CDIO理念下的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教材改革與實(shí)踐

劉志敏，寧振剛，申艷光

（河北工程大學(xué) 信電學(xué)院，河北 邯鄲 056038）

CDIO工程教育模式是近年來(lái)國(guó)際工程教育改革的最新成果，它在培養(yǎng)大綱上將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面，大綱要求以綜合培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。而教材建設(shè)是保證和提高教學(xué)質(zhì)量的重要支柱，是體現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法的知識(shí)載體，是貫徹落實(shí)培養(yǎng)大綱的重要基礎(chǔ)。所以，探索和建設(shè)適應(yīng)新世紀(jì)高等院校，培養(yǎng)具有CDIO理念的創(chuàng)新型人才所需要的配套教材有著重要意義。為此，在CDIO工程理念下，筆者對(duì)我校大一非計(jì)算機(jī)專業(yè)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教材建設(shè)方面進(jìn)行了一系列有效的改革和實(shí)踐，取得了較好的效果。

一、統(tǒng)一教師對(duì)CDIO的認(rèn)識(shí)

研究與理解CDIO內(nèi)涵，明確大工程理念的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)目標(biāo)。CDIO代表構(gòu)思（Conceive）、設(shè)計(jì)（Design）、實(shí)現(xiàn)（Implement）和運(yùn)作（Operate），它以產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行的生命周期為載體，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。在校各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)的幫助下，計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教研室人員從2009年3月開(kāi)始，開(kāi)展了一系列CDIO教研學(xué)習(xí)活動(dòng)，明確了人才培養(yǎng)目標(biāo)，統(tǒng)一了教師CDIO教學(xué)指導(dǎo)思想。大家認(rèn)識(shí)到CDIO工程教育模式是實(shí)現(xiàn)大工程育人理念的有效途徑；而計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程是我校非計(jì)算機(jī)專業(yè)大一學(xué)生的必修課，從大一就讓學(xué)生樹(shù)立大工程學(xué)習(xí)的理念，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

二、CDIO理念下的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程教材改革內(nèi)容設(shè)計(jì)

通過(guò)對(duì)CDIO大綱的學(xué)習(xí)，教材編寫人員在課程體系和內(nèi)容編排上，根據(jù)大一學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)知識(shí)掌握程度的不同，提出了 3個(gè)層面的要求，分別是在基礎(chǔ)知識(shí)層面上，要保持內(nèi)容知識(shí)的完整性、系統(tǒng)性、連續(xù)性；立足培養(yǎng)學(xué)生的計(jì)算機(jī)基本技能，使學(xué)生打下較為扎實(shí)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)作好鋪墊；突出基本應(yīng)用，使知識(shí)服務(wù)于生活，回歸于生活。在綜合應(yīng)用層面上，突出教學(xué)內(nèi)容與工程實(shí)踐相結(jié)合，著眼計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的工程應(yīng)用，使學(xué)生樹(shù)立工程理念及完成工程所需要的基本素質(zhì)。在知識(shí)應(yīng)用拓展層面上，引導(dǎo)學(xué)生自主式、探究式學(xué)習(xí)，使學(xué)生樹(shù)立終身學(xué)習(xí)的思想。

三、CDIO理念下的教材改革內(nèi)容設(shè)計(jì)實(shí)施

在CDIO理念下，根據(jù)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程特點(diǎn)，為貫徹落實(shí)CDIO培養(yǎng)大綱，教材內(nèi)容從幾方面進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)施：

（一）融入CDIO理念，采用新的教學(xué)四部曲

教材采用“項(xiàng)目要求——項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)——項(xiàng)目進(jìn)階——項(xiàng)目交流”教學(xué)四部曲的項(xiàng)目化教學(xué)模式，用項(xiàng)目引領(lǐng)教學(xué)內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)了理論與實(shí)踐相結(jié)合，突出了對(duì)學(xué)生基本技能、實(shí)際操作能力及工程師職業(yè)能力的培養(yǎng)，符合學(xué)生思維的構(gòu)建方式。通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)獲取知識(shí)（自主學(xué)習(xí)）、共享知識(shí)（團(tuán)隊(duì)合作）、運(yùn)用知識(shí)（解決問(wèn)題）、總結(jié)知識(shí)（技術(shù)創(chuàng)新）和傳播知識(shí)（溝通交流）的能力與素質(zhì)，訓(xùn)練其職業(yè)道德修養(yǎng)和社會(huì)責(zé)任意識(shí)，提高學(xué)生認(rèn)知能力。

（二）多角度培養(yǎng)了學(xué)生工程能力

圍繞現(xiàn)代工程師應(yīng)具備的素質(zhì)要求，利用“想想議議”、“項(xiàng)目進(jìn)階”、“項(xiàng)目交流”、“角色模擬”、“分析與認(rèn)證”、“能力拓展與訓(xùn)練”、“問(wèn)題卡片”、“綜合項(xiàng)目”等欄目多方面多角度培養(yǎng)學(xué)生工程能力，包括終身學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)工作和交流能力、在社會(huì)及企業(yè)環(huán)境下建造產(chǎn)品的系統(tǒng)能力等。

（三）貼近學(xué)生生活，倡導(dǎo)“快樂(lè)學(xué)習(xí)”理念

教材精選貼近學(xué)生生活具趣味性和實(shí)用性的項(xiàng)目實(shí)例，如“我們的足跡”、“求職檔案”等，按照教學(xué)規(guī)律和學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，將知識(shí)點(diǎn)融于項(xiàng)目實(shí)例中。

（四）強(qiáng)調(diào)人文素質(zhì)培養(yǎng)

每章后附有“你我共勉”等名人名言，旨在培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)態(tài)度和職業(yè)道德。

總之，教材的編寫，在適度的基礎(chǔ)知識(shí)與理論體系覆蓋下，突出了CDIO工程教育的教學(xué)方法，注重了教材的實(shí)踐性，基礎(chǔ)性，保持了先進(jìn)性，達(dá)到了“教師易教，學(xué)生樂(lè)學(xué)，技能實(shí)用”的目標(biāo)。

（五）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)

多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的結(jié)合，把教師對(duì)教學(xué)的設(shè)計(jì)思想與多媒體技術(shù)以及人機(jī)交互統(tǒng)籌考慮，通過(guò)校園網(wǎng)將教室、實(shí)驗(yàn)室等連在一起，將教學(xué)信息開(kāi)放化，打破固定時(shí)間的限制，使教育形式不再有地域和空間的限制，是一種多樣化、開(kāi)放式的教學(xué)模式。多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式，繼承了傳統(tǒng)教學(xué)模式的師生可交互的優(yōu)點(diǎn)，克服了傳統(tǒng)教學(xué)模式滿堂灌的缺點(diǎn)，有利于學(xué)生自主學(xué)習(xí)，增加學(xué)習(xí)興趣；有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)速度。

從2010年9月起，教研室陸續(xù)出版了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課項(xiàng)目教程和實(shí)訓(xùn)教程，作為全校所有非計(jì)算機(jī)專業(yè)的大一教學(xué)用書，實(shí)現(xiàn)了全新教學(xué)模式，改變了傳統(tǒng)的平鋪直敘滿堂灌的教學(xué)方法?，F(xiàn)在每位教師都能靈活運(yùn)用、層層深入地開(kāi)展基于CDIO模式的教學(xué)。同時(shí)教材編寫人員每學(xué)期都要面向教師和學(xué)生開(kāi)展教材使用效果調(diào)查問(wèn)卷活動(dòng)，同時(shí)以書面實(shí)踐檢驗(yàn)報(bào)告形式向?qū)W生所在學(xué)院及該院專家教授征詢對(duì)教材的使用效果的意見(jiàn)，再根據(jù)回收的調(diào)查問(wèn)卷和實(shí)踐檢驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行結(jié)果分析，提出進(jìn)一步改進(jìn)意見(jiàn)。

與此同時(shí)，教材編寫人員為了輔助同學(xué)們課外學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，配合教材進(jìn)行CDIO能力拓展，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作、項(xiàng)目設(shè)計(jì)與創(chuàng)新能力，還開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò)課程，如《CDIO計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)學(xué)習(xí)園地》等。

四、CDIO理念下的學(xué)生考核評(píng)價(jià)方法

基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)的教學(xué)目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和創(chuàng)新能力。項(xiàng)目可以由學(xué)生提出，完成目標(biāo)由學(xué)生和老師共同指定，而考核應(yīng)該基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)效果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)自評(píng)、互評(píng)等形式，參考學(xué)生在項(xiàng)目中的作用，分享知識(shí)的能力，負(fù)責(zé)部分項(xiàng)目的完成質(zhì)量等，制定科學(xué)的評(píng)價(jià)方式，以保護(hù)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的熱情，提高人才質(zhì)量。學(xué)生考核評(píng)價(jià)方法如下：

⑴課堂考核＝項(xiàng)目成績(jī)×40%+其它×10%。其中，項(xiàng)目成績(jī)包括組內(nèi)評(píng)價(jià)和教師評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)指標(biāo)包括基本知識(shí)掌握程度×20%+分析解決問(wèn)題和獨(dú)立完成能力×5%+創(chuàng)新性和實(shí)用性×5%+合作精神×5%+興趣、自信心、語(yǔ)言表達(dá)能力×5%；其它是指出勤×5%+書面作業(yè)×5%。

⑵實(shí)驗(yàn)考核：是指期末基本能力上機(jī)測(cè)試分?jǐn)?shù)及每次實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)等實(shí)驗(yàn)情況的總成績(jī)。

總成績(jī)＝課堂考核×50%+實(shí)驗(yàn)成績(jī)×50%，由教師綜合給出分?jǐn)?shù)或優(yōu)、良、中、 及格和不及格五種等級(jí)。

五、CDIO理念下的教學(xué)效果

CDIO理念下的教材，通過(guò)我校四年使用，在教學(xué)過(guò)程中很好地在大工程理念下實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生的CDIO能力培養(yǎng)。以《計(jì)算機(jī)文化基礎(chǔ)》課程為例：如宣傳我的家鄉(xiāng)的Word作品、PPT作品；數(shù)據(jù)處理方面的Excel作品；網(wǎng)頁(yè)制作方面Web作品；以團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)的綜合項(xiàng)目應(yīng)用——宣傳我的家鄉(xiāng)、我們的足跡等為主題的網(wǎng)站作品。經(jīng)過(guò)項(xiàng)目訓(xùn)練的學(xué)生，理論聯(lián)系實(shí)際的計(jì)算機(jī)應(yīng)用實(shí)踐能力有了明顯提高，出現(xiàn)了許多優(yōu)秀作品。同時(shí)，優(yōu)秀作品在課堂上給同學(xué)們展示，這樣帶動(dòng)了其他同學(xué)的學(xué)習(xí)興趣，作品沒(méi)有得到優(yōu)秀的同學(xué)繼續(xù)完善自已的作品，競(jìng)相爭(zhēng)取使自已的作品得優(yōu)秀，消除了學(xué)生的惰性心理。為了鼓勵(lì)和激發(fā)同學(xué)們的學(xué)習(xí)熱情，教研室還自制獎(jiǎng)狀給網(wǎng)站制作優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)頒發(fā)項(xiàng)目?jī)?yōu)秀獎(jiǎng)。

總之，通過(guò)CDIO項(xiàng)目教學(xué)，同學(xué)們計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程的結(jié)課成績(jī)有了明顯提高，據(jù)統(tǒng)計(jì)每班優(yōu)秀率為40%左右，尤其是項(xiàng)目成績(jī)每班優(yōu)秀率約為90%。

六、結(jié)束語(yǔ)

我校應(yīng)用CDIO教學(xué)模式改革計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)系列課程的實(shí)踐只有四年的時(shí)間，且在大學(xué)一年級(jí)學(xué)生中進(jìn)行，同學(xué)們?cè)谕瓿身?xiàng)目的過(guò)程中有效地提高了動(dòng)手能力和利用計(jì)算機(jī)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。在計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生對(duì)基于CDIO理念的項(xiàng)目學(xué)習(xí)課程模式表現(xiàn)了很高的學(xué)習(xí)熱情，對(duì)項(xiàng)目的運(yùn)作過(guò)程有了親身體驗(yàn)，鍛煉了多方面的能力，尤其提高了溝通和協(xié)作能力。可以預(yù)期，通過(guò)教學(xué)模式的改革，學(xué)生對(duì)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)會(huì)有很大的幫助；經(jīng)過(guò)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)的畢業(yè)生會(huì)在人生之路中走得更遠(yuǎn)。

[1]申艷光，劉志敏.大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)項(xiàng)目教程[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[2]寧振剛，劉志敏.大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.

[3]宋愛(ài)平.優(yōu)化實(shí)踐教學(xué)提高學(xué)生創(chuàng)新能力[J].中國(guó)大學(xué)教學(xué)，2005(10):36-37.

[4]張貴煒.基于大工程理念的河北省工科院校師資隊(duì)伍建設(shè)初探[J].河北工程大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2012(2):71-74.