汪忠國++高超

【摘要】針對C語言課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)多是簡單圍繞章節(jié)進(jìn)行，設(shè)計(jì)零散，缺乏系統(tǒng)化和工程化的考慮，分析CDIO模式的能力框架，從實(shí)驗(yàn)體系、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式等四個(gè)方面結(jié)合CDIO模型進(jìn)行了探索，對基于CDIO模式的C語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)的深化改革具有一定的意義。

【關(guān)鍵詞】CDIO模式 C語言 教學(xué)改革

【基金項(xiàng)目】2013年安徽省質(zhì)量工程重點(diǎn)教學(xué)研究項(xiàng)目（2013jyxm549）。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2017）26-0254-02

C語言課程是工科學(xué)生進(jìn)入大學(xué)后必修的，且后續(xù)課程打下基礎(chǔ)的一門重要基礎(chǔ)課程。傳統(tǒng)的C語言課程教學(xué)雖然也重視實(shí)踐能力的培養(yǎng)，但是教學(xué)實(shí)驗(yàn)多是圍繞的章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行，設(shè)計(jì)較為零散，缺乏設(shè)計(jì)的體系化和工程化考慮，導(dǎo)致學(xué)生僅僅會編寫一些簡單的數(shù)值計(jì)算、簡單應(yīng)用模擬的程序，缺乏對C語言在專業(yè)應(yīng)用上的工程認(rèn)知和實(shí)踐能力。本文將CDIO工程教育理念引入到C語言的實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革中，提出了基礎(chǔ)CDIO模式的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)理念并以通信專業(yè)為例，構(gòu)建了適合CDIO理念和專業(yè)特征的實(shí)踐項(xiàng)目庫，對進(jìn)一步啟發(fā)探索其他專業(yè)基于CDIO模式的C語言實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革具有一定積極意義。

1.CDIO工程教育模式

CDIO工程教育模式是指由Conceive、Design、Implement、 Operate 四個(gè)階段所構(gòu)成的結(jié)合體。[1]CDIO模式以產(chǎn)業(yè)、行業(yè)、企業(yè)、職業(yè)等“四業(yè)”對學(xué)生的知識、能力、素質(zhì)為出發(fā)點(diǎn)，以工程項(xiàng)目從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體[2]，針對課程教學(xué)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓學(xué)生能夠“做中學(xué)”，深刻的從“基于項(xiàng)目和學(xué)習(xí)”的學(xué)習(xí)模式中既獲得學(xué)術(shù)知識、工程能力，也在如何解決問題、終身學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)協(xié)助與交流等各方面實(shí)現(xiàn)能力提升，從而培養(yǎng)既有過硬的專業(yè)技能，又有良好的職業(yè)道德的國際化工程師。[3]

2.基于CDIO的C語言整體課程框架設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的C語言課程過于強(qiáng)調(diào)課程基礎(chǔ)知識的教育，部分重視學(xué)生個(gè)體在動手實(shí)踐能力方面的培養(yǎng)，但大部分忽略了學(xué)生的發(fā)現(xiàn)和解決問題能力、工程項(xiàng)目實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)，從而導(dǎo)致學(xué)生僅僅能夠掌握知識和簡單的實(shí)踐能力，對于稍大的項(xiàng)目無從下手，不會協(xié)作，更談不上具備較高的工程實(shí)踐能力。為解決上述問題，本文設(shè)計(jì)了基于CDIO模式的C語言課程結(jié)構(gòu)框架，如圖1所示。

圖1 基于CDIO的C語言課程框架

上述框架將課程目標(biāo)分為知識目標(biāo)和能力目標(biāo)兩個(gè)部分，結(jié)合全程機(jī)房的實(shí)訓(xùn)教學(xué)，通過項(xiàng)目驅(qū)動、“做中學(xué)”、問題導(dǎo)向、過程考核、工程要求等教學(xué)方法，力求使培養(yǎng)的學(xué)生符合CDIO能力大綱要求。

3.基于CDIO的C語言實(shí)驗(yàn)課程改革

3.1 實(shí)驗(yàn)課程體系設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的C語言課程教學(xué)雖然也重視實(shí)踐能力的培養(yǎng)，但是教學(xué)實(shí)驗(yàn)多是圍繞章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行，設(shè)計(jì)較為零散，缺乏設(shè)計(jì)的體系化和工程化考慮，導(dǎo)致學(xué)生僅僅會編寫一些簡單的數(shù)值計(jì)算、簡單應(yīng)用模擬的程序，缺乏對C語言在專業(yè)應(yīng)用上的工程認(rèn)知和實(shí)踐能力。CDIO模式要求基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)。為此，我們將基于CDIO理念的C語言實(shí)驗(yàn)體系分為三類：

（1）基礎(chǔ)類實(shí)驗(yàn)：重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生對C語言基礎(chǔ)定義、語法知識的基本實(shí)驗(yàn)技能、規(guī)范，由單個(gè)學(xué)生獨(dú)立完成，以提高學(xué)生的基礎(chǔ)實(shí)踐能力，培養(yǎng)和提升實(shí)踐意識，加深對基礎(chǔ)理論知識的理解。

（2）綜合類實(shí)驗(yàn)：將一個(gè)章節(jié)或多個(gè)章節(jié)的核心知識、技能要求結(jié)合專業(yè)的特點(diǎn)設(shè)計(jì)成獨(dú)立的小項(xiàng)目，由學(xué)生組成小型團(tuán)隊(duì)合作，重在培養(yǎng)學(xué)生的知識、技能點(diǎn)的綜合理解，加強(qiáng)綜合應(yīng)用的意識，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

（3）課程項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)：將C語言整個(gè)課程要求的核心知識、技能結(jié)合專業(yè)特點(diǎn)設(shè)計(jì)成一個(gè)大型項(xiàng)目，由3-4個(gè)學(xué)生組成團(tuán)隊(duì)分工進(jìn)行，共同完成，分別演示匯報(bào)。

以上三個(gè)類型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目從教學(xué)順序上是依次遞進(jìn)的，但是在課堂教學(xué)中，首先對學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的介紹，讓其對課程整體的知識、技能要求有個(gè)大致的理解并在后續(xù)（1）（2）類實(shí)驗(yàn)過程中不斷的進(jìn)行知識、技能點(diǎn)關(guān)聯(lián)提示，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

這三類實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目可以的實(shí)驗(yàn)體系，促進(jìn)理論向應(yīng)用的轉(zhuǎn)化，知識向技能的轉(zhuǎn)化，單項(xiàng)技能向綜合素質(zhì)的轉(zhuǎn)化[4]，較好地體現(xiàn)了CDlO大綱中對學(xué)生4類能力培養(yǎng)的要求

3.2 項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)

CDIO強(qiáng)調(diào)基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)必須要結(jié)合CDIO的能力框架進(jìn)行設(shè)計(jì)。以上文中的課程項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)為例，通信專業(yè)的C語言課程項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)我們設(shè)計(jì)C語言串行通信項(xiàng)目為例，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)內(nèi)容共分為五個(gè)部分：項(xiàng)目的意義、項(xiàng)目的背景知識（包括串行接口的概念、串行口的位置及引腳功能、串口通信的原理與過程、串口通信用介紹）、項(xiàng)目要求，項(xiàng)目考核方式四個(gè)部分。其中項(xiàng)目意義用于介紹此實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在專業(yè)中的應(yīng)用，用于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；項(xiàng)目背景知識用于介紹項(xiàng)目的背景概念，用于學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)；項(xiàng)目要求是結(jié)合項(xiàng)目背景知識進(jìn)行提煉，形成與項(xiàng)目場景上下文無關(guān)的實(shí)驗(yàn)要求，由學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行開發(fā)；項(xiàng)目考核方式明確諸如過程考核、團(tuán)隊(duì)合作、匯報(bào)、程序準(zhǔn)確性和健壯性等考核分項(xiàng)。項(xiàng)目拓展是指在項(xiàng)目要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合項(xiàng)目背景知識，由學(xué)生課后自主設(shè)計(jì)出基于某個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用場景的程序，以培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)新能力。

3.3 教學(xué)方法改進(jìn)

實(shí)驗(yàn)必須牢固樹立CDIO倡導(dǎo)的“做中學(xué)”的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行主動學(xué)習(xí)。一方面通過上面的實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容設(shè)計(jì)方面做好功夫，同時(shí)應(yīng)在課前提前分配下次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，由學(xué)生主動搜索、自主學(xué)習(xí)，做好充分準(zhǔn)備。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)強(qiáng)調(diào)（1）（2）類實(shí)驗(yàn)所涵蓋的知識、技能點(diǎn)及其和最后的（3）類課程項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的關(guān)聯(lián)，促進(jìn)學(xué)生從單點(diǎn)到全面的實(shí)踐能力提升；應(yīng)有針對性地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)內(nèi)容復(fù)習(xí)，并通過提問、短時(shí)間學(xué)生匯報(bào)及解答等多種方式了解學(xué)生對新實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備情況。