基于CDIO模式的“．NET程序设计”教学改革研究

杨永健

基于CDIO模式的“．NET程序设计”教学改革研究

杨永健

（天津青年职业学院，天津市 300191）

针对高职“．NET程序设计”课程的培养目标和教学现状，将CDIO国际化工程教育培养模式融入课程的整个教学过程中，通过“做中学”和“项目驱动”等方法，不仅提高了学生的学习积极性，而且还极大地提高了他们的软件开发能力和团队协作能力，取得了良好的教学效果。该模式的成功应用也对其他相关课程的教学改革具有较好的示范作用。

CDIO；项目驱动；．NET程序设计；教学改革

一、引言

CDIO［1］作为当前国际工程教育的一种新型教学模式，是由MIT和瑞典皇家理工学院等四所大学在Wallenbur g基金会的资助下，经过数年的研究、探索和实践，于2004年创立的。该模式以产品、过程和系统的构思、设计、实施、运行的整个生命周期为载体，以CDIO教学大纲和标准为基础，使学生以主动的、实践的、课程之间相互联系的方式学习和获取工程设计和研发能力，包括自主学习能力，终身学习能力，团队合作能力等等。较之传统教学模式，CDIO模式更加强调扎实的工程基础知识和实践动手能力的培养，因此能够更好的满足培养现代工程技术人员的要求。

“．NET程序设计”课程是软件技术专业的专业核心课程，主要培养学生根据不同用户的要求，利用所学知识和技术进行需求分析、软件建模并使用．NET平台完成软件开发的能力。可以看出，这门课程着重培养学生在实际项目开发过程中的分析、设计和编程能力，具有很强的实践性。针对传统教学模式重知识传授轻技能培养等问题，探讨将CDIO教学模式融入“．NET程序设计”课程的教学过程中，对学生软件开发能力和职业素质的提高具有重要意义。

二、CDIO工程教育模式

（一）CDIO内涵

CDIO是构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）、运作（Operate）［1］［2］4个英文单词的缩写 ，它是“做中学”原则和“基于项目的教育和学习”（Project based education and lear ning）的集中体现。它以工程项目（包括产品、生产流程和系统）从设计、研发到运行的生命周期为载体，让学生以主动实践、课程之间有机联系的方式学习。通过参与到真实项目的研发过程，学生们不仅可以掌握项目开发的相关技术，更为重要的是能够在此过程中形成今后从事相关项目开发的综合能力，包括自主学习能力，团队沟通、协作能力等等，这也正是CDIO工程教育模式的核心内涵。

（二）CDIO标准［2］［3］

CDIO教学模式的主要特点在于它创造了能够深化学习技术基础和实际能力的二元学习经验。CDIO模式采用现代教学理念和手段以及创建全新的学习环境为学生提供了真实世界的学习经验，这些经验创建了一个与技术基础相关的认知框架并提供了理解它们的实际应用机会，同时这些具体的经验还激发了学生在人际交际能力、系统建造能力方面的学习兴趣。这些CDIO模式的特点集中体现在其12条标准中。鉴于篇幅所限，这里仅就其中的关键标准作简要阐述。

标准1：CDIO背景环境

即以产品和系统生命周期的开发及使用作为知识和能力培养的载体及环境，强调的是知识和能力之间的关联 ，而不是具体内容。

标准2：CDIO教学大纲的制定应基于需求分析

这一标准强调教学大纲的设计与培养目标的确定应与行业对学生素质和能力的要求挂钩。这也充分体现了职业教育的特点。

标准3：集成化课程设置

这一标准要求建立和发展课程之间的关联，使专业能力目标得到多门课程的共同支撑。

标准5：设计－制作实践

CDIO模式强调基于产品生命周期的教学设计，因此在教学过程中应设计多个实践项目，包括基础层次和高级层次的项目。通过项目的构思、设计、运作和实施过程，使学生形成初步的系统设计和开发能力。

标准7：CDIO能力评价

这一标准要求对学生在CDIO教学过程中的学习效果进行评价。由于学生的实践项目大多是真实企业项目，因此应聘请企业人员参与评价。此外，应从学生的系统设计和开发能力、团队协作能力等多角度进行综合评价。

三、传统教学模式存在的弊端

“．NET程序设计”课程主要培养学生应用．NET开发环境进行软件分析、设计、编码以及调试的能力。通过本课程的学习，学生能够了解软件开发的全过程，掌握软件开发技术，通过项目实战，提高自身分析、解决问题的能力以及团队协作能力。

目前，传统的教学模式仍然沿用“以知识为中心”的组织方式［4］［5］，强调知识讲授，轻视学生实践动手能力的培养，难以达到理想的教学效果，主要表现为以下几方面的问题：

（一）传统教学模式大多采用“以知识为中心”的章节组织方式，在教学上强调学生对知识点的掌握而不是将重点放在学生实践动手能力的培养上。此外，这种教学模式的另一个弊端是各章节知识各自独立，学生无法将所学知识串联起来，从而无法形成利用所学知识解决实际问题的能力。

（二）高职教学强调课程的实训环节，但是目前很多教师在讲授本课程时只是根据各章节的知识设计独立的小型实训题目。这种实训形式显然无法培养学生分析、设计一个完整软件系统的能力。

（三）在设计本课程的实训项目时，传统教学模式大多采用一个诸如“学生选课系统”之类的虚拟项目。

这种虚拟项目主要存在以下两方面的弊端：一是功能过于单一，内容陈旧，与实际应用脱节，缺乏实战性。二是学生通过这种虚拟项目实训无法形成分析、设计实际软件项目的能力，同时也不利于发掘学生自身的潜能。

（四）在教学过程中，缺乏课程之间的横向联系。“．NET程序设计”课程主要培养学生软件编程的能力，但是软件开发的整个过程还包括需求分析，系统建模与设计，相关文档的撰写等诸多方面，这些能力也是学生日后走上工作岗位必须具备的。因此，应该在教学过程中加强与相关课程的联系，形成集成化课程群，培养学生的综合软件开发能力。

（五）传统教学模式在评价方式上大多采用“形成性评价＋期末上机测试”的方式。这种评价方式不仅无法激发学生的学习热情，而且效度也是低下的，无法有效的评价学生的实践动手能力，也不符合现代工程教育的评价标准。

综上所述，传统教学模式无法满足培养现代工程人才的要求，将CDIO工程教育理念融入教学全过程，能够有效地解决上述问题，大大提高人才培养质量和水平。

四、基于CDIO的教学改革实践

针对传统教学模式中存在的问题，提出了以CDIO标准和教学大纲为指导思想，以实践能力培养为核心的教学做一体化教学模式，较好的解决了传统教学过程中的问题，达到了良好的教学效果。

（一）以真实项目为载体，教学做一体化

CDIO是“做中学”原则和“基于项目化教学”的集中体现，通过项目设计与实践的整个过程最终实现能力培养。首先，“．NET程序设计”课程主要培养学生以下几方面的能力：（1）软件需求分析与结构设计能力；（2）编写业务代码和项目测试能力；（3）软件开发文档的撰写能力；（4）学生的团队协作和沟通能力。

通过能力分析，将课程的教学设计为以下几个相互关联的学习情境（见表1），打破传统章节体系，以能力形成过程为组织方式，以《天津青年职业学院宿舍管理系统》这个真实项目案例为载体，将相关知识与技能融入学习情境之中，从而实现教学做一体化。

表1 “．NET程序设计”学习情境一览表

学生通过6个情境的学习，不仅了解了真实软件项目的设计、开发流程，而且还掌握了本课程的主要知识和软件开发技术以及软件开发过程中相关文档的撰写方法，最终通过递进式的情境设计，逐步形成软件开发能力。

（二）学生组成项目团队，参与真实项目的开发

CDIO强调培养学生设计、制作产品的实践动手能力，因此在教学过程中，必须调动学生的学习积极性，让他们主动参与到实际项目的研发过程中。为此，在授课之初，提供给学生一系列实际需求的企业项目，比如学院体育馆计费管理系统，教务处教材管理系统等。这些项目一方面都是真实需求的案例，另一方面，从难度上既有一定的复杂度，又符合学生的分析能力。学生以自由结合的方式组成项目开发团队（3－4人），根据学生的自身特点，承担不同的角色，如项目经理，软件设计师，测试工程师等等，通过协作共同完成整个项目。学生选题后，企业真实用户比如学院的后勤处，教务处等将于开发小组签订项目开发合同，如果软件具有实用价值并且被最终使用，用户将按照合同支付相应的报酬。这种方式不仅让学生亲身体验了软件开发的真实过程，很好地锻炼了他们的业务能力，而且极大的调动了学生的学习热情。

（三）校企合作共建课程，强化工学结合

聘请企业人员共同参与课程建设是高职课程建设中的重要环节。学院先后与CSDN乐知学院，安博教育集团，天津鹤圃科技有限公司等企业建立了合作关系。一方面聘请企业具有丰富项目经验的技术人员担任学生项目团队的指导教师，有效的解决了院内师资紧张，项目经验不足等问题。另一方面，让学生到企业进行为期1－2周的集中式实训，通过企业集中实训，学生不仅在业务能力上突飞猛进，而且也对软件企业的工作流程、企业文化有了较深入的了解，实训期间表现优秀的学生将会获得在企业实习的机会。

（四）加强课程间的横向联系

CDIO教学模式中一个很重要的标准就是集成化课程设置，强调课程间的横向联系。“．NET程序设计”课程主要侧重代码开发能力的培养，而软件项目开发除了编码还有诸如需求分析，系统建模等很多重要环节。为此，我们设计了与“软件需求分析与UML建模”课程的联合教学。两门课程使用同一个项目案例进行项目化教学，一门课侧重软件分析与设计，另一门则侧重软件编码与测试，这样学生就可以全面掌握软件从分析、设计到编码、测试的整个流程以及相关的技术。

（五）实施以“综合能力评价”为中心的项目化考核

课程的评价方式改革是教学改革中的重要环节。为了有效的对学生实际软件开发能力进行有效考核，本文提出了以“综合能力评价”为核心的多维评价模型，如图1所示。

图1 多维评价模型

这种评价方式是以学生项目团队完成项目的情况作为评价依据，以项目评审会的方式进行，评委由以下人员组成：企业项目指导教师，企业技术专家，用户代表，任课教师。项目指导教师主要对学生整个的项目开发过程进行评价（包括团队协作以及项目组每位成员发挥的作用），任课教师对学生的课堂表现进行评价，企业技术专家对软件项目的技术应用情况，项目整体完成效果，技术文档完成情况进行评价，用户代表则是从软件的可用性角度进行评价。显然，较之传统考核方式，这种多维度的评价模型可以更为有效的考核每位学生的学习效果。

（六）构建网络教学平台

利用现代化信息技术服务教学是当前教学改革一个主流趋势。为了给学生提供更为丰富的教学资源，实现学生的自主学习，通过构建课程教学网站，可以实现电子教案，学习资料，视频教程，项目案例库等教学资源的共享。此外，通过网站的在线答疑，教师留言板等功能，搭建了一个学生之间，师生之间的交流平台，提高了学生的学习自主性。

五、教学改革效果分析

“．NET程序设计”课程是软件技术专业的核心课程，课程内容多，难度大，学生普遍学习兴趣不高。通过实施教学改革，打破了传统教学模式，引入了基于项目开发的课程体系，使学生感觉耳目一新。学生通过实际参与项目开发，提高了自身的综合素质和实践动手能力，从而实现了教学做一体化的教学模式，取得了良好的教学效果，主要表现在以下几个方面：

（一）学生满意度大幅提高。通过学院教务处，督导处，教学系组织的学生座谈会、学生问卷调查以及期末评教情况来看，超过90%的学生对课程的教学改革表示非常满意，满意率达到100%。这充分说明教学改革的实施受到了学生们的一致欢迎和好评。本课程的教学改革项目先后两次获得学院教学改革成果二等奖，同时也被确定为院级精品课立项课程。

（二）学生的职业技能水平得到显著提升。学生通过实际参与项目开发，到企业参加集中实训，普遍反应自己的实践动手能力得到了显著提高，学生们开发的软件产品也得到了企业评委的认可和好评。由2007级学生团队开发的“天津青年职业学院体育场馆管理系统”已通过了项目验收，被学院后勤处使用，这也极大地增强了学生们的自信心和学习热情。

（三）近年来，在市级、国家级的各类软件设计竞赛中，学院的参赛选手均取得了优异成绩。在天津市教委举办的天津市第四届软件设计大赛中，学院有一名同学获得一等奖，两名同学获得二等奖。在工业和信息化部举办的全国软件专业人才设计与开发大赛中，学院获得天津赛区一等奖一个，二等奖一个，三等奖五个，优秀奖三个；获得全国总决赛三等奖两个的佳绩。这些成绩的取得也充分说明了学生专业能力的不断提高。

六、总结

“．NET程序设计”课程是软件技术专业的一门核心课程，强调对学生软件开发能力的培养。针对传统教学模式存在的诸多问题，将CDIO工程教育培养模式融入课程的整个教学过程中，通过开发基于教学做一体化和校企合作的课程体系、建立多维综合评价体系，构建多媒体教学网站等手段进行全方位的教学模式改革，不仅提高了学生的学习积极性，而且还极大地提高了他们的软件开发能力和团队协作能力，取得了良好的教学效果，同时本课程教学改革模式的成功应用也对其他相关课程的教学改革起到了良好的示范作用。

［1］Ed war d Crawley．Ret hinking Engineering Education：The CDIO Approach［M］．Berlin：Springer，2007．

［2］查建中．论“做中学”战略下的CDIO模式［J］．高等工程教育研究，2008，（03）：1－9．

［3］顾佩华．以设计为导向的EIP－CDIO创新型工程人才培养模式［J］．中国高等教育，2009，（03）：47－49．

［4］杨柳．面向CDIO的“操作系统”教学改革探讨与实践［J］．计算机教育，2009，（03）：24－26．

［5］王志强．基于CDIO理念的多媒体应用基础课程实践教学改革［J］．计算机教育，2009，（02）：137－138．

The Research of＇．NET Pr ogra mming＇Teaching Refor m Based on CDIO Mode

YANG Yong－jian

（Tianjin Youth Vocational College，Tianjin 300191 China）

As for the training target and teaching situation of＇．net programming＇in higher vocational colleges，CDIO inter national engineering education training mode is supposed to be integrated into the whole teaching process．Students＇learning enthusiasm has been enhanced and their soft ware development ability and the team cooperation ability have also been promoted through the method of“lear ning while being involved”and“project drive”．The success of this model＇s application gives a good example for teaching refor m of other related courses．

CDIO；project－driven；＇．NET programming＇；teaching refor m

G712

A

1673－582X（2012）02－0090－05

2011－06－28

杨永健（1982－），男，天津市人，中山大学软件工程专业硕士研究生，天津青年职业学院讲师、软件工程师，软件技术专业负责人，研究方向为面向Agent软件工程理论与方法，分布式计算等。