(duì)工作方面的實(shí)際訓(xùn)練較少,已經(jīng)不能滿足教學(xué)的需要。鑒于此,我校以CDIO工程教育模式為指導(dǎo),對(duì)《大學(xué)公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)》課程進(jìn)行改革與實(shí)踐,以期在學(xué)生基礎(chǔ)技能和工程能力培養(yǎng)方面取得更好的效果。
          一、CDIO工程教育模式
          1.CDIO的基本思想。CDIO代表構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施與運(yùn)行,是“做中學(xué)”原則和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”理念的集中體現(xiàn),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生四個(gè)層面的能力,如圖1所示。
          2.CDIO人才培養(yǎng)模式。CDIO人才培養(yǎng)模式的理念主要體現(xiàn)在四個(gè)方面。(1)先進(jìn)性。為應(yīng)對(duì)全球化帶來(lái)的機(jī)遇和挑戰(zhàn),CDIO國(guó)際組織匯集眾多教育專家制定全面的實(shí)施計(jì)劃和教學(xué)大綱,以能力培養(yǎng)為目標(biāo),以國(guó)際化的教育理念和框架培養(yǎng)具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的人才。(2)可操作性。CDIO繼承和發(fā)展了歐美20多年來(lái)工程教育改革的理念,系統(tǒng)地提出“能力培養(yǎng)、全面的實(shí)施指導(dǎo)、完整的實(shí)施過(guò)程和嚴(yán)格的結(jié)果驗(yàn)證”的12條標(biāo)準(zhǔn),可操作性很強(qiáng)。(3)系統(tǒng)性。CDIO教學(xué)大綱以能力培養(yǎng)為目標(biāo),將學(xué)生能力總體劃分為四個(gè)層面,具體劃分為17種能力,細(xì)化為73條技能,力求以科學(xué)的培養(yǎng)模式全面系統(tǒng)地提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。(4)適應(yīng)性。CDIO的具體目標(biāo)是為工程教育創(chuàng)造合理、完整、通用、可概括性的教學(xué)目標(biāo),重點(diǎn)將個(gè)人、社會(huì)和系統(tǒng)的制造技術(shù)與基本原理相結(jié)合,使之適合工程學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域。
          二、大學(xué)公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的特點(diǎn)與現(xiàn)狀
          公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)是實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,意在培養(yǎng)學(xué)生熟練運(yùn)用計(jì)算機(jī)的能力。然而,計(jì)算機(jī)軟、硬件的更新速度給計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)的內(nèi)容更新提出了更大的挑戰(zhàn),而且因教育、家庭和社會(huì)環(huán)境的差異,學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的掌握程度不盡相同。這在近三年表現(xiàn)尤為明顯。
          目前,公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)尚存在諸多問(wèn)題。一方面,學(xué)生不重視理論學(xué)習(xí),將精力全部放在操作上。這使其對(duì)計(jì)算機(jī)的基本理論知之甚少,嚴(yán)重影響了后續(xù)知識(shí)的深入學(xué)習(xí)和理解。另一方面,不正確的引導(dǎo)導(dǎo)致學(xué)生忽略理論學(xué)習(xí),且主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)與能力欠缺,沒(méi)有充分認(rèn)識(shí)到大學(xué)教育的核心所在。大學(xué)教育正是通過(guò)基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的良好學(xué)習(xí)習(xí)慣和方法以及主動(dòng)學(xué)習(xí)的意識(shí)與能力。
          當(dāng)前,高校公共計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)大綱大多采用多媒體理論教學(xué)和上機(jī)實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)方式。理論教學(xué)環(huán)節(jié)以教師為主,學(xué)生充當(dāng)“聽眾”角色,按著教師的思路理解、記憶知識(shí)。這并沒(méi)有擺脫傳統(tǒng)的教學(xué)方式。實(shí)踐環(huán)節(jié)的多媒體課件,在不同程度上限制了教師和學(xué)生的思路,學(xué)生也只能在教師思路的引導(dǎo)下思考,無(wú)法滿足個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求。
          三、CDIO模式授課體系的建立
          CDIO工程教育模式是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”理念的集中概括和抽象表達(dá)。在教學(xué)方法上,教師首先要明確講授課程在專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中的地位和作用,并樹立“以學(xué)生為中心”的新觀念,引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。其次,教師要根據(jù)學(xué)生應(yīng)該掌握的知識(shí)和能力,在教學(xué)中適當(dāng)穿插綜合性實(shí)驗(yàn),促使學(xué)生自己動(dòng)手并全身心投入,以增強(qiáng)概念性學(xué)習(xí),重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。第三,教師要建立和加強(qiáng)學(xué)習(xí)反饋機(jī)制,及時(shí)把握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和取得的實(shí)際效果。該教學(xué)模式下,學(xué)生是學(xué)習(xí)主體,教師是教學(xué)主導(dǎo)。學(xué)生在合作完成實(shí)際項(xiàng)目過(guò)程中學(xué)習(xí)必備知識(shí)、發(fā)揮創(chuàng)新潛能、鍛煉就業(yè)能力,不斷提高個(gè)人的綜合素質(zhì)。鑒于此,我校采用一種全新的“講、練、討論”相互滲透結(jié)合的互動(dòng)教學(xué)模式。課程依然設(shè)計(jì)為兩個(gè)部分:課堂教學(xué)和上機(jī)實(shí)驗(yàn)。理論教學(xué)側(cè)重于課程的重點(diǎn)、難點(diǎn)講授,課時(shí)約占課堂教學(xué)的1/2,另外的1/2課時(shí)則組織學(xué)生討論。上機(jī)實(shí)驗(yàn)按照課程的進(jìn)度及學(xué)生的層次分類進(jìn)行,逐步深入遞進(jìn)。
         ?。ㄒ唬┱n堂教學(xué)改革
          1.“任務(wù)驅(qū)動(dòng)”的理論傳授。每節(jié)課開始,教師首先提出問(wèn)題,指出本節(jié)課程需要完成的任務(wù),并將完成任務(wù)所需的知識(shí)點(diǎn)一一列出。之后,請(qǐng)學(xué)生指出未知知識(shí)點(diǎn),教師著重講解新的知識(shí)點(diǎn)、重點(diǎn)及難點(diǎn)。最后要求學(xué)生一起運(yùn)用相關(guān)知識(shí)點(diǎn)參與案例,并最終給出示范案例。
          整個(gè)課堂教學(xué)力求學(xué)生帶著問(wèn)題去思考,利用知識(shí)點(diǎn)去分析解決問(wèn)題,并熟練掌握知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用。
          2.自學(xué)為主的知識(shí)面擴(kuò)展。每2~3名學(xué)生為一小組,布置討論題目或要求實(shí)現(xiàn)任務(wù),督促其課下查閱資料,然后在課堂進(jìn)行形式各異的討論。也可以讓學(xué)生根據(jù)能力選擇任務(wù)并提出各自的解決方案,集體討論方案的可行性或優(yōu)劣性。
          通過(guò)該方式組建學(xué)習(xí)型團(tuán)隊(duì),給學(xué)生搭建一個(gè)展示自己的舞臺(tái),既能夠極大地提高學(xué)生的積極性,又可鼓勵(lì)學(xué)生利用各種方式自學(xué),對(duì)交叉學(xué)科、前沿學(xué)科有所涉獵。
         ?。ǘ﹦?dòng)手實(shí)踐能力培養(yǎng)
          1.基本知識(shí)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)。基本知識(shí)點(diǎn)的應(yīng)用對(duì)于大多數(shù)同學(xué)需要經(jīng)歷三個(gè)步驟:首先是“模仿”。完成與案例相似的例子,在模仿中鞏固和加深對(duì)新內(nèi)容的理解,與此同時(shí),老師可以一對(duì)一講解學(xué)生未理解或掌握的內(nèi)容。之后是“修改”。在“模仿”的基礎(chǔ)上加工,激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情,教師僅對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)提供指導(dǎo)性意見。最后是“提高”。將有一定難度但未曾遇見的問(wèn)題交給學(xué)生,培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題的能力,教師則給予啟發(fā)、引導(dǎo),激活學(xué)生的創(chuàng)造性思維。
          2.單元性實(shí)驗(yàn)。某個(gè)章節(jié)學(xué)習(xí)完畢后,安排一次單元性實(shí)驗(yàn),將章節(jié)內(nèi)容甚至前續(xù)內(nèi)容加以綜合。該實(shí)驗(yàn)題目相對(duì)稍大,并具有一定難度。設(shè)計(jì)過(guò)程要注意幾個(gè)問(wèn)題。(1)題目要貼近學(xué)生生活,便于學(xué)生理解,使學(xué)生能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題。(2)綜合運(yùn)用關(guān)鍵知識(shí)點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)的能力。(3)工作量要適當(dāng)。單元性實(shí)驗(yàn)要求每個(gè)學(xué)生能基本獨(dú)立完成,根據(jù)學(xué)生的個(gè)體差異,提供多層次的題目供學(xué)生選擇。
          
          3.綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。實(shí)踐的最后一個(gè)環(huán)節(jié)就是綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)。該項(xiàng)目必須使學(xué)生完整地得到構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作等方面的系統(tǒng)訓(xùn)練。要求2~3名學(xué)生自由組合,從教師給定題目中選取感興趣并符合自身能力的題目進(jìn)行設(shè)計(jì)。該階段的實(shí)驗(yàn)應(yīng)具有如下特點(diǎn)。(1)題目是真實(shí)項(xiàng)目的簡(jiǎn)化,由教師給出總體要求。學(xué)生確定目標(biāo)后可以不局限于給定的需求,以此充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)新思維,培養(yǎng)創(chuàng)新能力。(2)學(xué)生分組后由組長(zhǎng)負(fù)責(zé)分工,并制定工作量衡量標(biāo)準(zhǔn),培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的精神。(3)學(xué)生獨(dú)立完成工作。教師的作用僅為答疑和共性問(wèn)題的總結(jié)與歸納。該過(guò)程將使學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力得到有效鍛煉。(4)涉及課堂沒(méi)有的知識(shí)點(diǎn)時(shí),鼓勵(lì)學(xué)生利用各種資源搜集資料,并通過(guò)分析資料尋找答案,以培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和解決問(wèn)題的能力。
         ?。ㄈ┰u(píng)價(jià)方式
          傳統(tǒng)的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)一般采取考試形式,將學(xué)生的成績(jī)作為評(píng)價(jià)教師教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生學(xué)習(xí)成效的依據(jù)。體現(xiàn)在思想觀念上則表現(xiàn)為評(píng)價(jià)主體不重視學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià),這不符合現(xiàn)代工程教育價(jià)值觀。引入CDIO模式理念后,學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)以“過(guò)程”為基礎(chǔ),更加注重知識(shí)、技能的學(xué)習(xí)過(guò)程以及實(shí)踐環(huán)節(jié)與工程應(yīng)用能力,力求知識(shí)與能力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。在強(qiáng)調(diào)技術(shù)基礎(chǔ)的同時(shí),注重探究式學(xué)習(xí)方法,通過(guò)團(tuán)隊(duì)研究性學(xué)習(xí)模式和主題研究項(xiàng)目的實(shí)踐培養(yǎng)高素質(zhì)工程應(yīng)用型人才。
          評(píng)價(jià)方式上,實(shí)踐環(huán)節(jié)由教師制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),并組織指導(dǎo)學(xué)生自評(píng)和互評(píng)。成績(jī)由“基本知識(shí)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)+單元性實(shí)驗(yàn)+綜合創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”綜合得出,占期末總成績(jī)的60%。實(shí)驗(yàn)完成后,結(jié)合學(xué)生和教師的評(píng)價(jià),一般采用分組講解方式,由教師組織學(xué)生評(píng)價(jià)各小組的合作學(xué)習(xí)過(guò)程和效果,并引導(dǎo)學(xué)生反思、總結(jié)和改進(jìn)自己的合作學(xué)習(xí)過(guò)程。整個(gè)開發(fā)小組的分?jǐn)?shù)為學(xué)生和教師打分的和,學(xué)生的個(gè)人分?jǐn)?shù)則是小組分?jǐn)?shù)加上其在項(xiàng)目開發(fā)過(guò)程的得分,即項(xiàng)目參與程度、掌握新知識(shí)和新技能的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力得分。
         ?。ㄋ模┱n堂教學(xué)的延伸
          提高學(xué)生掌握、運(yùn)用知識(shí)的能力,僅憑課堂教學(xué)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,還需拓展多種渠道加強(qiáng)與學(xué)生的溝通。
          1.搭建溝通平臺(tái)。教師博客開辟專門的版塊作為溝通的主要平臺(tái),將課件、電子教案、參考資料或心得體會(huì)與學(xué)生分享,幫助學(xué)生擴(kuò)展知識(shí)面,留言板可使學(xué)生間接與教師交流。
          2.成立創(chuàng)新小組。組織學(xué)習(xí)興趣高、成績(jī)優(yōu)良的學(xué)生成立創(chuàng)新小組,在教師指導(dǎo)下,關(guān)注學(xué)科新理論、新技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài),選擇感興趣的領(lǐng)域深入研究。通過(guò)備戰(zhàn)各類比賽、考取認(rèn)證等方式,培養(yǎng)學(xué)生研究性和創(chuàng)新性學(xué)習(xí)能力。
          3.營(yíng)造學(xué)習(xí)氛圍。創(chuàng)建專業(yè)的QQ討論群,營(yíng)造不間斷的學(xué)習(xí)答疑氛圍,學(xué)生既可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)幫助他人,同時(shí)也可提升自我。
          四、結(jié)束語(yǔ)
          改變以往重理論輕實(shí)踐、重視專業(yè)知識(shí)而忽視創(chuàng)新能力培養(yǎng)的教育模式,是目前國(guó)內(nèi)進(jìn)行工程類本科教育改革的方向。在CDIO工程教育理念的指導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)改革實(shí)踐,我校大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程“做中學(xué)”教學(xué)模式取得了良好的教學(xué)效果,越來(lái)越多的同學(xué)逐步適應(yīng)并積極參與到知識(shí)能力的應(yīng)用培養(yǎng)過(guò)程中來(lái),動(dòng)手能力和自學(xué)能力得到了較大提升,教學(xué)質(zhì)量得到大幅度提高。
          [本文為黑龍江科技學(xué)院校級(jí)重點(diǎn)課題]
          
          參考文獻(xiàn):
          1.

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