基于CDIO的实践类课程教学改革研究

刘志雄

(长沙大学计算机科学与技术系，湖南 长沙 410022)

已有的教学经验表明，大多数本科生在学完某一门实践类课程后仅仅掌握了一些基本概念，无法灵活地将所学知识融入到实际应用中[1，2]。要达到学生能主动运用专业知识的目标，结合CDIO理念完善实践类课程的教学方法和手段是改革的途径之一。

一 CDIO概述

CDIO是当前较为前沿的教育改革模型，2000年起由美国MIT等著名大学在近2000万美元的高额经费资助下展开研究[3]。CDIO模式包括构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)以及运作(Operate)四个阶段，是一种将高层次技能型人才培养中有效将理论和实践有机结合的教育理念[4]。该理念覆盖了学生的综合知识能力，包括：理论知识、个人发展能力、团队协作能力以及主动调控能力等。自诞生至今，CDIO教育理念取得了良好的教学效果。国内一些大学(如：浙江大学)也开展了对CDIO的研究、实验和探索[5]。

本文将CDIO模型导入到实践类课程的教学中，根据实际任务需求实施构思、设计、实现及模拟四个阶段，让学生在实际的应用中提高主动学习能力、团队合作能力和领导能力。

二 基于CDIO的实践类课程教学实施

在实践课程的教学过程中，主要从实际任务出发，把握好岗位需求和课程衔接这两个关键点，根据CDIO工程教育理念，在真实案例的依托下设计教学内容。将教学过程分为案例教学和项目实践两大模块，在以项目为动力的大平台上，发挥真实任务的功效，以职业资格的标准进行教学过程的设计。

在案例教学过程中，主要是采取教师逐步引导学生的方式。教师通过给学生提供可以模仿的样板，鼓励学生自己动手，让学生在实践过程中，掌握所学内容，体会从无到有的收获感，从而达到不断提高学生学习积极性、主动性以及创造性的目的。

(一)案例教学

课堂知识教学主要以案例的解决为中心，在CDIO工程教育理念的背景下，教学过程划分为三大部分，分别为知识精讲、模拟案例以及实战演练。在正式上课开始前，向学生介绍课程的基本情况，让学生了解学完课程后能做什么，通过展示经典案例和应用实例，吸引学生的学习兴趣，明确学习目标，激发学习潜能。在知识精讲环节中，交代具体要完成的任务，对任务所需的知识点进行重点讲解，让学生明白该从哪方面入手；在案例模拟环节中，着重讲解知识点之间的关联性以及相关知识点在实践项目中的应用，以一个实际项目的开发为例，介绍项目的内容主线以及主线串接的理论知识点；在实战演练环节中，让学生明白案例的“整体、连续”行动过程[6]，在与自身情况的对比下，帮助学生逐步了解“怎样做才更好”，从而逐步提高学生的实践能力，强化职业素质的培养。以计算机专业Java程序设计课程为例，可以如表1所示，组织案例讲解。

表1 Java与面向对象程序设计案例精讲

(二)项目实践

项目实践环节与课堂案例教学两者的关系相辅相成，不仅都注重构思与设计而且还有助于发挥学生主观能动性、创新性以及综合运用课程模块知识的能力。项目实践的具体实施过程划分阶段如下：

1.分组。让学生自由进行组合，每5个人为一小组，确定好相应的小组名称，推选出一个组长。老师根据实际情况进行调整，确保分配合理。

2.选题与分工。每组选择好一个课题，可以是老师给定的课题也可以是自己小组提出的想法。组内在完成课题时，每个人都应该完成相应的部分，确保分工合理，参照软件开发过程制定各成员的角色和所承担的责任条例。学生在开发过程中可扮演不同的角色，不断与人沟通交流，增强团队的协作能力。

3.新型考核办法。高等学校实践类课程考核通常是以6∶4的比例进行计算，其中笔试成绩占60%，平时成绩占40%，平时成绩主要包括课堂表现，作业完成情况以及实验。这种考核方式不重视学生实践能力的培养，导致学生动手能力一直提不上去。借鉴美国MIT学院的做法，应该将课程实践能力和解决问题的能力作为主要考核指标。CDIO理念重视在理论和实践中要选择一个最优的平衡点，考核方法主要包括两个方面。

(1)基础知识测验。让学生学会用基础知识独立完成作业，是判断学生是否掌握了实践课程最基本的标准。例如，Java 程序设计这门课程的最终考试方式可以是上机操作，占考试总成绩的60%。单元性质的测验可以选择将本部分内容和前述内容两者结合起来。对于测验试题的难度应该根据学生的层次而定，内容需要接近学生所学知识，对于在课外可以独立编写小型游戏或者建设小型网站的学生，这部分成绩应该占期末成绩的30%。

(2)综合创新性测验。教师根据各自学生的特点给定课题，使学生亲自体验产品开发的全过程，以加深对CDIO理念的理解。学生可以进行自由组队，每4人一组，撰写相应的设计文档，提交源代码。这部分的成绩占期末成绩的10%。若学生在开课期间有过真实的科研经历与实在项目，可以不参加此测试。

三 结论

CDIO教育模式是当下能有效培养高素质技能型专门人才的成功模式。基于CDIO 的实践类课程体系将理论和实践紧密地联合在一起，开拓了学生获得知识眼界的同时，也锻炼了学生的动手能力，满足了新时代社会对创新型人才的需求。课程教学改革非一朝一夕的事，要想取得真正的实效，还有待深入进行探索。

[1] 秦春影，耿涛，唐淑萍，等.Java图形界面工具在教育测量软件上的应用[J].长沙大学学报，2013，(2).

[2] 刘征海.普通本科层次软件工程专业人才培养模式探索[J].长沙大学学报，2008，(5).

[3] 姜春艳.CDIO 工程教育教学模式在OOAD 课程教学中的探索与实践[J].计算机教育，2009，(14).

[4] 叶晖，刘华富，王江涛.一种基于协同信任的普适网络节点缓存替换策略研究[J].长沙大学学报，2013，(5).

[5] 王倩倩，段震，钟金琴.基于项目驱动的Java 实践教学[J].合肥学院学报(自然科学版)，2010，(20).

[6] 张璇，李彤.结合CDIO教育理念与案例教学进行教学探索与实践[J].计算机教育，2008，(24).