基于CDIO 的“.NET 程序设计”课程改革探索

高 源

（天津中德应用技术大学软件与通讯学院 天津 300310）

1 CDIO 工程教育模式

工程技术人才的培养直接决定工程技术的水平和发展的速度，决定国家的工业竞争力。目前，我国的工程教育规模已居世界第一。但是，我国的工程教育在高等教育大众化以及社会经济快速发展、转型的背景下，仍显滞后。CDIO 作为当今国际高等工程教育的一种创新模式，自2008 年在部分高校启动试点教学以来，得到了广泛推广。

2 CDIO 教育模式对编程类课程改革的启示

借鉴CDIO 工程教育培养模式，通过创新实践教学模式，使学生在编程类实践课程的学习过程中逐渐由原来的 “要我做”的观念，转变为“我要做”的主动学习的观念，实现以“三层次两结合”实践教学模式为手段，以提高工程实践能力和创新能力为目标的教学改革，具体内容为：

2.1 理论教学与软件工程实践紧密结合

以往理论课单独讲解有广度而无深度，学生学起来感到头绪多、概念多、内容枯燥，教学效果不理想。改革后的理论课与工程实践结合更加紧密，引入实际工程案例，向学生展示软件编制的全过程，使学生对课程整体有一个全面的认识，同时结合具体案例学习新知识，使学生对知识的理解更加透彻。部分课堂授课效果不理想的理论内容，通过有目的性的设置实践内容，引导学生在实践中自己发现问题，探讨问题，然后教师讲解相关理论知识，从而解决问题，达到更好的教学效果。

2.2 构建“三层次两结合”实践教学模式

以.NET 程序设计为例，传统的实践教学模式，大多采用师傅教徒弟的方法，指导老师依靠演示的方式让学生观摩，学生动手机会减少，只能按照基本模式编写一个简单的小程序，比如计算器，学生完全处于一种被动学习状态。在此，我们以“.NET 程序设计”为改革突破口，构建更加合理的实践教学模式。具体做法是：按照内容由简单到复杂，能力由弱到强的思路，将学生的实践能力培养划分为三个层次，同时，利用自制教学软件将课内外培养相结合、工程素质和个人综合素质培养相结合，从而形成“三层次两结合”的实践教学模式。

三层次为：

（1）基本技能层：在教师讲解和演示的同时，学生边听边模仿，掌握单项技能，达到夯实学生的基本操作技能和实际动手能力的目的。

（2）综合应用能力层：以学生实际操作为主，教师指导为辅。这一层次，学生要能够将基本操作技能综合应用起来，能够做到按照详细设计计划制定软件编写顺序，并编写各个模块。教师有目的性的设置实践项目，引导学生在实践中发现问题，解决问题。

（3）设计创新能力层：教师给定设计条件和目标，以学生为主体，自行结成小组，设计各模块，画出流程图，制定模块接口和详细说明，讨论可行性，编写出成品，并进行展示。同时鼓励学生参加各类创新科技活动和工程大赛等。

两结合为：

（1）课内课外相结合：充分发挥好课外实践活动的作用，加强课内外实践的结合，创造条件使学生参加课外科技活动、社团活动和社会实践活动，发挥学生实践的主动性，培养学生系统性、综合性、创新性等工程意识和团队精神以及组织协调能力。

（2）工程素质和个人综合素质相结合：学生不仅要有扎实的专业知识和工程实践能力，而且要具备一定的工程伦理意识和个人综合素质。在实习过程中引导学生树立质量、环境、创新意识，培养学生求真、求实的工作作风，通过分组设计锻炼学生的沟通协调能力和组织管理能力。

2.3 改革课程考核方式

“.NET 程序设计”是一门以实践为主的课程，但实践离不开理论的指导，因此理论和实践的考核都必不可少，但以实践考核为主。实践部分的考核采取更为灵活的方式，以考察学生的个人动手能力、团队协作能力和设计创新能力。考核内容包括作品展示、作品陈述和能力体现三部分。我们研究并制定了多样化课程考核方式，这有利于突出课程的教学重点，有利于促进学生实践能力与理论素养的融会贯通和双重提高，从而有利于培养兼具基础理论和实践能力的应用型专业人才。

3 基于CDIO 理念的.NET 程序设计课程改革的实践

3.1 理论课部分

在进行讲解之前，首先展示一个案例，由往届学生编写的带有动画效果的只有少量代码的小程序，从而成功吸引学生的兴趣，并建立初步的自信。正式开始讲课后，部分课堂授课效果不理想的理论内容，学生学起来感到概念多、内容枯燥，教学效果不理想的，可以有目的的设置实践内容，例如为了让学生理解类和对象的关系，安排给学生一个汽车类的案例，然后引导学生利用这个类在界面上生成若干个新的对象，并在学生代码的引导下，进行运动等等，此时再由教师结合这一具体现象向学生讲解类和对象的概念，与课堂单独讲解相比较，学生更易掌握。

3.2 实习部分

采用“三层次两结合”的实践教学模式。

（1）合理课内实践教学内容，充分利用课内时间。首先安排学生进行第一层次训练，练习.NET 程序设计的基本操作技能，夯实基本技能和动手能力；继而进行第二层次训练，由学生自由结组，4 人一小组，按照给定设计思路先制定各个模块的设计思路，画出具体流程图，由教师指导其可行性，并由学生编写各个模块。在这一过程中，教师也要有目的性的设置实践内容，引导学生发现问题，如某些方法的重载，学生很难理解并灵活运用，如果以项目需求来引导学生自己将问题解决，则可以充分锻炼学生的综合应用能力，以及在实践中发现问题，并使用理论知识解决问题的能力。

第三层次为设计创新能力层，在由教师引导完成程序的基本功能以后，由学生自由结组，自行发挥想象，设计出该软件的其他拓展功能，并编程实现，最后做展示。在这一层次中，没有给学生过多的限制条件，学生从源头开始设计，创新空间非常大，积极性很高。在具体实施过程中，结成小组的学生，首先讨论设计方案，并确定具体编程实现使用哪些技术，撰写设计报告。设计工作完成后，各组进行汇报答辩，阐述其设计创意、作品功能、具体实施过程，由教师进行指导，获得通过的方案继续实施，存在问题的方案再做修改。通过这样一个“构思-设计-实践-运行”的全过程，各组学生完成了自己的设计并编制软件。学生在这一过程中，将以往学过的基础课内容与实践充分结合起来，锻炼了学生的学习能力、组织能力、创新能力和团队协作能力。

（2）有效利用课外时间，鼓励学生参与各类实践活动。课内设计方案较多的小组，课下可利用社团活动，进行更加详细的程序设计，学院组织的各个社团自开放以来由学生自主管理和维护，轮流值班，给学生提供一个自由交流学习共同进步的空间。

在教改的实践中，我们还鼓励学生利用课外时间多多参与各类实践活动和各类科技竞赛，如学校组织的科技立项、新工科竞赛等，并尽量给学生提供各种便利条件帮助学生进行课外科技创新。

3.3 考核方法

对于实践部分的考核，我们采取了更为灵活的全方位多层次的考核方式。将实践总成绩分为设计和实做两部分，各占分数的30%和70%。其中，实做成绩以学生编写的程序为准，教师按严格的评分标准评分；设计成绩要由学生向全班做设计汇报，汇报形式为撰写设计报告并以PPT 形式讲解，汇报内容包括作品的设计创意、程序说明（功能、使用说明）、具体实施的方法及程序演示。设计成绩由学生和教师一起评分，重点从作品展示、作品陈述和能力体现三个方面评估。

这种新的考核方法，不仅检验了学生的动手操作能力，而且更加锻炼了学生的设计创新能力、团队协作能力、与人交往能力、学习能力及管理能力。