基于CDIO工程教育理念的C语言程序设计教学改革

张淑萍

【摘 要】本文论述了新疆大学科学技术学院以CDIO教育理念为指导，进行C语言程序设计课程的教学改革，在课程内容设置、教学方法及考核等方面进行了探讨与实践，实践证明，该模式有利于培养学生的实际应用能力，教学改革取得了较好的效果。

【关键词】CDIO；项目化；教学改革

0 引言

由于我国高校现行的传统工程教育模式与现代工业的发展对高级工程人才的需求不相适应，导致了企业找不到自己需要的人才，毕业生找不到和自己专业相匹配的理想工作的状况。针对这种现状，教育部实施“卓越工程师培养计划”和“高等学校本科教学质量与教学改革工程”，在此背景下，按照CDIO工程教育模式改革教学内容和教学方式，创新构建专业人才的培养模式，开展学生工程能力培养的研究与实践，对培养具有应用型本科人才具有深远的意义。

1 CDIO简介

CDIO代表构思、设计、实现和运作，它以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程。

2 CDIO工程教育模式在C语言程序设计课程教学改革研究与实施

2.1 教材的改革

我院一直使用的是谭浩强教授的《C语言程序设计》一书，该书覆盖面非常广泛，在规定的课时内很难讲完书中内容。教师常常是采用“满堂灌”的教学方式，繁多琐碎的知识点让学生很容易产生厌倦心理。为了激发学生的学习兴趣，教材应该采用新颖的导入方式，入门简单，案例丰富，实践性强，自始至终能够牵引学生的学习兴趣。我们选取《C语言程序设计项目教程》。该书的主要特点是：将CDIO教学理念深入落实到C语言程序设计课程的教学过程中，它不仅承载着课程和项目的教学内容，而且贯穿和体现着CDIO改革的教育教学思想、策略与方法，是在系统化理论的指导下将知识、能力、素质培养进行一体化设计，有机融合在教材体系中。教材的编写采取了全新的CDIO教育教学理念、模式、方法与规范，以能力培养为主线，以案例教学为引导，以项目为载体，从而降低了学习C语言的门槛，很容易上手。 同时将一个完整的项目贯穿于教学过程中，强化知识的同时让学生了解项目的开发过程和基本方法。

2.2 教学内容分为三部分，以项目教学为主

在课堂教学时，教学内容分为三部分，基础能力部分以计算器为例，要求实现加法、减法、乘法、除法求余、累加、阶乘、阶乘累加等功能，让学生接触程序基本结构、数据类型、程序设计的三种基本结构、函数等编程基本概念，而不去过分追求知识的系统化和细节化。初级应用能力部分以学生成绩管理系统1.0编写为例，要求能够实现成绩的录入、能够实现成绩的输出、能够进行成绩查询，能够排序以及对口令验证的改造。引入数组和字符串的知识，重点讲解如何使用数组和字符串，强调知识的应用，并巩固练习第一阶段的分支和循环等知识。高级应用能力部分以学生成绩管理系统2.0编写为例，编写输入函数，实现每个学生基本信息的输入；学生基本信息的输出，能够进行成绩查询，能够排序，汇总统计，口令验证等模块，要求用一维数组来存储模块引入更复杂的构造类型―结构体，让学生掌握如何用结构体数组来解决较复杂的实际问题，并能够举一反三，解决其他相近的实际问题。

2.3 教学方法的改革

采用新教学理念以使CDIO体现在教学实践中，首先主要表现在以学生为中心的新观念，突出强调“主动学习”；其次表现在教师在教学活动中积极引导学生主动学习、实践动手，在这过程中学生发现问题，思考问题，解决问题，以增强学生分析问题解决问题的能力；再次，实验课教师必须由任课教师担任，将实验课程内容和课本内容协调统筹安排，增强实验课的趣味性，兼顾知识性，使学生主动动手增强对专业的兴趣，通过这样的方式，补足学生能力差的短板；最后是要对学生团队合作精神、沟通能力、表达能力大力培养，以适应当代科学研究和技术开发的需要。在课堂教学上，在讲授学科知识点的同时，也要讲授学科和章节的背景知识，使学生逐渐明确所学知识在整个学科体系中的位置和作用，这样有助于学生完善自身知识体系，当学生意识到这一点时，学习就具有很大的能动性。在实验课堂上，要求学生提前预习实验内容，理解实验原理和所涉及的知识点，有助于实验的顺利进行。在实验过程中，训练学生实践动手能力的同时培养学生的团队合作的意义，试验完成以后，要求学生通过实验报告总结实验过程，对比理论值和实际值得差异，分析其原因，培养学生创新能力，学习和发现新知识的能力。

2.4 师资队伍的改革

为了保证教学改革的顺利实施，不仅要求具备合理的结构、稳定的人员、比较高的教学水平、良好的教学效果条件外，而且要组织教师集体研讨和进行教学观摩，邀请企业家和工程教育专家对教师进行培训，组织各级项目的指导培训和教学研讨活动，努力把教学和实践有机结合，把最新的研究成果、新技术引入教学，融于教学。

2.5 考核方式的改革

建立多元化的考核体系，取消原来的只以笔试考核为衡量成绩的机制，把平时的项目实践能力和团队合作精神纳入成绩的占比。比如可以考虑平时的项目实践能力和团队合作精神占40%，笔试占30%，机试占30%。

3 教学效果

C语言课程经过了几次完整的教学实践，在以下几方面取得了积极的效果。

3.1 学生的学习动机明显明确

在最近的教学中，由于学生带着任务去主动学习，自觉地探索和应用相关知识，强烈的求知欲冲击了以往上课的不良现象。

3.2 读程序、编程能力有了明显提高

由于实践与理论知识相结合，使学生在做中学，学中做，老师从原来的主角转换到现在的配角，主要负责指导，在现场实施因材施教，学生充分发挥主体作用，遇到问题能够在老师的帮助下及时得到解决。

3.3 小學期的课程设计质量有大幅度的提高

由于学生从一学期的开始就接受设计任务，经过共同探讨，共同去发现解决问题的关键，创建整个项目的开发思路，提高动手能力和解决问题的能力。因此，在最后的小学期设计阶段，大部分同学能轻而易举地完成任务，而且质量较高。

4 总结语

作为我院首批卓越工程师试点课程，C语言程序设计目前只是尝试，存在不少问题，例如缺乏一体化的教学实验等等，但是尽管如此，我们的尝试可以成为本试点专业的其他课程的先例，也可以为其它专业的课程改革提供参考依据。

【参考文献】

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[2]李迎秋.C语言程序设计项目教程[M].大连：东软电子出版社，2013.

[3]郭小勤，曹广中.基于项目的CDIO理念在课程教学中的应用[J].实验科学与技术，2010，8（3）：83-85.

[4]孔垂柳，田地.基于程序设计思想的C语言教学方案[J].吉林大学学报（信息科学版），2005，23（8）：5-6.

[5]谭浩强.C程序设计[M].3版.北京：清华大学出版社，2005.

[责任编辑：田吉捷]