基于CDIO的C语言课程设计的研究与改革

文／丁华

摘要：以CDIO工程教育理念为指导，结合我院C语言课程设计的教学现状，对课程设计的教学模式进行研究与改革，详细阐述课程设计教学改革的具体措施。教学实践结果表明，教学改革拓展学生的思路，激发学生的学习兴趣，提高学生综合实践的能力和创新能力．

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关键词 ：CDIO；C语言；课程设计

CDIO（Conceive－Design－Implement－Operate）[1]是近几年来国际工程教育改革的最新成果，目前已经在全世界几十所著名大学得到了应用。CDIO教育模式与传统的课堂教育有着明显差异，是为学生提供一种强调工程基础的、建立在真实世界的产品和系统的构思－设计－实现－运行（CDIO）过程的背景环境基础上的工程教育，使学生毕业后能够熟练掌握技术基础知识，领导和参与新产品和新系统的开发和运行，了解技术的研究与发展对社会的重要性和战略影响。C语言课程具有一定的工程应用背景，是目前计算机类专业的一门重要的专业基础课，作者结合我院C语言课程设计的实际教学情况，以提高学生的职业能力为目标，以CDIO设计理念为导向，将案例演示、问题驱动、实际应用和项目化教学进行整合，旨在对教学的各个环节继续研究和改革，有效地提高教学质量。

1、C语言课程教学现状

C语言这门课程在我们系各个专业均有开设，属于专业基础课。通过这门课程的学习，主要是让学生建立清晰的程序开发思想，掌握相关的程序设计技巧和方法，培养学生分析问题解决问题的能力。在以往的教学中，这门课程存在诸多问题，主要表现在以下四个方面：

（1）入门困难，学生普遍反映语法繁多，概念抽象，还要动手编程，在一定程度上可能会产生畏惧心理。

（2）教师过多注重理论知识讲解，往往忽略程序设计思想的培养。

（3）教学模式枯燥，教师立足语法本身，学生分析问题解决问题的能力培养方面很少涉及。

（4）考试形式单一，不能全面了解学生能力，不能满足工作需要。

2、基于CDIO模式的课程设计改革措施

2.1 课程设计理念的改革

在课程设计理念方面，我们引入了CDIO这一创新型高等教育模式，其培养大纲对毕业生从四个层面做出要求。首先在工程系统方面，要求对学生的知识技能进行强化；在个体能力方面，要求在教学中渗透学生职业能力以及职业素养的培养；另外，我们还需要在教学中以工作过程为导向，以典型的工作任务为载体，培养学生人际团队协作能力，第四个层面即构思-设计-运行-实现，是CDIO的核心所在，为我们的课程设计思路提供了参考。具体来讲，就是课题组和企业合作共同完成对工作任务的分析和整合，这可以理解为“构思阶段”；接下来，是课程标准的制定，整体设计单元设计以及校本教材的开发，这个阶段归为“设计阶段”，之后，就是具体的课堂实施阶段，当然，还要对课程进行不断的改进，由此看来，CDIO的理念渗透到了课程设计的各个环节当中，对课程设计起到了重要的指导作用。

2.2 课程设计教学模式的改革

C语言课程设计由于其自身较强的实践性，特别符合CDIO工程教育理念倡导的“做中学”和“基于项目的教育和学习”[2]，在整个教学过程中应坚持“教学做”一体化的原则，增加主动学习和动手实践。教师在这一过程中承担起主导的作用，帮助学生建立起清晰的程序开发思想，掌握基本的程序设计方法和技巧，培养学生形成分析问题解决问题的方法，即怎样从生活中的实际案例出发，形成一套从构造问题到分析问题，最终解决问题的思路。

首先在任务导入阶段，教师负责提出任务，对任务的效果进行演示，学生通过观看演示效果，明确本次任务的学习目标（包括能力目标、知识目标以及素质目标）和学习内容。在接下来的方案制定阶段，教师需要就工作任务中所涉及到的知识点以及重点难点进行讲解，教师可以让学生进行程序的模拟练习，学生在练习过程中可以完成知识的前期储备，为后续独立完成任务打下基础。探究讨论和即时训练阶段要求学生以小组为单位共同探讨任务的实施过程，安装所选择的C编译器，了解使用的界面和操作方法，并采用截图的办法将其记录在任务书的过程记录中，并进行文字的归纳，在此过程中，教师需要参与到小组讨论中，给予学生全面的指导和过程监控。最后，在任务检查评价以及归纳总结阶段，各小组需要上交完整的程序代码、模块流程图以及功能说明文档，教师挑选小组进行成果展示，组织学生对学生任务进行互评、查错，当学生互评完成后，教师对学生任务进行点评，肯定学生实现任务的采用的新方法并提示学生任务中出现的普遍问题。

2.3 课程设计教学方法的改革

工程项目教学法由以教师为主体转变为以学生为主体，由以课本为中心转变为以“项目”为中心，由以学习理论知识为中心转变为以实际操作为中心，其实在一定程度上就是CDIO教育理念所提倡的在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面上进行综合培养的教学模式。例如我们在C语言教学中可以采用任务驱动教学方法。学习情境采用任务驱动法进行实施，每位学生的每项工作任务必须正确完成，才能进行到下一个任务，在工作任务的驱动和全程任务考核评价的监控下，培养学生作风严谨和坚持不懈的职业责任感。另外还可以采用自学法。C语言程序的构成初步理解比较难，教材上列举简单的例子，教师在课堂也讲授一些例子，学生不一定能够理解，需要慢慢适应，因此要求学生课后自学，教师进行指导。再者，项目教学法，即先练后讲，先学后教，强调学生的自主学习，主动参与，从尝试入手，从练习开始，调动学生学习的主动性、创造性、积极性等，学生唱“主角”，而老师转为“配角”，实现了教师角色的换位，有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养。

2.4 课程设计考核方式的改革

基于CDIO工程教育理念的课程设计的改革，主要目的是实现学生对工程系统的构思、设计、实施和运作，建立以往教学模式中缺乏的工程价值观，激发学生的学习兴趣，转变学生的学习态度，培养学生的个人能力，将项目设计考核纳入综合评定中，打破单一传统考核方式，做到不仅考理论，同时还要考实际能力。因此，基于以上原则，采用期末考核与过程考核相结合的方式。过程考核也就是项目考核，每完成一个项目，就要作出相应的评价，通过提高过程考核所占比例，有利于激发学生的学习兴趣，提升学习效果，更能体现“以学生为主，以教师为辅，以能力为根本”的指导思想。其中，过程考核占课程总分的60%，结果考核占课程总分的40%。过程考核由教师评价、学生自评价以及小组互评三部分组成。通过学生自评，可以让学生体验到自身的存在对他人和对社会的价值；通过互评，可以培养学生倾听、尊重、分享、悦纳的情感态度。

3、结束语

本文提出的基于CDIO工程教育模式的C语言课程设计的改革，打破以往传统课程设计的教学模式，能够较好地渗透CDIO“构思—设计—运行—实现”的指导思想，通过案例和项目将知识点融入到教学当中，按照项目化的要求设计标准化的授课教案，以项目经验为学习目标，注重培养学生的学术能力、职业能力以及团队协作能力。实践证明，课程设计的改革取得较好的成果，学生普遍反映课程设计效果有很大提高。

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参考文献：

[1] 王硕旺，洪成文.CDIO美国麻省理工学院工程教育的经典模式：基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究2009（28）4：116-119.

[2] 于波，李阳阳．CDIO工程教育模式在Windows CE嵌入式系统教学中的应用研究[J]．大庆社会科学，2010（6）：145－147．

[3] 顾佩华，沈民奋，陆小华 译.重新认识工程教育：国际CDIO培养模式与方法[M].北京：高等教育出版社，2009.

作者简介：

丁华，陕西交通职业技术学院教师，研究方向：计算机应用。