基于CDIO理念的Java程序设计课程教学改革与实践

杨明 李丹 刘露 郭愫愫

摘要：Java程序设计课程是一门实践性很强的专业核心课程，注重理论高度的同时也注重实践能力的培养，本文以CDIO背景为指导，采用多种教学手段，多种考核方式相结合的方式，进行项目化教学，针对课程特点，进行教学改革，创设职业情境，强调团队协作，增强学生分析问题、解决问题的能力。

关键词：CDIO;项目化教学;教学改革

引言

结合就业、社会发展需求，综合以往三年的就业数据，Java工程师是就业岗位需求量最多的，Java语言使用量是最大的，因此Java程序设计作为“计算机科学与技术”领域，专业教育方向的核心课程，在整个专业教育领域中显得尤为重要。传统的授课方式以教材的编排顺序作为授课进程的依据，这样的授课方式使得知识点零散，学生学习后往往不知如何使用，实践效果不佳。Java程序设计作为计算机科学与技术专业的重要课程，为了能培养更好的应用型人才、更符合人才培养方案的培养目标，对该课程进行了教学改革[1]。

1.    国内Java课程教学存在的问题

（1）     知识体系

整个讲授进程、授课内容以一本教材为主，教学内容与社会实践脱钩，不能很好的适应社会需求。

（2）     教学方式

教学以理论讲授为主，辅以上机练习;上机多以验证性练习为主，不能将理论与实践很好的结合。

（3）     教学手段

教学以理论讲授为主，同时由文字PPT课件辅助教学，教学手段单一乏味。

（4）     考核方式

通常以期末试卷考核作为成绩评定的主要标准，该考核方式不能全面反应学生的综合能力。

2.    教学改革研究

2.1  基于CDIO理念的课程架构

CDIO[5]模式作为近年来国际工程教育改革的最新成果，是“做中学”[4]和“基于项目教育和学习”的集中概括和抽象表达，它以工程项目从研发到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。基于CDIO背景，将Java程序设计课程进行改革。

2.2  教学方法改革

本课程以工程项目为引导，以校企合作单位的真实项目为载体，培养学生团队协作能力。并以CDIO理念为指导，充分发挥学生的主观能动性，将学生作为主体，教师充分调动学生的积极性，通过适度引导，使学生成为课堂活动的主力军。转变传统教学观念，将传统教学方式进行调整。本课程共64学时，其中理论48学时，上机16学时，打破理论讲授与上机实践的界线，将上机实践与理论讲授有机融合，在“做中学”，在“学中练”。理论需要实践来验证，实践需要理论来支撑。本课程分别从理论和实践教学两方面进行课程改革。

2.2.1      理论教学改革

以CDIO的理念为背景，将子项目设计引入到理论课堂。改变传统教学中知识体系零散，所学不知如何使用的状况。以项目为中心[2]，將所有知识点进行打散，重新梳理，将校企合作单位当前应用较多的项目，作为课程讲授背景项目。以该项目为主线引导，串联相关知识点，并进行任务分解，将零散知识点分散到项目设计中。每次课进行一个子项目学习与设计，课下进行扩展项目设计训练。

（1）     子项目设计。以学生为主体，将知识点融合到子项目设计中，进行相应设计，使学生边学边做[3]，将该阶段里的知识点融会贯通。

（2）     扩展项目设计。将所学知识整合，利用课上所学内容，进行扩展项目设计，充分体现学生自主创新设计、分析问题、解决问题等能力。

2.2.2      实践教学改革

实践教学以自主选题、题库备选题目为主，以软件工程的思想，将完整项目进行分割，每次课完成一个子项目。课程以小组分工合作方式进行，最终实践课程结束时，学生所在小组将完成一个完整的项目。

（1）     课前根据学生人数，将学生以5-8人进行分组，每组选出负责的组长。

（2）     每节课前发布上机任务，由组长进行任务分配，保证每个人的工作量大体一致。

（3）     每节课后，组长会为组员打分，10分制。组员会互相打分10分制。

（4）     最后一次课，小组会将子项目组合成一个完整项目，进行答辩并演示。教师根据每个学生的分工任务、完成情况、演示效果以及答辩情况进行打分。

2.3  教学方法与手段改革

结合专业以及课程特点，教学方法和手段采用多种形式相结合的方式，进行课程教学。通过信息化和网络平台教学手段进行全方位教学。

（1）     充分利用信息化教学手段进行教学。

1）  制作交互式教学辅助课件，帮助学生更好的预习、复习。交互式课件，可以更充分调动学生学习的积极性以及学习兴趣，课下及时复习，并通过反复学习巩固相关知识点。

2）  利用多媒体录制课程课节的微视频，供学生反复观看，同时对观看以及回看的数据，进行采集、统计与分析。

（2）     充分利用网络平台进行教学。

1）  利用网络技术手段，在超星泛雅平台进行在线授课[6]，通过共享屏幕、点人答题、实时讨论、翻转课堂等多种方式，进行课程讲授。提高学生学习的兴趣和注意力。

2）  利用网络平台，进行作业提交、测验等自主式评阅系统，学生按要求提交相应答案后便可查看自己成绩。通过检查、修改作业，提高知识掌握水平，提升总成绩。

2.4  考核方式改革

考核方式以多种考核方式相结合的方式进行，包括平时考核、项目考核、期末考核三部分。加大實践过程考核比例同时，又有理论知识考核，全方位考核学生的各项能力指标。

平时考核由出勤、讨论、作业、回答问题等情况的实际分数构成。占总成绩40%。

项目考核由实践教学每次子任务的完成情况、小组成员互评分、组长评分、演示和答辩等实际分数构成。占总成绩的40%。

期末考核由期末试卷构成，主要考核学生的理论知识掌握程度以及基本应用。占总成绩的20%。

该考核方式，既考查平时学生上课的状态，又对实践的团队协作、问题解决、动手能力进行评分，同时对理论知识的理解和掌握进行考核。全方位考核学生对知识掌握和运用的熟练程度。

3.    总结

从改革与实践的尝试可以看出，学生通过大量的实践与理论的结合，动手能力明显提高了，理论知识的掌握和运用明显熟练了。CDIO教育理念贯穿到课程的整个改革之中，旨在提高学生创新能力、团队分工合作能力、解决问题、处理问题以及人际沟通能力等，社会极需求的计算机专业人才理应具备的综合能力，达到与社会需求接轨的目的。

参考文献：

[1]   Flash动画制作课程教改的思考与实践[J].杨明.黑龙江科技信息.2017.（1）

[2]   企业级WEB开发课程改革探索[J].杨明.计算机产品与流通.2018.（8）：152

[3]   PMO-CDIO工程教育综合实践教学模式的探索与实践[J].蔡丽萍，凌杰，林立，曾章瑞.实验室科学.2017.No.20（3）：132-136

[4]   基于CDIO-OBE的《HTML5+CSS3网页设计》课堂教学改革探析[J].朱锦晶.当代教育实践与教学研究.2020.13：114-115.

[5]   基于CDIO的创新型教育模式在应用型高校数学课程改革中的应用研究[J].高珊珊.知识经济.2020.19：93-94.

[6《]Java程序设计》课程教学改革的探讨[J].卢嫣，丁雄.湖南涉外经济学院学报.2019，3：25-28.

作者简介：

杨明，女，1981.01，汉族，辽宁，硕士研究生，讲师，研究方向：嵌入式系统应用、高等教育。

课题项目：本文系沈阳城市建设学院2019年校级重点课程《Java程序设计》的研究成果