基于CD IO理念的多媒体技术课程教学改革

张锦华,吴 聪

(周口师范学院计算机科学系,河南周口466001)

2001年中国加入W TO,经济与社会的发展进一步加快,开始融入全球一体化的浪潮之中,这一历史变革,对高等教育也产生了巨大影响。这种影响不仅体现在人才培养质量、知识结构和教学方法上,而且体现在高等教育模式必须适应逐渐扩大的经济交流和日益加剧的竞争趋势,必须与快速发展的工程技术相适应。但是,从总体来看,中国的高等教育与现今的经济、社会发展需求很不协调,培养的软件人才远不能满足软件业对软件人才的需求。大量的毕业生由于工程能力的缺失,不能真正满足企业在专业和素质上的需求,没有实现软件行业的匹配就业。本文以计算机多媒体技术专业为例,引入 CD IO(Conceive;Design;Imp lement;Operate)工程教育理念,构建多媒体教学新理念、设计专业、架构三维交叉课程体系、建立能力训练平台和实施多维能力评价五个环节,提升多媒体技术专业人才的综合专业能力、创新能力、解决实际问题能力、终身学习能力和团队交流协作能力等现代工程能力,解决现行软件人才工程能力缺失的问题。

1 现行软件人才工程能力的培养状况

近10年来,我国各类高等院校共培养了50多万计算机专业人才,而且每年培养的人数还在以几何级数的速度递增。然而,软件业人才的供需缺口却越来越大,出现了前所未有的“人才饥荒”,各地对软件人才的争夺战也不断升温。培养的软件人才越来越多,而“人才饥荒”越来越严重,问题的症结在哪里呢?根据调查研究分析,原因主要在于教育改革速度跟不上产业发展速度。目前,中国高等教育的软件人才培养模式仍然是以传统学科体系下的专业教育为主,重视理论学习,强调个人学术能力,忽视了学生团队协作能力、创新能力和解决实际问题的能力。课堂教学往往以教师讲授为主,忽视了学生参与教学的主动性和积极性。即使在实验教学中,学生也只是根据教师布置的作业内容和课堂教学的实例按部就班进行操练,以实现对课堂内容的记忆和理解。另外,由于中国教育系统重理论轻实践,软件毕业生很少受到在企业实际培训的工程项目和团队工作中的训练,缺乏在现代工程环境下所要求的诸多能力。

2 CD IO工程教育理念

2001年,美国M IT联合查尔姆斯技术大学、林克平大学以及皇家技术学院等3所高校,共同提出了一种全新的工程教育理念和实施体系,使理论知识的传授和实践能力的培养能有机地结合起来。CD IO代表构思、设计、实现和运作[1],以从产品的研发到运行的生命周期为载体,为学生提供实践、理论课程之间知识有机关联的教学情境,鼓励学生以主动的、实践的和课程之间有机联系的方式进行学习[2]。

CD IO的基本内容主要包括1个愿景、1个大纲、12条标准和5个指引[3]。CD IO愿景将学校任务定义为把毕业生培养成具有专业技能、社会意识和企业家敏锐性的工程师。CD IO大纲全面系统地将毕业生的能力分为工程基础知识、个人专业能力、团队协作与交流能力和企业环境下的工程系统能力四个层次[1],如表1所示。大纲中系统提出了各个层次的能力培养方案、全面实施指导以及实施过程和结果检验的12条标准。CD IO的5个指引对高技能人才的培养计划、课程结构、教学方法、教学评估和学习架构提出了具体要求。总体来看, CD IO理念是以愿景为总体出发点构思工程高技能人才培养,以大纲设计人才培养方案,以标准实施人才培养,以指引明确人才培养运行架构。CD IO理念将工程实践环境作为工程教育环境,在教学中实行项目学习教学法,以现代工业产品或系统从构思、研究开发到运行改进的全过程为载体,全面培养学生的团队工作能力、交流能力、终生学习能力和大系统掌控等现代工程能力,进而提高学生的学术知识和职业道德水平以及解决实际问题的能力。

表1 以能力培养为目标的CD IO大纲

3 多媒体技术专业的CD IO

3.1 构建基于CD IO的多媒体技术专业教学新理念

依据周口师范学院计算机科学系多媒体技术专业特点,以学生的能力和素质共同协调发展为目标,突出对学生知识综合实践运用能力、解决实际问题能力、创新能力和团队交流协作能力的培养。多媒体技术课程是一门将多媒体技术与各种艺术紧密结合的学科,在专业课程设置上除了各种多媒体技术的学习和运用之外,更应着重培养学生的艺术鉴赏能力和审美能力。因此,在整个课程教学改革中应侧重构思和设计环节,强调以培养和提升学生艺术素养为基础,在实践中深化理论知识,达到综合提高学生的艺术自主创新能力和解决实际问题的能力。另外,为了帮助学生了解所学理论知识在实践中的具体应用,提升学生的市场适应能力,与厦门软件园、郑州仟佰教育软件实训基地建立长期合作关系,形成企业和学校双赢互助的教学体系。

3.2 设计基于CD IO理念的多媒体技术专业

CD IO理念指出,工程技术人员的能力主要体现在工程实际活动中,包括发现问题、提出问题和创新成果的能力[4]。因此,以周口师范学院计算机科学系计算机多媒体技术专业学生为实践对象,进行基于CD IO的专业课程教学改革,探索可行的能力培养方案,使学生的知识综合运用能力、工程价值观念、创新能力、解决实际问题的能力、团队协作与交流能力以及可持续发展的终身学习能力均得到提高。

1 )设计可行的项目教学方案。项目教学是一种理论与实际紧密结合的教学方法,能够使学校理论教学与企业实际工作“零距离”靠近。它的实践性、启发性和针对性能够有效激发学生的学习兴趣,培养学生艺术设计与技术实践能力,提高学生的知识综合运用能力、自主创新能力和团队协作交流能力。因此,设计可行的项目教学方案是实现多媒体技术专业教学目标的前提。

2 )构建科学的CD IO工程教育模式。以多媒体技术专业课程计划、教学大纲和教学方案进行标准化课程建设,以工程技术模式和实训项目为载体进行实践教学建设,以校企互助模式进行团队实践建设,形成科学规范的CD IO工程教育模式,用以指导整个多媒体技术专业课程教学与各项工作。

3 )建立CD IO课程结构模式。基于CD IO理念的多媒体技术专业课程模式,需在真实、科学、可行的工程实践教学情境中建立充足的项目实践,安排足够的工程实践,实施必要的岗前培训。同时,以工程质量评估系统进行工程教育效果检验。

3.3 架构三维交叉的多媒体技术专业课程体系

依据CD IO大纲,围绕工程项目开发的整个工作过程、涉及专业知识范围以及项目本身的规模程度,设计了多媒体技术专业课程体系的三种主要项目:针对专业的课程项目、以学生实训为主的设计实践项目以及校企互助合作项目。通过三种类型项目的交叉教学架构,将整个课程体系有机地、系统地结合起来,如图1所示。从图1可以看出:在以工程项目为主体进行设计的专业课程教学计划中,项目的设计、开发与实现贯穿整个教学过程,达到对学生进行构思、设计、实现和运作的系统训练。同时,教学方法从教师主导教学转移到指导学生“构思——设计——实践——运作”的主线上,培养学生的工程实践能力,形成了从培养应用能力到提升自主创新的工程实践能力,以及从以教师为主导的教学过程到教师主导——学生主体的双主实践系统。

图1 基于CD IO理念的三维交叉多媒体课程教学架构

3.3.1 针对性课程项目

针对性课程项目主要包括多媒体技术专业基础课程和专业课程。本项目的选取需遵循针对性、可行性、科学性和适用性原则,从企业、行业发展出发,依据完成实际岗位工作任务所需要的知识和能力要求,采用系统和工程的观点,选取符合学生综合能力发展的教学内容。并且整个课程设计将计算机多媒体技术专业所需的各种知识技能进行分解、序化和重构,以任务驱动的方式,设计一系列能够不断提升学生综合工程能力的学习情境,帮助学生熟悉项目的开发过程和工作环境,达到培养学生工程能力、团队协作交流能力和解决实际问题能力的目的。另外,针对性项目基于专业课程群,以多个单元设计学习包为载体,通过实际案例把相关联课程知识有机结合起来,消除重复内容,减少学时数。同时,逐渐增加项目载体的核心技能,以有效激发学生学习的积极性和主动性。

3.3.2 设计实践项目

设计实践项目主要包括组织成立项目小组和学期实训。为了培养学生的工程能力、自主创新能力、解决实际问题的能力和团队协作交流能力,组织成立各种项目兴趣小组,鼓励学生参加各种网站建设、课件制作的竞赛,等等。同时,针对专业课程群之间的有机联系,开展学生学期实训活动。在实训中,通过模拟实际工作的要求,以实际工程标准要求学生,达到以培养学生的实战能力、团队沟通协调能力、创新精神和解决实际问题能力的目的。如动画网站设计课程覆盖平面广告设计(Photoshop)、平面动画设计与制作(Flash)、三维动画设计与制作(3ds M ax)、视频编辑(Premiere)等。

3.3.3 校企互助合作项目

校企互助合作项目主要有引进企业项目和到企业顶岗实训两种方式。首先,引进企业实际工程项目。充分利用高校的人才优势,与企业合作开发工程项目。企业不仅可以获得较好经济效益,学校同时可以促进课程建设和人才培养。其次,使学生走出学校,到企业顶岗实训,以企业员工的身份参加企业项目。让学生在真实的企业环境下进行实习,能够培养学生解决实际问题的能力。

3.4 建立专业能力训练平台

CD IO工程教育理念旨在培养工程技术人员综合素质,将项目的“构思——设计——实施——运行”全过程置于真实生产环境中。为此,依托真实工程情境形成开放式的实训基地和培训中心,达到理论和实践的有机结合。在项目的构思和设计过程中,通过文献调查、分析研究、访谈等方式制定实施计划,进行小组分工。在项目实施过程中,学生依据实施计划编制项目方案,通过自评、互评、教师评价和专家评价等多种方式对项目的规范设计和可行性提出鉴定意见。最后,小组形成书面文本,进行汇报、答辩、成果展示以及评分。

3.5 实施多维评价能力培养体系

实施考试改革,从项目汇报、答辩、成果展示以及综合能力形成等方面进行综合考核,注重学生知识综合运用能力、工程实践能力、团队协作交流能力和解决问题能力的评价。

构思和设计环节重点考核学生获取知识、运用知识解决实际问题的能力和主动创新能力。依据项目方案和项目汇报,由3～5名教师和专家团队进行评价,对学生在项目的CD方案过程中获取知识和运用知识解决实际问题的能力进行判断。同时,对学生完成的每个学习工作任务的阶段性成果进行形成性评价。

实施和运行环节重点考核学生掌握的各种技能,主要考察学生在项目进行过程中工程效率、知识综合运用、团队协作交流、自主创新和解决实际问题等方面的能力表现。项目实施结束后,通过小组之间的总结交流,介绍项目的实施过程,运行项目的实际操作,展示最后实践效果,并进行小组之间的项目评价。最后,教师依据考评记录进行学生成绩的评定,同时总结教学经验、改进不足。

4 结束语

适应经济发展与社会需要,不断提高计算机专业人才培养质量是一项长期的系统工程。CD IO作为一种提升专业综合能力、创新能力、解决实际问题能力和团队协作交流能力的工程教育理念,具有很好的借鉴作用。将这种工程教育理念贯穿于计算机多媒体专业人才培养方案改革、教学课程体系建设和实践教学中,构建理论联系实际的多媒体技术人才培养体系,架构针对专业课程项目、实际设计实践项目与校企互助合作项目的三维交叉课程建设体系,建立专业能力训练平台,实施多维能力评价,从而为国家和地方培养更多合格的高级专业工程人才。

[1]Edward F Craw ley.The CD IO Syllabus:A Statement of Goals fo r Undergraduate Engineering Education [EB/OL].(2008-07-01)[2010-12-15].http://cdio.org/cdio2syllabus2rep t/index.H tm l.

[2]陆小华,熊光晶,陈珠琳.设计导向的工程教育改革理念[J].高等工程教育研究,2007(6):83-87.

[3]陈启元,任胜兵,胡志刚,等.工科大学生CD IO能力成熟度评估与改进体系研究[J].中国高等教育,2008 (9):31-33.

[4]郭晓剑,廖志浓,姜天赐.CD IO工程造价人才培养模式研究[J].江西理工大学学报,2010(8):54-56.