基于CDIO模式的VB程序设计课程教学改革与实践

张娟

随着社会信息化进程的不断推进，高校计算机基础教学已成为以计算机技术为核心的信息技术教育，倡导与专业教育的逐步融合，越来越呈现出“面向应用、突出实践”的功能特点，强调对大学生信息素养的培养，使他们能够学以致用，具备利用计算机分析、解决专业领域问题的能力。VB程序设计课程作为高校计算机基础课程的重要课程之一，主要介绍面向对象程序设计语言的基本知识及程序设计的思想、方法和技术，是学生从技术角度学习计算机知识的主要基础课，在培养和锻炼大学生计算思维能力、专业应用能力等方面起着至关重要的作用。但由于程序设计课程本身有一定的难度，学生在学习过程中普遍感到吃力，容易失去学习的兴趣和信心，学生不能积极主动地思考，而是被动地模仿练习，编程能力得不到充分的锻炼，更谈不上对知识和技术的主动应用，很难达到预期的教学目标。因此，针对目前VB教学中存在的问题，在课程教学中引入CDIO教育模式，有效地开展教学改革与实践，对于提高课程教学质量，培养学生程序设计能力有积极的意义。

一、VB教学现状

VB程序设计是非计算机专业学生的一门基础课程，通过该课程的学习，使学生建立面向对象的思想，掌握运用VB进行程序设计的技能，初步具备利用程序设计技术解决专业实际问题的能力。但多年的教学经验表明，多数学生通过该课程的学习并未达到预期的效果，在教学过程中，普遍存在以下问题：

一是畏难情绪。由于程序设计课程涉及求解问题的思路和算法，对于学生的基础有一定的要求，而体育院校一些专业的学生对算法的理解力相对较差，并且多数学生在学习该门课程前对计算机语言一无所知。所以，学生在学习过程中普遍存在畏难心理，还没有学就认为自己学不会、学不好，从而丧失学好该门课程的信心，直接影响了课程的教学效果。

二是学生对程序设计课程的目标认识不足。认为他们并非计算机专业的学生，走上工作岗位以后不需要进行软件开发，学习程序设计对他们而言没有用。笔者在教学过程中，经常有学生询问学习这门课程有什么意义，而且内容又枯燥、难学。因此学生学习兴趣不浓，积极性不高，学习只是为了应付考试，拿学分，所以在学习过程中不愿意主动思考，遇到问题缺乏主动解决问题的意识，上机实践也只是机械性地进行验证性练习，更谈不上计算思维的锻炼和设计能力的培养。

二、CDIO教育模式

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学创立的国际组织提出，代表了近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO作为工程教育改革的创新工具，提供了面向学生的教育模式，以“构思—设计—实施—运作”为载体，将课程学习融入工程领域情境，使学生以主动、实践的方式获取知识，从而提高学生的实践能力和应用意识。

“VB程序设计”课程是一门实践性很强的课程，注重学生动手能力和应用能力的培养，在教学中引入CDIO模式，应用工程设计的理念进行教学改革，使学生参与到实际问题的“构思、设计、实施”中，通过问题的解决过程，提高学生的学习兴趣，改变学生怕学、厌学的局面，有效地调动学生的主观能力性，从而加强学生对基础知识的理解和实践能力的培养，使学生的思维能力得到积极地锻炼。

三、基于CDIO模式的课程教学改革

（一）课堂教学中传统“教”模式的转变

目前在多数高校中，程序设计课程主要采用“多媒体理论教学+上机实践”的教学形式，理论教学主要以教师讲解为主，以帮助学生熟练掌握语法规则和控件为指导思想，一般是先利用幻灯片向学生介绍本章节涉及的基本语句、语法，控件的基本属性、方法和事件等，然后通过例题给学生讲解其实现过程。在整个课堂教学过程中，学生更多的是充当“听众”的角色，跟着教师的思路去理解、记忆相关的知识点，学生的“学”完全围绕教师的“教”来进行，这种传统的教师主动“教”的模式，只能带来学生被动的“学”。

CDIO教育理念，倡导“做中学”的教学方式，将课堂教学的知识围绕着问题的解决而展开，目的是调动学生学习的主动性、积极性和创新性。美国著名哲学家、教育学家和心理学家杜威指出：“从做中学是比从听中学更好的学习方法”“学与做相结合的教育将会取代传授他人学问的被动教育。”因此在基于CDIO模式的教学过程中，要改变传统的教师主动“教”，学生被动“学”的模式，遵循以学生为主体的原则，以项目设计为主线，按照“构思、设计、实现、运作”的过程，采用多种教学方法，通过教学案例将知识点贯穿起来，把VB程序设计中抽象的理论具体化、场景化，使学生在“做中学”，在实践中充分体现学习的乐趣，增进学习的动力，从而达到对知识的融会贯通。

（二）课堂教学中CDIO案例教学方法的实施

案例教学是教师根据课堂教学目标和教学内容的需要，通过设置具体案例，引导学生参与分析、讨论、表达等活动，提高学生分析问题和解决问题的能力的一种教学方法。与传统的教学方法相比，案例教学具有理论联系实际，促进学生应用能力培养等优越性。在VB程序设计课程中，借鉴CDIO理念，采用案例驱动方式，能最大限度地调动学生学习的主观能动性，使学生通过系统训练，按照工程化的思维方式，在解决问题的过程中体验到成就感，从而实现实践与理论融合，理论指导实践的目的。CDIO模式下VB教学案例的具体实施过程分为五个阶段：

第一阶段，提出任务。教师在课前给学生布置任务。要求学生思考程序应包含的对象和实现的基本功能，手工绘制出程序的简单操作界面。第二阶段，引出案例。教师向学生展示已设计好的案例，让学生获得第一手的直观体验。第三阶段，案例的分析、讲解与设计。教师先结合案例分析程序的界面组成，讲解对象相关属性的功能和设置方法，首先使学生形成对对象的感性认识。然后根据案例的功能要求，引出对象的事件、方法及相关的程序设计语句，再使学生形成对知识点功能和设计方法的具体认识。第四阶段，任务实现。学生进行分组讨论，完成事件过程的编写。对于知识点较多，有一定难度的案例，教师可以先给出基本框架。第五阶段，分析总结。教师对案例涉及的所有知识点和设计方法进行总结，同时引导学生进行深入思考，对该案例从程序界面或功能两方面进行扩展，鼓励学生对案例进行改写。通过以上五个阶段的实施，学生可以在轻松自如的环境下掌握VB界面设计和可视化编程的基本概念、方法，同时加深了对相关知识和设计方法的理解，实现了通过案例“以点带面”的效果。

根据VB课程知识体系与教学目标，我们设计了多个教学案例，大致分为三类，一类是趣味性较浓的案例，如打地鼠游戏制作、gif动画制作、信号灯控制等；一类是与专业相关的案例，如体质评价；一类是与典型算法有关的案例，如“韩信点兵、多多益善”“水仙花数求解”等。在VB课堂教学中，通过CDIO案例教学方法的实施，将程序设计的思想和方法渗入教学案例中，将相关的知识点置于实际的场景中，使学生在CDIO工程化思维方式的引导下，不知不觉掌握相关的知识与技能，充分体验学习的乐趣，逐步认识程序设计课程的作用，从不愿学、不想学慢慢转变为主动学，从而达到课程预期的教学目标。

（三）基于CDIO理念的实践教学设计

VB程序设计是一门实践性较强的课程，根据本课程在体育院校中的培养目标和特点，笔者将课程实践教学内容划分为基础验证性实验和单元综合性实验两部分，并基于CDIO理念，对实验内容、实践方式和要求进行科学合理的设计。

1.基础验证性实验。基础验证性实验以对知识点的验证性为主，针对每个知识点，设计出具体的实验案例和实验题目。在具体的实践过程中，原来采取的是教师先演示、学生再练习的方式，学生完全按照教师的思路去完成实验题目，从界面的设计到程序的完成千篇一律，完全是重复性的练习。虽然通过实验，能够掌握相关的知识，但学生无需深入思考，只是机械地进行重复性操作，达不到培养学生主动分析问题、解决问题的意识。在CDIO理念的指导下，对于基础验证性实验，采取“三步走”的方式：第一步是演示，先由教师演示实验案例的分析、设计与实现过程；第二步是模仿，给出不同的实验题目，要求学生模仿实验案例的实现过程，完成实验题目基本内容的分析、设计和实现；第三步是提高，结合实验题目，给出有一定难度和深度的问题，要求学生结合所学知识，对问题进行独立构思、设计和实现，从而培养学生深入思考的意识，加强学生对知识的理解和技能的掌握。同时为鼓励学生多练习、多实践、多思考，并考虑到学生能力的差异性，每一次实验要根据学生的完成情况，给出不同的评价等级，学生完成第二步可得到合格的等级，完成第三步可以得到良好或优秀的评价等级，充分发挥每位学生的主观能力性，使每位学生的实践能力都能得到不同程度的提升。

2.单元综合性实验。当一个章节或一个相对完整的框架学习完毕后，根据这一单元所涉及的知识，安排学生进行单元综合性的实验。根据学生的个体差异，给出不同难度的实验题目。在具体的实施过程中，教师仅给出实验的总体需求，要求学生独立或分组完成，学生在实施过程中可以不完全局限给定的需求，充分发挥主观能动性，对实验进行补充和功能上的提升。通过单元综合性实验的实施，学生分析问题、解决问题的能力得到了进一步锻炼，同时也培养了学生的团队协作精神。

四、结语

实践表明，在VB程序设计课程的教学中，引入CDIO工程教育模式，不仅有助于教学目标的实现，而且可以大大提高学生学习的积极性和主动性，使学生在工程思维方式的指导下，逐步掌握程序设计的思想和基本方法，同时通过“构思、设计、实现、运作”的实施过程，培养主动思考、主动应用的意识，通过问题的分析和解决，锻炼程序设计的思维能力和应用开发的能力。