李銀地 楊花雨

（商丘工學院信息與電子工程學院 河南商丘 476000）

近年來，隨著社會的進步，科技的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)的迅速普及，以及各種新興傳播媒介的出現(xiàn)，社會對于各個領(lǐng)域應用型專業(yè)人才的需求缺口也越來越大，因此，高等教育界也逐漸認識到教學改革的必要性和重要性，很多高校都在鼓勵各科教師進行教學改革和創(chuàng)新，從而提高教學質(zhì)量，也能順應社會發(fā)展趨勢，讓培養(yǎng)的學生符合社會對應用型人才的需要。很多應用型本科高校開始把人才培養(yǎng)方案改為工程認證模式，我校計算機類各專業(yè)人才培養(yǎng)方案也已轉(zhuǎn)為工程認證模式，相關(guān)的專業(yè)課程更應該改革教學大綱和教學模式。計算機類專業(yè)的核心課程程序設計類課程需要改革傳統(tǒng)的填鴨式的教學模式。

一、程序設計類課程教學現(xiàn)狀

（一）存在問題

經(jīng)過多方調(diào)研分析高校程序設計類型課程的教學現(xiàn)狀，存在關(guān)鍵問題如下：

1.教學過程中主要以教授基礎知識語法為主，大部分情況是理論課講語法知識，上機實驗課調(diào)程序驗證語法知識。教學案例也僅僅是針對某個具體的語法點知識點進行設計直接編碼，由于課時關(guān)系，教師經(jīng)常會忽略掉需求分析、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、算法的設計過程，在教學過程中用大量時間分析教師已經(jīng)事先編好的代碼，上機時也多是驗證教師給定的程序，不需要學生動腦思考，以至于學生對程序類課程缺乏了學習動力和學習熱情。

2.由于課堂上教師講授大多是采用填鴨式的方法教授學生理論知識，案例是為了教授語法而設計，并不來源于現(xiàn)實生活，并且學生多是驗證給定的程序，導致學生缺乏自己解決現(xiàn)實問題的能力。學生學習的理論知識總歸是要用來處理現(xiàn)實中的問題，但是由于教師的教學模式及對學生的惰性，使得大部分學生對于現(xiàn)實生活中的問題缺乏分析解決的思路和方法。學生即使掌握了高級語言的各種語法知識，但是由于缺乏思路和方法，并不能真正用來處理問題指導實踐，不能把現(xiàn)實問題很好地用計算機的方式實現(xiàn)。當代大部分學生往往存在著“一聽就會，一做就廢”的眼高手低的現(xiàn)象。

3.大部分課程仍然采用筆試的形式，主要考核語言的語法知識，部分高校也一直停留在培養(yǎng)學生的應試能力上，甚至有些高校教師為了凸現(xiàn)自己的教學水平和教學質(zhì)量，在教學和考核時都會選擇較為淺顯的語法知識，忽視了學生的分析問題設計程序的能力的培養(yǎng)，部分程序設計類教材在編撰的教學內(nèi)容上也存在此類問題。這些都會影響對學生程序設計能力的培養(yǎng)，有些教材和教師在教學中雖然略有貫穿軟件工程的思想，但是重點往往仍然是語法知識，而不是解決問題的方法和思路。

4.考核方式和考核內(nèi)容不合理。程序設計類課程現(xiàn)行的考核方式大多仍是閉卷筆試，雖然也有平時考勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)情況、上機情況，實驗報告等內(nèi)容，但這些考核內(nèi)容所占比例太低，對總評成績影響不大。該考核體系不能考核學生的情感因素、團隊協(xié)作能力、創(chuàng)新精神等非智力因素，評價內(nèi)容欠科學，對于學生的綜合能力水平?jīng)]有很好地進行評估，評估結(jié)果不利于學生了解自身解決實際問題的真實能力。

（二）產(chǎn)生原因

1.教師教學能力和教學水平參差不齊，部分程序設計類教師不是軟件工程專業(yè)出身，甚至從大學學生畢業(yè)即直接從事高校教學工作，缺乏真實項目經(jīng)驗，并且自身對軟件工程體系缺乏系統(tǒng)的認知，不具備將軟件工程思想貫穿到自己課堂教學的能力。

2.以商丘工學院為例，信息與電子工程學院各個本科專業(yè)都開設有程序設計課程，教學計劃中大部分課時理論+上機一共64 學時，有的是48 學時，學時太少，而程序設計類課程內(nèi)容較多，教師為了完成教學內(nèi)容，每節(jié)課不得不加快進度，很少給學生留出自主分析思考討論的時間，往往采用“滿堂灌”的方式，把教學大綱中的教學內(nèi)容都灌輸給學生。而我校學生自主學習能動性普遍較差，教師所講知識很難消化吸收，再加上沒有時間給學生上習題課、答疑課、討論課，影響教學效果。

3.傳統(tǒng)的教學模式和方法不適用于編程語言的教學。程序設計類課程是實踐性比較強的課程，學生學習該類課程的終極目的是能夠把現(xiàn)實社會中的問題用計算機來解決，因此在課程教授中應該把教學重點放在實踐上，放在分析現(xiàn)實問題解決現(xiàn)實問題上，放在培養(yǎng)學生將理論知識應用到現(xiàn)實世界的能力上，而不是應試能力上。

因此，為解決上述問題，改善教學質(zhì)量和提高教學效果，程序設計類課程的教學模式及教學內(nèi)容需要進行改革，應該用把軟件工程的思想貫穿于教學過程中。

二、CDIO 工程教育模式

（一）CDIO 模式主要內(nèi)容

近年來，CDIO 工程教育模式是國際上工程教育改革的最新有效成果。CDIO 代表構(gòu)思（Conceive）、設計（Design）、實現(xiàn)（Implement）、運行（Operate），是“做中學”和“基于項目的教育和學習”的集中概括和抽象表達。它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運行的生命周期為載體，意指將工程教育與工程實踐相結(jié)合，在產(chǎn)品的構(gòu)思、研發(fā)、應用到再改進的全生命周期中，提升學生的實踐動手能力、鍛煉吃苦耐勞的精神、提高團隊合作與社會認知水平，為以后的工作和生活積累寶貴的經(jīng)驗[1]。

（二）國內(nèi)使用現(xiàn)狀

國內(nèi)高等工科教育的任務是培養(yǎng)與國際接軌的專業(yè)工程師，然而我國工科的教育實踐中如上分析還存在很多問題，如重理論輕實踐、重視知識學習而輕視開拓創(chuàng)新的培養(yǎng)等問題。在中國工程教育發(fā)生大變革和邁向國際化的背景下，為了凝聚各方共識和匯聚各方力量，搭建工程教育交流和研討的平臺，我國已成立“CDIO 工程教育聯(lián)盟”[2]。目前，該聯(lián)盟中已有100 余所高校，聯(lián)盟高校運用CDIO 工程教育模式進行教學試點，已經(jīng)取得了良好的成效，培養(yǎng)出的學生符合社會與企業(yè)的需求，得當多方的認可。基于CDIO 的工程教學模式比較適合注重培養(yǎng)應用型人才的高校，當前我國很多高校開始嘗試基于CDIO 工程教育模式進行教學改革研究和實踐。

目前，有很多基于程序設計類課程的特點提出一些教學改革建議，比如周本海在“基于程序設計課程的創(chuàng)新教學模式研究”中提出的項目驅(qū)動式教學方法在培養(yǎng)學生自主研究、團隊協(xié)作及創(chuàng)新能力上是一個非常有效的教學方法[3]。也有人相繼提出在教學過程中采用基于CDIO 模式的教學方法，但由于我校開展基于CDIO 工程教育模式研究的時間較短，對此方法尚缺少完善的理論和方案支持。我們以項目方式對CDIO 模式開展研究和實踐，將深入研究項目的規(guī)劃、項目的實施、項目之間的聯(lián)系等內(nèi)容。分析我院程序設計類課程教學的現(xiàn)狀，做到切實培養(yǎng)學生的學習興趣，促進應用型人才的培養(yǎng)。

三、基于CDIO 模式的教學模式設計

（一）制定符合CDIO 工程教育理念的人才培養(yǎng)方案

以軟件工程專業(yè)為例，在制定人才培養(yǎng)方案時，應該綜合考慮各門課程的先后關(guān)系，軟件工程導論課程應該放在C#語言、面向?qū)ο蟪绦蚓幊痰日n程的后面，讓學生先有軟件工程的理論知識，在上程序設計類課程時就可以用工程的思想指導軟件開發(fā)。

（二）制定符合CDIO 工程教育理念的課程大綱

1.明確程序設計類課程教學目標。CDIO 工程教育模式主要是為了培養(yǎng)學生的綜合素質(zhì)和實踐能力，因此，在制定大綱時，要基于此目標進行設計。運用該模式進行教學，學生邊做邊學，不僅能學習到編程語言的語法應用等基礎知識和基本技能，還能提升學生的分析調(diào)研能力、應用實踐能力和創(chuàng)新意識。

2.設計綜合實訓項目作為實踐教學內(nèi)容。在進行實訓項目設計時，不能僅限于分散無關(guān)聯(lián)的小問題的驗證，要設計出貫穿整個教學過程的綜合型實訓項目，讓學生對同一個項目學習C（構(gòu)思）—D（設計）—I（實現(xiàn)）—O（運行）的工程過程，從而增加學生的項目經(jīng)驗。

（三）以實際軟件工程項目生命周期組織教學過程

在編寫教案設計教學過程時，充分考慮采用軟件工程思想指導的軟件項目開發(fā)的各個階段的任務特征，結(jié)合構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運行的工程過程，作者以C#語言程序設計課程的教學進行改革試點采用此方法進行了教學設計并得以成功實施。

在設計C#語言程序設計課程的課程設計時，選用了《C#.NET 程序設計項目化教程》這本教材，該教材以典型的項目出發(fā)，采取課內(nèi)外項目并行的模式，系統(tǒng)地介紹了C#語言的常用技術(shù)和方法。為貫徹“項目驅(qū)動、案例教學、理論實踐一體化”的教學理念，每個項目內(nèi)容都有情境導入、項目任務、基礎知識點任務、重難點、任務實現(xiàn)、小結(jié)和拓展等環(huán)節(jié)。對應知識點任務，教師提前在學習通或者智慧樹平臺或微信群及QQ 群發(fā)布相關(guān)學習視頻，由學生提前預習，以便在課堂上跟得上教師講的項目任務。另外，教師會精心設計結(jié)合職業(yè)崗位工作場景的工程項目任務，由學生分組在實訓課來完成。每個實訓任務結(jié)合多個C#知識點，相對較復雜，主要為了提高學生的軟件系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)設計、軟件開發(fā)等能力。

結(jié)合應用程序開發(fā)的生命周期以及CDIO 模式，每個工程任務分為構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運行四個階段實施。首先，由教師指導學生分解出工程項目的各個階段的子任務，并指導學生按工程項目開發(fā)的過程先進行需求分析，然后設計程序所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和算法，進而編碼調(diào)試實現(xiàn)，最后進行測試與運行。該過程以小組分工合作的方式來完成各個階段的任務，即能讓學生們將所學理論知識更好地運用到實踐項目中，又能鍛煉學生的團隊合作能力，讓學生獲取更多的項目參與經(jīng)驗。

（四）教學實施采用以學生為主體學生深度參與的教學方法

程序設計類課程是應用性實踐性較強的課程，教師在選擇教學方法時應該選擇能夠讓學生深度參與的項目驅(qū)動法、案例法、討論法、翻轉(zhuǎn)課堂等方法，并且課堂要增加與學生多方位的互動，確實做到以學生為主體進行教學，避免“填鴨式”的被動教育。

（五）構(gòu)建過程評價與學習效果反饋機制

在程序設計類課程施教過程中，現(xiàn)行的評價體系大多仍然以期末考試為主，雖然也結(jié)合了平時的作業(yè)、考勤、實驗課現(xiàn)場表現(xiàn)、實驗報告等內(nèi)容，但這些內(nèi)容在總體成績中占成分太少，以商丘工學院的程序設計類課程為例，教學大綱中課程考核均為平時成績10%、實驗成績20%，而期末考試成績?yōu)?0%，雖然期末考試均已改革為上機考試，但是僅評完成兩個小時的一個小題目并不能真實考核出學生的真正水平?；贑DIO 模式的過程教學，在考核時應該關(guān)注學習的過程，而非一次偶然的結(jié)果。在本次課程教學改革中，筆者以所帶的“C#語言程序設計”課程為例，在課程教學過程中，按照教學進度及工程項目的任務完成情況，適時地分段進行考核評價，并及時將評價結(jié)果反饋給學生，讓學生了解自己的學習情況，有利于學生把握好任務進度并及時調(diào)整學習方法等，同時也能調(diào)動學生的學習熱情和學習興趣。期間，任課教師要定期與小組長進行見面會，由小組長反饋各小組的學習情況并給老師提出建議，這樣能讓教師及時了解學生的學習進展，及時合理微調(diào)教學進度及調(diào)整教學方法。最后，在學期末，要對學生的學習情況進行綜合評價，由于學生分組完成在進行總評時要結(jié)合小組成員的內(nèi)部成員打分情況，盡量做到公正公平合理。課程的綜合評價時間最好提前到學期結(jié)課前，在學期初安排教學授課計劃時要留出少量課時用于給學生反饋評價，教師基于學生的學業(yè)綜合考核結(jié)果為學生們的發(fā)展給出進一步的指導和學習建議，為學生指明進一步學習的方向和方法，以達到課程教學效果的長效化。

結(jié)語

在程序設計類課程教學實踐中，通過基于CDIO 模式的教學模式教學，學生能夠把理論知識應用到實際項目中，有利于培養(yǎng)學生的知識應用能力、理論聯(lián)系實際的能力和創(chuàng)新能力，達到學校培養(yǎng)應用型人才的目標。因為同一工程項目每個階段的任務在功能上具有一定的連貫性和完整性，并且子任務之間也存在著相輔相成的邏輯關(guān)系。因此，工程項目任務的完成能夠讓學生在逐步深入逐漸完善的過程中，讓學生體會到一步步成功的喜悅，讓學生一步步擁有越來越多的成就感，能夠提高學生的編程興趣，增加學生的學習動力。項目是按照程序設計的生命周期進行劃分任務，因此，學生全程參與了工程項目開發(fā)的所有環(huán)節(jié)，熟悉工程項目開發(fā)的整個過程，積累了軟件開發(fā)的相關(guān)經(jīng)驗?；贑DIO 工程教育模式的項目驅(qū)動教學讓學生邊做項目邊學習，能夠提高學生的實操能力和解決實際問題的能力，增加了學生的社會責任感和團隊協(xié)作能力，為以后的工作和生活積累寶貴的經(jīng)驗。改善了教學質(zhì)量，對于學校提高應用型創(chuàng)新人才培養(yǎng)質(zhì)量具有重要意義，體現(xiàn)了學校應用型人才培養(yǎng)的定位。