李典蔚，谷兆麟，徐 棣，馬蘇常

（1.天津職業(yè)技術(shù)師范大學信息技術(shù)工程學院，天津 300222；2.天津職業(yè)技術(shù)師范大學機械工程學院，天津 300222）

基于CDIO教學理念的高職教學改革與實踐
——以“Visual C++案例開發(fā)”課程為例

李典蔚1，谷兆麟1，徐 棣1，馬蘇常2

（1.天津職業(yè)技術(shù)師范大學信息技術(shù)工程學院，天津 300222；2.天津職業(yè)技術(shù)師范大學機械工程學院，天津 300222）

針對傳統(tǒng)高等職業(yè)教育教學中存在的不足，提出將CDIO工程教學理念引入計算機專業(yè)職業(yè)教育的教學改革實踐中，并以“Visual C++案例開發(fā)”課程為例，探索了課程的教學模式、考核模式等改革內(nèi)容及實施方案。

高等職業(yè)教育；工程教育模式；教學改革；Visual C++案例開發(fā)

“Visual C++案例開發(fā)”是一門集理論和實踐于一體、對學生的邏輯分析能力和實踐操作技能要求都很高的課程，其課程目標是使學生能夠掌握面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法，提高自身編程能力和程序開發(fā)能力。但是，原有的教學模式已經(jīng)遠遠不能滿足現(xiàn)行社會的發(fā)展和行業(yè)的需求。首先，授課內(nèi)容偏重于單純的知識傳授，忽視學生職業(yè)生涯教育所需要的從業(yè)能力。其次，授課模式主要是先在課堂講授基礎(chǔ)知識，然后在機房上機練習，這種方式學生很難真正將所學的知識進行實踐性應(yīng)用，動手能力無法得到足夠的訓練。再次，考核方式缺少過程性的考核，學生容易養(yǎng)成“平時不學習臨考抱佛腳”的投機取巧心理。另外，期末考核方式在內(nèi)容上仍以課本理論知識為主，側(cè)重考核學生對基礎(chǔ)概念的理解和記憶，所以學生的學習積極性不高，往往為了應(yīng)付考試而死記硬背，輕視知識的實際運用和操作技能的訓練，無法培養(yǎng)實踐能力和創(chuàng)新能力。針對上述不足，本研究運用CDIO工程教學理念對該門課程進行教學改革。

1 教學改革思路

1.1 CDIO教學理念

CDIO工程教學理念是以工程項目為載體，讓學生以主動的、實踐的方式來學習工程從研發(fā)到運行的整個生命周期。CDIO是構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運作（Operate）4個英文單詞的縮寫，它是“做中學”和“基于項目的教育和學習”的集中概括。

“Visual C++案例開發(fā)”課程非常適合以CDIO教學理念為理論指導(dǎo)，在教學中應(yīng)用工程項目的教學模式，激發(fā)學生“做中學”的熱情和興趣，培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)，注重學生的問題意識訓練和實踐能力的培養(yǎng)，有利于學生將職業(yè)和教育整合以促使其職業(yè)生涯的健康和可持續(xù)發(fā)展。

1.2 課程教學改革方向

（1）職業(yè)導(dǎo)向的教學目標?！癡isual C++案例開發(fā)”課程以能力培養(yǎng)為核心，強調(diào)實踐技能，注重職業(yè)素養(yǎng)的提前培養(yǎng)。學生不但能夠掌握面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法，提高自身編程能力和程序開發(fā)能力，而且可以提高社會實踐能力，加強創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。

（2）實踐導(dǎo)向的教學模式。教學模式要求以實踐為導(dǎo)向，強調(diào)實踐參與的價值，關(guān)注“做中學”的探究方式，加大實踐性環(huán)節(jié)，強化技能訓練，注重協(xié)作學習，強調(diào)學習過程的最終目的是完成意義的建構(gòu)，而不是對知識的機械記憶。

（3）以學為主的教學設(shè)計模式。教學設(shè)計要求以學生為中心展開，充分發(fā)揮學生的主動性，體現(xiàn)出學生的首創(chuàng)精神，讓學生能根據(jù)自身學習的反饋信息來形成對客觀事物的認識和解決實際問題的方案，強調(diào)學生在整個教學過程中自主性、能動性與創(chuàng)造性。

（4）強調(diào)實訓的聯(lián)合培養(yǎng)模式。依據(jù)學?！靶Ｆ蠛献鳎訌妼嵱枴钡穆?lián)合辦學模式，在掌握理論與技能的過程中重視實訓環(huán)節(jié)的動手能力，縮小學校和社會對人才培養(yǎng)與需求之間的差距，增強學生的社會競爭力。

1.3 教學改革方法

（1）任務(wù)驅(qū)動教學法。任務(wù)驅(qū)動教學是以布置任務(wù)的方式來促使學習者圍繞任務(wù)的主題明確自己的任務(wù)，主動地去探索學習。在實施過程中，首先將任務(wù)分解成多個步驟，由教師圍繞著這個任務(wù)講授基礎(chǔ)知識點，同時配合一些小的演示或?qū)嵗詭椭斫?，然后指?dǎo)學生把知識運用到“任務(wù)”中。這種方法主要應(yīng)用在VC++基礎(chǔ)內(nèi)容的學習階段，其最大優(yōu)點是學習目的明確，關(guān)注點相對集中，學習效率會大大提高，學生的求知欲被激發(fā)，其實踐能力和自信心也將隨著每一個任務(wù)的實現(xiàn)而逐步提高。

（2）項目教學法。項目教學以“教”為著眼點，以項目為載體，將其作為聯(lián)系理論與實踐之間的橋梁。在項目教學中，學生通過了解項目的運作方式并通過設(shè)計、開發(fā)、維護一個真實的項目來提高理論水平和實踐操作技能。學生將所學的知識點連接成一個完整的項目，不僅對知識的掌握更加系統(tǒng)，而且完成實際項目的能力也顯著提高，提高了學生的自主性、自信心與創(chuàng)造性，加強了學生的團隊合作能力、分析和解決問題的能力等。

（3）網(wǎng)絡(luò)協(xié)作教學法。協(xié)作學習是一種通過小組或團隊的形式組織學生進行學習和活動的一種策略。因為課堂上的時間非常有限，所以為了培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)，如問題意識、科學素養(yǎng)、信息素養(yǎng)、創(chuàng)新能力、實踐能力、自主和協(xié)作能力等，不僅需要學生自己課后加強實踐訓練，而且需要給學生提供一個學習鞏固、思考提高的網(wǎng)絡(luò)學習平臺，利用各種信息資源來扶持學生的學習。

2 教學改革方案

2.1 課程改革實施方案

課程改革實施方案如表1所示。

表1 課程改革實施方案

表1中，教師授課過程是在機房內(nèi)通過同屏廣播軟件講授基礎(chǔ)知識并演示開發(fā)過程，通過即講即練和及時練習的授課模式，加強了學生的實踐操作能力。在授課過程中采用CDIO教學理念，應(yīng)用案例教學的教學方法，利用案例作為教學工具，突破了傳統(tǒng)的先講授基礎(chǔ)知識點再練習例題的方式，根據(jù)教學內(nèi)容將每個階段涉及的知識點、重點及難點均以小型案例的方式進行教學。在案例教學中，學生積極參與學習過程，教師僅作為引導(dǎo)者選取合適的案例、設(shè)計案例、講解案例，并協(xié)助學生一起探討案例中的問題。

學生通過教師的案例講解和分析對案例進行模仿和拓展，由學生親自分析、設(shè)計和實現(xiàn)指定案例的具體功能。在此階段的實施過程中，要求學生將完成案例的過程錄制成視頻并發(fā)布到教學平臺上，教師可以通過觀看學生案例作業(yè)視頻的方式直接對案例的實現(xiàn)過程進行點評。案例教學的方式提高了學生分析案例、解決實際問題的能力。

2.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)作學習

網(wǎng)絡(luò)協(xié)作部分主要是學科組設(shè)計并開發(fā)的一個實踐性課程的教學平臺，以輔助Visual C++、JAVA及. NET等實踐性較強的課程課外教學，該平臺系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 實踐性課程網(wǎng)絡(luò)教學平臺

該教學平臺的通用功能包括學習管理、專題講座、興趣項目、咨詢專家、交流空間、我的體會等輔助學習功能。在網(wǎng)絡(luò)教學平臺系統(tǒng)中，Visual C++案例開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)教學子平臺還包括學生基本信息庫、課程資源庫、項目資源庫、學生作品庫4個資源庫。

因“Visual C++案例開發(fā)”實踐性極強，所以經(jīng)常會出現(xiàn)這種情況：學生在課堂講授時感覺理解了，程序思路和實現(xiàn)代碼也都清楚了，但是一到實踐，經(jīng)常感覺無從下手，而且會出現(xiàn)種種的調(diào)試問題。所以把課上所講內(nèi)容錄制成視頻，學生在理解了大體思路后，可以按照錄制的視頻一步一步進行實踐，出現(xiàn)問題還可以核對視頻改正自己的錯誤。課程資源庫除了包含課程的相關(guān)教案、教學計劃和實驗等內(nèi)容外，還錄制了所用教材中的大部分例題和課后練習的視頻教學案例，以供學生在課后鞏固學習。項目資源庫中包含了學生學習過程中所需要的相關(guān)項目參考源代碼和注釋，以便學生進行參考實踐。學生作品庫是學生展示自己案例作品的平臺。學生所有上交的作業(yè)，其實現(xiàn)過程都要求錄制成視頻，每個視頻里案例名稱和幫助對話框里的copyright都要求是學生自己的姓名，這樣能夠有效檢驗學生作業(yè)的真實性。同時，教師可以對學生的案例進行點評，并將優(yōu)秀的作品設(shè)置為精華作品，這對所有的學生都起到了一個正反饋過程，加強了學生對自身的要求，同時學生可以在觀看他人案例視頻的過程中進一步鞏固所學知識，發(fā)現(xiàn)新的思路，達到一個互相促進共同進步的作用。

學生可以在網(wǎng)絡(luò)協(xié)作學習活動中，將探索、發(fā)現(xiàn)的信息和學習材料與小組內(nèi)、小組外的成員共享，有助于發(fā)展學生的溝通、交流、協(xié)作、包容和集體思維能力，大大提高了教學和學習效果，激發(fā)了學生的學習積極性，豐富了課程的信息量。

2.3 項目驅(qū)動式課程實踐

“Visual C++案例開發(fā)”課程的實踐環(huán)節(jié)采用CDIO項目驅(qū)動的教學模式，項目運作流程如圖2所示。

圖2 項目運作流程

學生根據(jù)自身專長和興趣愛好，分成若干小組，每組選出一個小組長，在小組長的帶領(lǐng)下結(jié)合自己掌握的知識結(jié)構(gòu)，構(gòu)思任務(wù)要求，確定項目名稱（難度、工作量需要通過指導(dǎo)教師審核），制定項目開發(fā)計劃，按照軟件工程的開發(fā)思想提出需求分析，進行總體設(shè)計和詳細設(shè)計，編寫代碼并對項目進行維護，促使學生在解決問題的過程中學習有關(guān)知識和技能，并促進學生之間的合作學習。最后，教師對項目進行評價和交流，并安排項目小組的自我評價和總結(jié)工作。

3 課程考核與效果分析

3.1 技能型考試改革

“Visual C++案例開發(fā)”課程著重考核的是學生分析和解決問題、系統(tǒng)設(shè)計能力以及實踐的編程能力。參考“全國計算機等級考試上機考試”和“國家勞動部高新技術(shù)考試”等上機考試的形式，結(jié)合本學科的特點，期末上機考試設(shè)計成“分析調(diào)試題”、“案例補充題”和“綜合實踐題”3種題型。其中：“分析調(diào)試題”可設(shè)計多種常見的編譯和鏈接錯誤，重點考察學生的基本語法、編程能力和調(diào)試能力，強調(diào)對知識的理解和靈活運用，“案例補充題”通過分析題目的需求，完善現(xiàn)有案例，重點考察考核學生對教學內(nèi)容的掌握以及對知識的運用，強調(diào)分析和設(shè)計能力；“綜合實踐題”給出多個需求，要求學生在一定時間內(nèi)完成對整個案例的分析、設(shè)計、編碼、調(diào)試，重點考核學生的實際應(yīng)用能力和操作能力，強調(diào)學生的操作技能、實踐能力和創(chuàng)新能力。

期末考試通過上機考試的方式考核學生對教學內(nèi)容掌握程度、知識理解、實際應(yīng)用能力以及實際操作能力。研發(fā)的上機考試系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 上機考試系統(tǒng)

該系統(tǒng)可自動生成多套不同試卷，根據(jù)學號隨機抽取一套試卷，提高考試的可信度和公平性，考試過程中顯示剩余時間，考試結(jié)束后系統(tǒng)自動提交試卷到服務(wù)器

3.2 考核效果分析

“Visual C++案例開發(fā)”課程教學改革突破了原有教學模式中側(cè)重理論知識講解、強調(diào)理解和記憶能力的問題，而是通過應(yīng)用CDIO教育理念和在“做中學”的教學思想，以任務(wù)驅(qū)動講解理論知識，以項目驅(qū)動提高實踐能力，以社會實踐加強創(chuàng)新能力和團隊協(xié)作能力。課程改革教學模式對比，如表2所示。

表2 課程改革教學模式對比

圖4從學生考核成績的優(yōu)良率和不及格率2個方面對2009年至2012年4年期間筆者執(zhí)教的4個年級共8個班（即信息技術(shù)工程學院軟件工程系09級至12級共約340人）的情況進行了比較，并對每學年學生的評教結(jié)果輔以說明。

圖4 教學成績對比圖

2009年沒有進行教學改革，考核模式還是傳統(tǒng)的開卷筆試，優(yōu)良率和不及格率都相對較低，但學生對技能的掌握程度較差，學生評教分數(shù)為90.67分。從2010年開始進行初步的教學改革，基于CDIO的教學理念進行案例教學，學生的實踐技能和考核優(yōu)良率都有所提高。2011年除了繼續(xù)采用項目驅(qū)動案例教學模式外，還將考試模式改為上機考試，從題庫出題。由于學生不熟悉這種新的考試模式，所以不及格率提高到27.86%，但是優(yōu)秀率也同時有所提高。2012年在原有教學改革的基礎(chǔ)上，增加了網(wǎng)絡(luò)教學平臺教學模式和項目驅(qū)動式課程實踐，學生的實踐能力得到了較大提高，優(yōu)良率持續(xù)增長，不及格率有所下降，對教師的評教成績也大幅提高至95.66分，達到學校優(yōu)秀主講教師的標準。在2011年和2012年期間，幾個優(yōu)秀的學生根據(jù)所學成功申請了學校的科研課題，并參加了天津市創(chuàng)新杯技能大賽，取得了優(yōu)異成績。

總之，絕大部分學生都對這種教學模式和考核方式的改革表現(xiàn)出很大的積極性。大部分學生反映，這種教學和考核模式能迫使他們獨立思考，親自實踐，比單純的理論考試能學到更多知識，掌握更多的實踐操作技能，同時增強了作為軟件設(shè)計師的自信心和自豪感。

4 結(jié)束語

“Visual C++案例開發(fā)”課程以CDIO工程教學理念為理論指導(dǎo)，通過實施多樣化教學和考核方式，把考核融入教學全過程，形成“教、學、考”互動，提高了教學質(zhì)量，激發(fā)了學生興趣，提高了學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。課程改革取得了良好的效果。

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Reform and practice of vocational teaching model based on CDIO teaching concept——A case study of Visual C++case development

LI Dian-wei1，GU Zhao-lin1，XU Di1，MA Su-chang2
（1.School of Information Technology Engineering，Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222，China；2.School of Mechanical of Engineering，Tianjin University of Technology and Education，Tianjin 300222，China；）

Based on the traditional teaching of vocational education shortcomings,teaching reform is carried out for the curriculum by applying CDIO teaching concept with Visual C++case development course as an example.The content and the implementation of the reform about teaching mode,teaching method and evaluation model are explored.

vocational education；engineering education mode；teaching reform；Visual C++case development

TP393

A

2095－0926（2014）02－0063－05

2014-02-27

天津市教育科學規(guī)劃項目（VE4057）；天津職業(yè)技術(shù)師范大學教改項目（201208）.

李典蔚（1982—），女，講師，碩士，研究方向為智能信息處理.