刁宇峰

摘要：民族院校計算機專業(yè)學生的基礎普遍不高，立足該校實際教學情況，以CDIO理念為基礎，將CDIO工程教育理念引入民族院校計算機專業(yè)人才的培養(yǎng)模式，以《高級語言程序設計》課程為例進行了教學改革，注重培養(yǎng)學生的綜合實踐能力，探析通過CDIO理念提升計算機專業(yè)學生的專業(yè)素養(yǎng)，為我國民族院校計算機專業(yè)課程的教學改革提供了借鑒和參考。

關鍵詞：民族院校；CDIO理念；實踐能力

中圖分類號：G64? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）06-0127-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

在內(nèi)蒙古自治區(qū)，民族院校學生尤其是蒙語授課學生，對英文的掌握程度普遍不高，數(shù)學基礎較為薄弱，尤其缺乏計算機專業(yè)的基礎知識，難以建立計算機思維去分析和解決問題。因此，學生在學習計算機相關專業(yè)時，會出現(xiàn)綜合實踐能力較差的現(xiàn)象。CDIO工程教育模式是國際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“構思—設計—實施—運行”為體系，通過主動的、實踐的、理論課程之間有機結合的方式讓學生更好地學習工程，將CDIO工程教育理念引入計算機專業(yè)人才培養(yǎng)模式，注重培養(yǎng)學生的綜合能力，提升其專業(yè)素養(yǎng)，可以為我國高等院校計算機專業(yè)課程改革提供借鑒和參考，推進高等教育的高質(zhì)量發(fā)展。本文以《高級語言程序設計》課程為例，引入CDIO理念，從教學內(nèi)容、教學方法等方面進行了教學改革，注重培養(yǎng)學生的綜合實踐能力，提升其專業(yè)素養(yǎng)，可以為我國高等院校計算機專業(yè)課程改革提供借鑒和參考。

1 研究現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，高素質(zhì)人才的培養(yǎng)已成為當今世界各國日益關注的問題。正是在這樣的新的社會環(huán)境下，學生的實踐能力提升研究得到了社會各界與教育領域的廣泛關注與重視。

CDIO本質(zhì)是一種基于項目訓練的培養(yǎng)人才方式，以項目研發(fā)到項目運行的生命周期為載體，在項目進行過程中，不斷補充必要的知識，強調(diào)自學能力的培養(yǎng)，注重運用學到的知識解決當前遇到問題的能力。讓學生積極主動補充必要的知識、運用知識解決問題的實際問題，將課程與實踐結合的方式學習工程[1]。CDIO工程教育理念集中概括和抽象表達了“做中學”和“基于項目的教育和學習”，主要包含了三個核心文件，分別解釋了CDIO工程教育理念的愿景、大綱和12條標準[2]。愿景是為了讓學生能夠更加出色，具有更強的素質(zhì)，而提供一個強調(diào)工程基礎的、建立在真實世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構思－設計－實現(xiàn)－運行過程的背景環(huán)境基礎上的工程教育；大綱定義培養(yǎng)學生的具體指引，要求綜合培養(yǎng)學生在理論知識、個人職業(yè)技能和職業(yè)道德、團隊協(xié)作和交流能力和整個CDIO全過程能力四個層面實現(xiàn)預期的目標，從而使工程教學的教育改革更具方向性和系統(tǒng)性；12條標準實質(zhì)上是一個實施CDIO培養(yǎng)模式的指引，使得工程教育改革具體化、可操作、可測量[3]。CDIO工程教育模式以學生為中心，以項目為主線，保證學生在項目中邊做邊學，用于培養(yǎng)具有一定基礎知識、專業(yè)能力強，創(chuàng)新實踐能力高的復合型技術型人才[4]。融合CDIO教育模式改進當代工程教育是近年來的發(fā)展趨勢，充分體現(xiàn)了系統(tǒng)性、科學性和先進性的統(tǒng)一。

本文結合民族院校計算機專業(yè)學生的特性，引入CDIO教學理念，完善其培養(yǎng)模式，重視學生的實踐能力培養(yǎng)，需要更適合的教學內(nèi)容和教學方式，給學生的培養(yǎng)提供了新的思路。

2 教學現(xiàn)狀

民族院校的學生普遍基礎薄弱，有的仍習慣于中學時代的思維方式，被動地接受知識，而不是主動學習、思考，容易影響實踐能力培養(yǎng)。民族院校的老師大多科研能力比較高，實踐技能偏低，實踐教師數(shù)量較少。此外，由于學校的經(jīng)費相對有限，很難滿足教學基礎設施建設、教學資源開發(fā)等的需求，在理工科專業(yè)實踐教學中會出現(xiàn)教學資料不足、基礎設施建設滯后的問題，影響教學質(zhì)量，從而影響學生實踐能力的培養(yǎng)。有些學校未能充分考慮到理論教材內(nèi)容與實踐教材是否匹配，是否存在教學脫節(jié)的情況，不利于理論教學與實踐教學的結合。

以《高級語言程序設計》課程為例，該課程是學生進入大學后接觸的第一門計算機編程語言，其理論學時較多、實驗實踐學時比較少，課程知識點多，大多數(shù)教師依然采用傳統(tǒng)的教學方式，其教學內(nèi)容比較單一，未結合實際項目和問題，展開度不夠；而學生本身的數(shù)學基礎和英語基礎都不太好，不提前預習和課后復習，實驗目標有一定的高度，很多同學對知識點的了解并不透徹，對于蒙授學生來說接受度不高，不能獨立完成實驗任務，會產(chǎn)生挫敗感，也會影響后續(xù)課程如《數(shù)據(jù)結構》《算法設計與分析》等的學習。

隨著經(jīng)濟全球化的深入推進，國民經(jīng)濟快速發(fā)展，我國進入新時代，轉向高質(zhì)量發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)結構進一步轉型升級，對人才的要求推向了新高度，高校的實踐能力培養(yǎng)已經(jīng)不能滿足經(jīng)濟和社會發(fā)展的需要，因此需要結合民族院校計算機專業(yè)學生的特性，完善其培養(yǎng)模式，重視學生的實踐能力培養(yǎng)，為后續(xù)課程打好夯實基礎是迫切需要解決的問題，需要探索更適合的教學內(nèi)容和教學方式。

3 引入CDIO理念進行教學改革

3.1 完善專業(yè)課程體系

為了充分提升民族院校計算機專業(yè)學生的實踐能力，學校需要從專業(yè)課程建設入手，專業(yè)課程體系進行完善，為專業(yè)課的實踐教學方面提供指導與支持。例如在課時安排上，針對理論課和實驗課的課時進行合理劃分，為實踐教學提供優(yōu)化的教學環(huán)境，為實踐能力的培養(yǎng)提供了充足的教學實踐；在課程安排上，可以通過教師資源整合、校企合作等方式，將其他領域和專業(yè)的課程納入本專業(yè)課程體系中來，為學生的實踐能力培養(yǎng)提供豐富的學習條件。

3.2 重視教師隊伍建設

國內(nèi)很多民族院校的理工科實踐教學方面面臨著專業(yè)教師不足、教師實踐經(jīng)驗不多等問題。民族院校要想有效提升計算機專業(yè)學生的理論與實踐結合的能力，就要加強專業(yè)課教師隊伍建設的重視，保證各學科的實踐課教師均能成長為雙師型教師人才，引導高水平教師參與實踐教學工作，注重提高教師的實踐教學質(zhì)量。在人才引進方面，高校應將專業(yè)課教師劃分為理論課教師和實踐課教師兩個類型，對專業(yè)基礎知識、實踐工作經(jīng)驗等提出明確的招聘要求。在人才培養(yǎng)方面，為教師提供參加實訓活動和企業(yè)培訓的機會，培養(yǎng)兼具系統(tǒng)理論知識和工程應用技能的“雙師型”教師。一方面，組織骨干教師參加國際、國內(nèi)的學術交流會議；另一方面選派教師到企業(yè)或IT培訓機構學習、參與項目開發(fā)等，以便有效提高專業(yè)教師的工程技術實踐能力。以教研室為單位，圍繞相應課程進行教學研究，整個教學團隊都參與教材編寫、在線開放課程網(wǎng)站建設等，實現(xiàn)課程教師隊伍的整體優(yōu)化。

3.3 加強校企合作

當前國內(nèi)很多高校在積極開展實踐教學方面的工作遇到了許多困難，其中最為重要的是實踐教學資源不充足的問題時。在解決這一困難時除了申請更多的教育經(jīng)費支持之外，還可以深入加強校企合作，選擇有實力或者有潛力的企業(yè)進行合作，共同進行培養(yǎng)方案的制定，企業(yè)可以講授一些實踐類課程，使得學生具有較強的實戰(zhàn)機會，學生可以在各個階段去企業(yè)進行實習，豐富學生的開發(fā)經(jīng)驗，企業(yè)亦可以定期針對特定實踐類課程培訓民族院校教師，在合作企業(yè)的大力支持下，全面推進實踐類教學資源開發(fā)、教學基礎設施建設等工作，為社會培養(yǎng)具備實踐創(chuàng)新能力的科技人才。

3.4 完善培養(yǎng)方案

CDIO理念作為工程教育新理念更加注重構建完整的學科知識體系和專業(yè)知識體系，以CDIO模式提出的能力層級為基礎，以知行合一為原則優(yōu)化培養(yǎng)方案，構建包括公共基礎課、專業(yè)理論課、專業(yè)實踐課等系統(tǒng)多樣化課程的設置。教師按照構思、設計、實現(xiàn)和運行的步驟改革課程方案，提高學生的綜合實踐能力，培養(yǎng)具備工程創(chuàng)新能力和人文素質(zhì)和職業(yè)道德標準的高質(zhì)量技術人才。

3.5 優(yōu)化教學模式

在課堂教學中，除了講解計算機專業(yè)的理論知識以外，教師還應當為學生提供實踐機會，讓學生的實踐能力得到充分的鍛煉。因此，以《高級語言程序設計》課程為例，融入CDIO教學模式，采用項目驅(qū)動的教學方案，將教材內(nèi)容轉變?yōu)轫椖?，以項目為主線，將教材知識點和項目緊密結合，各個案例均覆蓋所出現(xiàn)章節(jié)的主要知識點，既相互獨立，又隸屬于綜合案例，真正達到實踐與理論教學并行的目的。CDIO 工程教育理念是“做中學”原則的集中體現(xiàn)。整個實踐教學體系中的基本實踐能力培養(yǎng)主要依賴于驗證性實驗，這部分實驗主要由學生課下完成，教師只做重點難點展示。課程組將大綱、電子教案、課件、例題代碼、問題、課前測試等都放在在線開放平臺，供學生自行使用。學生學會合理運用網(wǎng)絡資源，對獲取的信息資源進行篩選，進一步理解知識，完成課前測試、課后測試和相關作業(yè)，在回答問題的過程中完成構思、設計甚至實踐的過程。通過線上自學和線下調(diào)整，實現(xiàn)課堂教學與在線學習的有機結合，從而提升學生的學習興趣。具體教學模式如圖1所示。

在課程實踐方面，《高級語言程序設計》課程配套了實驗課程，24學時，共計12個實驗，總體以項目驅(qū)動的形式進行實驗，以項目為主線、實踐為導向，以團隊協(xié)作的方式解決項目中的實際問題，由企業(yè)導師和專業(yè)教師共同指導項目實踐，通過項目的開發(fā)，培養(yǎng)學生自主編程能力、建模能力和團隊協(xié)作能力，提升學生自身的綜合素養(yǎng)。

此外，學科競賽是進行課程改革的重要途徑，通過學科競賽能夠有效地將理論與實際相結合，從而反映學生對知識的掌握程度，促進教學改革成果的有效轉化[5]。因此，依托大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地，安排教師對學生進行有針對性的訓練，學生進行小組自主學習，

參加包括藍橋杯等比賽，增加實踐機會，拓寬學生視野，加強CDIO全教學過程的訓練。

隨著基于CDIO理念的教學改革進入佳境，學生已經(jīng)成為教學活動的核心[6]，民族院校借助網(wǎng)絡平臺定期對學生進行作業(yè)的發(fā)布、課前測試和課后測試的發(fā)布，利用碎片化、隨機化的完成任務，提供了豐富多樣的學習方法，為了適應CDIO理念的需要，全方位考核學生的各項能力，學生成績不再單純地由卷面成績決定，而是將工程實踐能力和團隊協(xié)作能力等其他能力都納入新的考核辦法中。

內(nèi)蒙古民族大學對2021級計算機科學與技術專業(yè)班級實施了基于CDIO理念的教學模式改革，經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)有近95%的學生對此次教學表示非常滿意和滿意，考核評價指標較為客觀公平，同學們都認為自己在自主學習能力、實踐創(chuàng)新能力、編程思維、團隊合作等方面均有所提升。此外，在后續(xù)的教學過程中，可以著重注意的改進措施如下：第一，以網(wǎng)絡教學平臺為基石，對線上作業(yè)、測試等進行定期更新，從課前、課中和課后的角度不斷激發(fā)學生的學習動力，提升教學效果；第二，加深校企合作方式，深入各大競賽比賽，整合企業(yè)項目、競賽題目等具有工程思維的項目，從實際角度出發(fā)提升學生的實踐能力；第三，后續(xù)可以加深融入思政元素，拓寬學生的知識面，樹立學生正確的價值觀，培養(yǎng)工匠精神。

4 結語

使用CDIO理念對提升民族院校計算機專業(yè)學生實踐能力進行路徑探析，是將CDIO工程教育理念引入民族院校計算機專業(yè)的人才培養(yǎng)模式中，真正做到以學生為主體，以實踐為主導，符合新工科背景下的計算機教學的整體要求，不斷激發(fā)學生的學習動力，提升了學生實踐創(chuàng)新能力，為社會培養(yǎng)了具備實踐創(chuàng)新能力和工程思維的科技人才。本文以計算機專業(yè)課程《高級語言程序設計》為例進行了基于CDIO教學理念的教學改革，提出了 CDIO工程教育理念指導下的高級語言程序設計課程的教學改革方案，優(yōu)化了教學模式。實踐證明，此項教學改革改善了民族院校中計算機專業(yè)學生理論結合實踐能力不強的特點，培養(yǎng)了學生的自主編程能力和實踐能力，取得了良好的教學效果，為我國民族院校計算機專業(yè)課程的教學改革提供了借鑒和參考。

參考文獻：

[1] 李震平，李曉霞，魏紅君.CDIO模式下C語言教學項目專業(yè)化研究[J].河北工程大學學報（社會科學版），2012，29（1）：121-123.

[2] 仇同文，王萌萌.CDIO理念對環(huán)境設計人才培養(yǎng)模式創(chuàng)新的啟示[J].美術教育研究，2022（13）：107-109.

[3] 馮中毅，任志國.CDIO理念下《面向?qū)ο蟪绦蛟O計》教學改革研究[J].科技視界，2016（16）：167，187.

[4] 鄧萬友，譚永儀.基于CDIO理念的高校信息素質(zhì)教育模式構建研究[J].山東高等教育，2022，10（3）：10-16.

[5] 任順.基于CDIO-OBE工程教育模式的C語言程序設計課程教學改革研究[J].物聯(lián)網(wǎng)技術，2020，10（4）：116-117.

[6] 杜博.基于CDIO的C語言程序設計課程教學的改革與探索[J].微型電腦應用，2018，34（3）：67-68，73.

【通聯(lián)編輯：代影】