基于CDIO的计算机应用型实践教学体系研究与实践

1、 基于CDIO的计算机应用型实践教学体系研究与实践 摘要本文在深入理解CDIO工程教育教学模式的基础之上，对计算机专业实践教学体系进行建设，通过采用基于“项目驱动”的实践方式，深化了学生对理论知识的认识，使学生具备开发实际工程系统的能力，并培养了学生解决实际问题的能力、创新能力和团队合作精神。实践证明，这是一种行之有效的实践教学模式。关键词CDIO 实践教学 项目驱动G642A 引言据资料显示，2010年中国软件产业存在至少40万软件人才缺口，并且这个缺口还在以每年20%左右的速度增长。而另一方面，据国家人事部公布的数据显示，近几年来的高校毕业生初次就业率仅为70%左右。在软件行业出现的这种“

2、毕业生找工作难，软件企业求才难”的人才供需两难的局面，主要是由于传统学科体系过度强调理论，轻视实践；只注重知识的培养，而没有对技能、品质和素质的提高引起足够的重视所导致的。由于受到传统教育教学理念的束缚，实验课程在设置上，往往依附在具体的理论课程中，实验内容以验证性、演示实验为主；教学方式上以教师为中心，大多采用：灌输式教学法。教师在整个实践教学过程中处于中心地位，很大程度上学生只是被动地跟着老师的思路去学习实验方法和技能,难以发挥和培养学生的“知识应用能力”和“创新能力”。目前，大多院校非常重视实践教学，实践教学与理论教学学时比例平均在48：52左右，专业课达到甚至超过了1：1。在实践学时等

3、条件予以保证的前提下，如何组织实践教学，达到“知识应用能力”的培养目标，就显得尤为重要1-2。为了培养学生的应用能力、创新能力，满足社会对“应用型本科”人才的要求，应该对目前的实践教学方法进行创新。针对我国目前IT教育培养现状，国内一些院校积极开展工程教育改革探索和实践，其中最重要的实践之一是引入了国际上先进的工程教育改革成果CDIO工程教育理念3。本文以提高学生软件开发实践能力和创新意识为目的，结合多年教学经验和先进的CDIO教育理念，探讨项目驱动教学法在计算机专业实践教学中的应用，创建了符合计算机专业应用型要求的实践教学体系。一、实践教学体系的基本思想1.CDIO教育模式CDIO（Conc

4、eive，Design，Implement，Operate）是一种新型工程教育模式。它作为一种指导工程教育人才培养模式改革的教育观念和方法论体系，以构思、设计、实施以及运作全过程为载体来培养学生的工程能力4，符合现代工程技术人才培养的一般规律，已经成为国际工程教育的通用模式。CDIO强调工程实践教学的重要性，强调培养学生主动学习和动手实践的能力，以及分析问题和解决问题的能力，强调培养学生职业技能和道德，以及团队协作和交流5。这些要求充分体现在我们研究的实践教学体系的改革与实践之中。2.项目驱动教学模式项目驱动教学法起源于20世纪80年代的德国，是一种建立在建构主义学习理论基础上的、有别于传统教

5、学的新型教学法。建构既是对新知识的理解和掌握，同时又包含对原有经验和知识的改造和重组，综合形成新的知识结构。该方法提倡以学生为中心，教师在整个过程中起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用。项目驱动模式教学能够较好地激发学生的学习兴趣和求知欲望，培养学生自主学习和分析问题、解决问题的能力。在教学上采取以案例为指导，所有课程都围绕项目进行，让学生在“做中学”，着重解决实际问题，培养熟悉软件工业标准流程，具有承担软件开发业务的复合型人才。二、实践教学体系的构建1.实践教学体系框架依据软件人才培养目标和规格，将项目驱动的教学理念融入其中，建立了基于CDIO教育模式的实践教学体系，如图1所示，实践教学体

6、系按照能力培养的渐进规律，设计相对应的项目实训内容，划分为初级、中级和高级三个层次6-7，通过多种实践教学环节的配合，构成了分层次、多模块化的实践体系框架。图1：实验教学体系框架示意图初级层次包含课程实验与课程设计，其中课程实验贯穿整个学期，配合该门课程各个环节的学习而设置，而课程设计则安排在短学期，考察对该门课程整体掌握的情况，着重是对基本技能的训练。中级层次包含项目实训，实施专业特色培养，是对学生进行工程能力培养的主体，通过项目实训，大大提升了学生的软件设计综合能力8-10。高级层次包含企业实习和毕业设计，着重培养学生综合实践能力与创新能力。此外，“大学生创新性实验计划”贯穿整个实践教学过

7、程中，我们积极引导学生申请校级、省级和国家级大学生创新性实验计划课题，坚持学生的主体地位，实施过程监控，保证项目的实施质量。并鼓励学生对项目科研成果进行及时整理，总结发表科研论文或者申请专利。二、具体实施手段（1） 加强实验室建设针对实验室现状，进行管理体制和运行机制的改革，加强专业实验室、硬件实验室和开放实验室的建设与管理，使之成为学生从事各类课程实验和创新活动的主要场所，也成为教学和科研的重要场所。具体建设中，以工程化培养理念为指导思想，以系统软件、CASE工具、开发工具为核心，组建.NET、J2EE、Linux、ARM以及Web开发等等的集成开发环境，搭建各种演示平台，为实践教学提供有力

8、的保障。（2）搭建实践创新平台实践教学强调对学生的实践能力和创新能力的培养，实践在大学生成长的过程中尤为重要。为此，我院带领入学新生到软件园进行认识实习，定期聘请企业软件工程师或软件架构师开展专题讲座，组织学生走访成功校友，鼓励学生参加校级、省级乃至国家级软件设计大赛、电脑作品大赛等等，为学生参加科研、社会实践和创新活动搭建了平台。（3）建立科研兴趣小组我院很多教师都有自己的科研实验室，进行某个科研方向的研究。为了让学生参与到教师的实际科研活动中去，在各个科研实验室建立科研兴趣小组，支持本科生进入项目组参与实际项目的研发。由指导教师进行课题介绍和任务分配，并在技术上给予相应的指导，逐步培养学生

9、自主的软件开发能力和科研水平。（4）校企联合积极联系软件企业与学校合作，将部分学生以小组形式分批送到合作企业实习，使学生可以从中体验到企业开发项目的流程、规范，学习做事的方法、良好的习惯，更深层次的感悟团队合作的重要性，提高就业竞争力。三、实践效果通过基于CDIO教育模式的计算机专业应用型实践教学体系的构建和实施，目前我院已经成立程序设计小组20多个，2010年获得省级奖励27次，国家级奖励6次；2011年获得省级奖励45次，国家级奖励8次。尤其在2011年软件专业人才开发与设计大赛全国总决赛中，我校一年级学生和全国各高校高年级学生同场竞技，一举获得两项全国二等奖。通过参加实际科研项目，培养了

10、学生较强的自学能力和独立操作技能，激发了学生的求知欲和全面思考问题的能力。表1给出了我院计算机专业近三届学生参加科研项目的人数和比例。表1：学生参加科研项目信息统计四、结论本文的研究内容已于2010年开始在我院计算机专业实施，经过两年多的努力，基于CDIO教育模式的实践教学体系已经逐步趋于完善，在应用型本科人才培养方面已经取得了良好的效果，不仅提高了学生的实践能力，还在一定程度上训练了学生就业能力和职业迁徙能力，学生综合素质得到了明显的提升，就业情况趋于好转，缩短了与社会和企业的磨合时间。教师在实践教学及科研方面得到了锻炼，提高了教师素质。综上所述，基于CDIO教育模式的计算机专业应用型实践教

11、学体系，取得了良好的教学效果，得到了学生的普遍认可和好评，有效提升了计算机专业毕业生就业竞争力，并有效的实现了计算机专业人才培养与企业实际用人需求的无缝对接。Reference1李郁林.基于CDIO工程教育理念的计算机应用基础课程教学改革与探索J.现代计算机（专业版），2011，28：17-20.2康全礼，陆小华，熊光晶. CDIO大纲与工程创新型人才培养J.高等教育研究学报，2008，31（4）：15-18.3李曼丽.用历史解读CDIO及其应用前景J.清华大学教育研究，2008，29（5）：78-87.4查建中.工程教育改革战略“CDIO”与产学合作和国际化J.中国大学教育，2008（5）：16-19.5徐兵，孙海泉.T-CDIO课程体系的构建与实践J.高等工程教育研究，2009（2）：35-38.6顾学雍.联结理论与实践的CDIO清华大学创新性工程教育的探索J.高等工程教育研究，2009（1）：11-23.7查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式J.高等工程教育研究，2008（3）：1-9.8高莉.基于探究型