基于CDIO理念的《VB程序設(shè)計(jì)》教學(xué)改革

王紅亮+劉文怡+牛曉麗

摘要：本文在分析VB程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)現(xiàn)狀和問(wèn)題的基礎(chǔ)上，結(jié)合VB程序設(shè)計(jì)的課程特點(diǎn)和CDIO人才培養(yǎng)理念，開(kāi)展VB程序設(shè)計(jì)課程改革，提出了具體的改革措施，教學(xué)實(shí)踐證明，教學(xué)改革取得了良好的效果。本文的改革措施可以推廣到其他課程的教學(xué)改革中，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：CDIO;VB程序設(shè)計(jì);教學(xué)改革

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2015）25-0126-03

Visual Basic程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最適合初級(jí)編程者學(xué)習(xí)使用的、國(guó)內(nèi)外最流行的高級(jí)語(yǔ)言之一，是一種可視化的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，是設(shè)計(jì)Windows應(yīng)用程序的重要工具。它具有易于入門(mén)和掌握、通俗易懂、使用方便、功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，可以激發(fā)學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)編程的興趣，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的工程能力和創(chuàng)新能力。不僅是計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生，非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)的學(xué)生同樣應(yīng)當(dāng)學(xué)習(xí)并掌握計(jì)算機(jī)高級(jí)程序設(shè)計(jì)。要使學(xué)生掌握程序設(shè)計(jì)方法，并學(xué)會(huì)利用程序設(shè)計(jì)方法解決實(shí)際應(yīng)用問(wèn)題，既需要基礎(chǔ)理論知識(shí)，也需要實(shí)踐操作能力。這就使得VB程序設(shè)計(jì)的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)不能完全采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，如何培養(yǎng)學(xué)生的工程開(kāi)發(fā)能力，如何提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力等等，是廣大計(jì)算機(jī)教育工作者面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。針對(duì)這個(gè)難題，廣大計(jì)算機(jī)教育工作者不斷改革教學(xué)模式、教學(xué)方法和教學(xué)內(nèi)容等，致力于提高教學(xué)質(zhì)量和效果。

CDIO是一種國(guó)際化高等工程教育的創(chuàng)新模式，是由麻省理工學(xué)院（MIT）等四所大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的一整套工程教育理念和實(shí)施體系。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。[1-8]這種模式不僅注重培養(yǎng)學(xué)生扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)知識(shí)，更關(guān)注團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)，并通過(guò)“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目的教育和學(xué)習(xí)”的教學(xué)模式培養(yǎng)既有扎實(shí)的專(zhuān)業(yè)技能，又有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力的國(guó)際化工程師。我國(guó)高等工科教育的迫切任務(wù)是盡快培養(yǎng)與國(guó)際接軌的中國(guó)工程師，然而我國(guó)工科的教育實(shí)踐中還存在不少問(wèn)題，如重理論輕實(shí)踐、強(qiáng)調(diào)個(gè)人學(xué)術(shù)能力而忽視團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神、重視知識(shí)學(xué)習(xí)而輕視開(kāi)拓創(chuàng)新的培養(yǎng)等問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)都表明CDIO“做中學(xué)”的理念和方法是先進(jìn)可行的，適合工科教育教學(xué)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)的改革。[1-5]

因此，為了提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，為了提高學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力和創(chuàng)新能力，并使學(xué)生具備解決實(shí)際問(wèn)題的能力，教師必須對(duì)現(xiàn)有的教學(xué)方法進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到良好的教學(xué)效果。這些能力的培養(yǎng)完全符合CDIO工程教育模式的要求，因此針對(duì)VB程序設(shè)計(jì)的教學(xué)現(xiàn)狀，以CDIO人才培養(yǎng)理念開(kāi)展教學(xué)改革具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和指導(dǎo)作用。

一、課程教學(xué)現(xiàn)狀和問(wèn)題分析

由于受到傳統(tǒng)教學(xué)模式的影響，在VB程序設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程中，重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象普遍存在，導(dǎo)致學(xué)生缺乏學(xué)習(xí)的積極性，實(shí)踐能力和實(shí)際應(yīng)用能力得不到提高，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。以往的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)表明，很多學(xué)生學(xué)完課程之后并沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的效果，不能將學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐，或無(wú)法將知識(shí)點(diǎn)連成知識(shí)面進(jìn)而形成知識(shí)體系。在過(guò)去的教學(xué)中，主要采用“教師講，學(xué)生聽(tīng)”的模式，教師只注重基本語(yǔ)句和語(yǔ)法的講解，學(xué)生只是被動(dòng)地接受，缺乏對(duì)所學(xué)課程的整體把握和整體應(yīng)用。這種模式限制了學(xué)生的思路，學(xué)生只能在教師思路的引導(dǎo)下思考，無(wú)法滿足個(gè)性化的學(xué)習(xí)要求。而且這種灌輸式的教學(xué)模式，會(huì)使學(xué)生感到內(nèi)容乏味枯燥，不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性，甚至出現(xiàn)厭學(xué)現(xiàn)象。導(dǎo)致學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐時(shí)，感到?jīng)]有頭緒、無(wú)從下手等情況。這種教學(xué)模式無(wú)法使學(xué)生真正掌握編程方法，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，更不要說(shuō)對(duì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和創(chuàng)新精神的培養(yǎng)。

目前，教學(xué)中存在的問(wèn)題主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1.傳統(tǒng)教學(xué)模式影響教學(xué)效果;

2.教學(xué)方法單一，缺乏吸引力;

3.教學(xué)內(nèi)容安排不合理;

4.實(shí)驗(yàn)教學(xué)不適應(yīng)能力培養(yǎng)的要求;

5.課程評(píng)價(jià)中考核內(nèi)容單一，缺少對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的評(píng)價(jià)。

二、基于CDIO理念的教學(xué)改革

（一）課堂教學(xué)改革

CDIO工程教育模式是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)。[1，6]在教學(xué)方法上，樹(shù)立“以學(xué)生為中心”的新觀念，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。教師要預(yù)先明確所授課程在本專(zhuān)業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中的地位和作用，以及學(xué)生學(xué)習(xí)本課程應(yīng)該掌握的知識(shí)和能力、教學(xué)中安排豐富的綜合性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生自己動(dòng)手和全身心投入，增強(qiáng)概念學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的培養(yǎng)，建立和加強(qiáng)學(xué)習(xí)反饋機(jī)制。[2，6]在這種教學(xué)模式下，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教師是教學(xué)的主導(dǎo)，學(xué)生在合作完成實(shí)際項(xiàng)目過(guò)程中學(xué)習(xí)必備的知識(shí)，發(fā)揮各自的創(chuàng)新潛能，鍛煉學(xué)生的綜合能力，提高個(gè)人的綜合素質(zhì)。[6]

基于這種教學(xué)模式，結(jié)合多年的教學(xué)體會(huì)和工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，本文提出一種問(wèn)題引導(dǎo)、知識(shí)講解、案例驅(qū)動(dòng)、動(dòng)手實(shí)踐、分組討論、綜合評(píng)價(jià)等相互結(jié)合滲透的師生互動(dòng)的課堂教學(xué)模式。首先，教師要讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)本次課程后，可以解決哪些問(wèn)題，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，向?qū)W生提出問(wèn)題，做簡(jiǎn)單分析后，說(shuō)明解決問(wèn)題所需要的知識(shí)，先讓學(xué)生自己了解這些知識(shí)，然后有針對(duì)性地對(duì)重點(diǎn)和難點(diǎn)進(jìn)行講解，結(jié)合所講知識(shí)要點(diǎn)，設(shè)計(jì)教學(xué)案例，讓學(xué)生設(shè)計(jì)解決方案，并動(dòng)手實(shí)現(xiàn)，并與學(xué)生一起分析討論這些解決方案，最后進(jìn)行總結(jié)和評(píng)價(jià)。在進(jìn)行課堂教學(xué)時(shí)，需要特別注意以下幾方面：

1.要精心梳理教學(xué)內(nèi)容，合理安排。VB程序設(shè)計(jì)課程中涉及到的知識(shí)點(diǎn)很多，教師在上課前，要對(duì)這些知識(shí)點(diǎn)分類(lèi)整理，明確重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)于簡(jiǎn)單易懂的知識(shí)，可以以學(xué)生自學(xué)為主，對(duì)于同類(lèi)的知識(shí)點(diǎn)，可以通過(guò)講解典型性的內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，觸類(lèi)旁通。只有這樣，才能在有限的課時(shí)內(nèi)，循序漸進(jìn)地向?qū)W生傳授更多的知識(shí)和程序設(shè)計(jì)方法，使學(xué)生掌握學(xué)習(xí)方法，以后可以自學(xué)所需的內(nèi)容。endprint

2.要充分了解學(xué)生的知識(shí)背景。教師在上課時(shí)，要根據(jù)學(xué)生的知識(shí)背景和教學(xué)內(nèi)容，明確哪些知識(shí)學(xué)生通過(guò)自學(xué)可以理解，哪些知識(shí)是難點(diǎn)，需要教師詳細(xì)講解。設(shè)計(jì)案例時(shí)，也要考慮學(xué)生的知識(shí)背景，基礎(chǔ)性的案例讓學(xué)生自主解決，綜合復(fù)雜的案例要引導(dǎo)學(xué)生，與學(xué)生一起分析解決。設(shè)計(jì)問(wèn)題時(shí)更要結(jié)合學(xué)生的知識(shí)背景，否則學(xué)生無(wú)法理解。

3.要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、實(shí)踐欲望，使其有成就感。在教學(xué)中，不僅要讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)VB是“有用”的，而且在學(xué)習(xí)過(guò)程中要讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)VB是一件有趣的、很有成就感的事情。在上課時(shí)，通過(guò)問(wèn)題啟發(fā)、案例驅(qū)動(dòng)、動(dòng)手實(shí)踐、分組討論等方法要讓學(xué)生主動(dòng)地學(xué)習(xí)，積極地動(dòng)手練習(xí)，讓每個(gè)學(xué)生都能自主解決問(wèn)題，產(chǎn)生成就感，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

4.要設(shè)計(jì)豐富多樣、針對(duì)性強(qiáng)的教學(xué)案例。設(shè)計(jì)合適的教學(xué)案例是實(shí)現(xiàn)本文所提課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵內(nèi)容和難點(diǎn)。設(shè)計(jì)教學(xué)案例時(shí)要結(jié)合學(xué)生的已有知識(shí)，要聯(lián)系實(shí)際生活，還要考慮如何提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣等，這就給教學(xué)案例設(shè)計(jì)增加了難度和復(fù)雜性。在設(shè)計(jì)案例時(shí)，既要結(jié)合核心知識(shí)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)型案例，又要聯(lián)系實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用型案例，還要綜合所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)較復(fù)雜的綜合型案例，也要為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力設(shè)計(jì)一些創(chuàng)新型案例等等。只有設(shè)計(jì)出豐富多樣、針對(duì)性強(qiáng)的教學(xué)案例，才能激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，并激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維。在教學(xué)過(guò)程中，要不斷豐富、優(yōu)化教學(xué)案例，可以建立分種類(lèi)、有層次的教學(xué)案例庫(kù)，并定期更新。

（二）實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)運(yùn)用能力、動(dòng)手能力、解決實(shí)際問(wèn)題能力的重要環(huán)節(jié)。VB程序設(shè)計(jì)是一門(mén)融知識(shí)性與技能性于一體，邏輯分析和實(shí)踐操作性都很強(qiáng)的課程。6]以往的教學(xué)模式偏重于理論知識(shí)的講解，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)關(guān)注不夠。實(shí)驗(yàn)課時(shí)遠(yuǎn)少于理論課時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、缺乏吸引性，無(wú)法激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的興趣。針對(duì)這些問(wèn)題，本課程組在教學(xué)過(guò)程中，實(shí)踐與理論并重，增加了實(shí)驗(yàn)課時(shí)，設(shè)計(jì)了分層次、多樣化的實(shí)驗(yàn)案例。把實(shí)驗(yàn)案例分為基礎(chǔ)型、設(shè)計(jì)型、綜合型、創(chuàng)新型等幾種，實(shí)驗(yàn)案例融合了VB基礎(chǔ)知識(shí)、學(xué)生專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)和實(shí)際應(yīng)用。根據(jù)內(nèi)容安排，采用學(xué)生自選實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的靈活方式，有些是必須做的實(shí)驗(yàn)，有些是可選的實(shí)驗(yàn)，甚至可以根據(jù)要求，學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)案例;有些是需要獨(dú)自完成，有些是需要多人共同完成。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，學(xué)生分組討論實(shí)驗(yàn)方案，分析問(wèn)題，優(yōu)化后進(jìn)行總結(jié)，最后進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)案例，進(jìn)一步培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，使學(xué)生產(chǎn)生成就感，提高學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的自信心，讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)也不是高不可攀的難事，并激發(fā)了學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)的熱情。

（三）課外作業(yè)改革

以往的課外作業(yè)都是針對(duì)VB基礎(chǔ)知識(shí)的書(shū)面練習(xí)題，以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的記憶掌握，并不能讓學(xué)生真正學(xué)會(huì)編程，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用能力。結(jié)合CDIO工程教育理念，本課程組在教學(xué)過(guò)程中，采用一種靈活的方式布置課外作業(yè)，學(xué)生可以去做書(shū)面練習(xí)題，可以去做實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有選做的實(shí)驗(yàn)案例，也可以針對(duì)所學(xué)知識(shí)，通過(guò)查閱資料，自行設(shè)計(jì)案例，自行分析并解決?？梢元?dú)自完成，也可以多人共同完成。通過(guò)這種靈活的作業(yè)方式，培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，在相互合作中，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。

（四）考核模式改革

傳統(tǒng)學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)主要考核學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況，無(wú)法考核學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，考試成績(jī)往往不能體現(xiàn)對(duì)學(xué)習(xí)過(guò)程的整體評(píng)價(jià)，針對(duì)這些不足，本課程組在實(shí)施時(shí)，研究了CDIO模型理念的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式，以“過(guò)程”為基礎(chǔ)開(kāi)展，關(guān)注知識(shí)、技能的學(xué)習(xí)過(guò)程，關(guān)注實(shí)踐環(huán)節(jié)及工程應(yīng)用能力，力求知識(shí)與能力的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。改革了考試內(nèi)容與形式，把考試內(nèi)容的重點(diǎn)放在了知識(shí)的應(yīng)用能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力上，而不再是考核基礎(chǔ)知識(shí)的“記憶”，并把案例考核、實(shí)踐環(huán)節(jié)等融入到最終的考核成績(jī)中，為了考核學(xué)生的實(shí)際編程能力，還在期末進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的上機(jī)編程考試，但目前這些考核內(nèi)容在最終的考核成績(jī)中所占比例偏小，改革力度不夠大，有待進(jìn)一步研究并完善學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)方式。

三、教學(xué)改革實(shí)施情況

經(jīng)過(guò)五年的探索和研究，本課程組不斷學(xué)習(xí)領(lǐng)會(huì)CDIO工程教育模式，把CDIO工程教育理念融入到VB程序設(shè)計(jì)的各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)中。在我校電子科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)、微電子學(xué)專(zhuān)業(yè)實(shí)施了改革方案。

在改革之初，由于部分教師習(xí)慣于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，再加上對(duì)CDIO工程教育理念理解不夠深入，在開(kāi)展課堂教學(xué)改革時(shí)，感到有些不適應(yīng)。以往上課前的備課主要體現(xiàn)在教案和課件，主要圍繞教學(xué)大綱和教材進(jìn)行。實(shí)施改革后，備課要準(zhǔn)備大量的材料，要設(shè)計(jì)各種教學(xué)案例，課堂上還要不斷與學(xué)生互動(dòng)，還要根據(jù)實(shí)際情況，靈活調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與方法。如果教學(xué)內(nèi)容準(zhǔn)備不夠充分，教學(xué)案例設(shè)計(jì)不夠合理，問(wèn)題設(shè)計(jì)啟發(fā)性不強(qiáng)等，課堂教學(xué)就會(huì)出現(xiàn)內(nèi)容銜接不流暢、學(xué)生積極性不高等問(wèn)題，進(jìn)而影響課堂教學(xué)效果。教師首先要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)觀念，積極改革教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法，才能保證教學(xué)改革的順利開(kāi)展。

隨著改革的不斷深入，教師們逐漸發(fā)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，參與課堂討論的積極性也很高，無(wú)形之中堅(jiān)定了教師們進(jìn)行教學(xué)改革的決心，提高了教師參與改革的積極性，并適應(yīng)了新的教學(xué)模式和教學(xué)方法。

四、結(jié)語(yǔ)

以CDIO工程教育理念為指導(dǎo)，開(kāi)展VB程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革取得了良好的教學(xué)效果，提高了教學(xué)質(zhì)量。相比于改革之前，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、動(dòng)手實(shí)踐能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力得到了提高，培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，并進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

開(kāi)展CDIO工程教育改革，要結(jié)合各個(gè)學(xué)校的實(shí)際情況，要考慮學(xué)科專(zhuān)業(yè)的要求，也要針對(duì)具體課程的特點(diǎn)。改革不是一朝一夕的事情，也不可能一蹴而就、一帆風(fēng)順。隨著對(duì)CDIO工程教育理念理解的不斷加深，改革措施定會(huì)不斷更新和完善。

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