基于CDIO模式的《面向对象程序设计――C#》教学改革

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摘 要：CDIO是一种先进的、国际化的高等工程教学理念,注重培养学生的基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力.本文基于CDIO理念,将《面向对象程序设计》课程融入实际工程项目进行教学改革.从教学内容、教学方法、考核方法三个大方面提出一些改革探讨.

关 键 词 ：CDIO 面向对象程序设计 教学改革

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1673-9795（2013）08（a）-0151-02

CDIO代表构思Conceive、设计Design、实施Implement和运行Operate.它是由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学合作开发的一整套工程教育理念和实施.它是一种先进的教育理念和人才培养模式.CDIO以项目研发到项目运行的生命周期为载体,让学生能积极主动的在工程与课程有机联系的方式中学习工程.CDIO注重以实际项目的运行生命周期为载体,着力培养学生的工程能力、团队协作能力.

《面向对象程序设计》是计算机专业的一门专业必修课程,课程具有很强的实践性.本课程在学习了《C语言程序设计》的基础上,主要介绍C#语言的基本语法和面向对象的基本概念,掌握C#特有的面向对象技术,培养学生的面向对象编程思想和兴趣,训练学生编程的实战能力.为后续课程的学习和以后面向对象编程类语言的自学奠定坚实的基础.

1.课程教学现状分析

《面向对象程序设计―― C#》是笔者所在学校计算机信息管理专业的专业课程,在几年的教学过程中,总结发现课程还存在一些问题.

1.1 教学内容

该课程教学内容包含了C#语言的基本语法和面向对象的基本概念及VS编程环境的使用,由于课程的课时原因,很难详细细致地讲解每个知识点.虽然近年在教学内容组织上做了改进,采用了任务形式组织知识点.但是每个任务均较独立,相互没有联系.学生在学习过程中感觉知识点多且零散,不能很好地了解各知识点之间的关联.

1.2 实践内容

由于本身课程知识点的设置缺少了关联度,导致在实践过程中,教师讲解和布置的实践内容也成为了相对独立的程序.实训练习基本是每个知识点对应一个独立的实训题目,每个实训题目彼此孤立.学生在实践过程中只是单一的练习某个指定知识技能点,体会不到系统解决实际工程的过程和方法,无法提高解决实际工程的能力.

1.3 教学过程

传统的教学以“教”为主,教师在整个教学过程中作为主角,占用大量课题时间,学生以被动学为主,被动填鸭.教师的教学目标更多的放在学生编程能力的培养和提高上,往往忽视了学生团队协作能力的培养.这样的教学过程中,学生的学习积极性和主动性没有被充分调用,团队协作与沟通交流能力没有得到重视.

2.基于CDIO的课程教学改革实践

在培养学生编程能力的同时,以全生命周期的项目开发形式为载体进行学习与实践,培养学生多方面的能力.本着重点培养学生分析、解决工程实际问题的能力和学生团队协作能力的原则,对《面向对象程序设计―― C#》课程从教学载体、教学组织教学方法、评价体系等四方面进行了教学改革,构建课程的新的教学模式.

2.1 基于项目的学习内容调整

CDIO教学模式将引导学生基于工程项目的全生命周期进行学习,以具体项目作为学习和掌握技能的载体.结合课程的学习目标和课程特点,以及学生的实际情况,我们设计了“书店管理系统”作为课程的载体.该系统包括：书店营业额统计、书店应收账款统计等模块.课程的各知识点都有机的融入到整个项目开发的各个模块中.

课程在第一周教学时,就下达项目设计的任务书,给出项目应具备的基本功能.让学生在课程开始时就能置身于实际的项目开发氛围中,深切地体会一下软件产品从构思、设计、实施到运行的全生命周期过程.学生能在整个项目开发的过程中自主学习并掌握项目多关联的知识点和项目开发技能.

2.2 教学组织改革

为了将CDIO教学理念深度地融入到课堂教学中,完全的理论课教学将被完全摒弃,而是将理论知识和实践教学紧密结合,在实训的过程中逐一学习理论知识点,力求能让学生做到“做中学”.

教师根据学生的学习能力和掌握知识的实际情况,将学生分成3人一组的项目小组.在团队学习过程中,能更有效地锻炼学生的协作精神和沟通能力.同时,也减少了单个学生在项目进行过程中的屏障,能够相互学习、相互讨论,加强学习的动力和兴趣.

课程在组织实施中基本采用CDIO理念,通过软件工程的“需求分析、项目设计、项目实施”和“项目调试维护”四个阶段来完成课程的任务,如图1所示.

（1）需求分析（C）.

需求分析是项目开始的起点.需求分析能让学生准确地了解到“项目系统需要实现什么功能”.教学过程开始时,教师首先与学生一起对项目进行需求分析,结合给定的任务书,确定目标系统必须具备的功能.教师根据功能需求提出完成项目所的需要掌握的知识点和需要具备的实训能力.在这个过程中,教师将带领学生一起构建出基础知识框架,为实现项目训练促进能力培养奠定基础,同时也全面了解了整门课程的知识架构.

（2）项目设计（D）.

设计阶段分“概要设计”和“详细设计”两个阶段.概要设计是要确定项目系统总体解决方案,分析项目的业务流程,设计出系统的模块结构,分析出实体和ER图,设计好数据库结构；详细设计阶段要在概要设计的基础上具体给出详细解决方案.

（3）项目实施（I）.

项目实施是在整个项目生命周期中进行“编码”阶段.在这个阶段,项目小组就需要按照需求分析时确定的目标和设计的方法,用代码来完成项目任务.这个阶段是整个课程的中心阶段,在这个阶段中,学生将在项目实现的过程中掌握课程的核心知识和技能. （4）项目调试实施（O）.

项目调试实施阶段是在项目基本完成后对项目进行运行检验,进行简单测试.在项目调试实施过程中能及时发现错误或不足,进一步完善项目.在项目完成情况较好,知识点掌握比较好的之后,项目小组可以自主讨论添加一些扩展功能.这个过程能让学生对自己掌握的知识点和技能点进行一次初步检查,并及时改进.另外,在扩展功能过程中,更好地发挥了学生的主观能动性.

2.3 教学方法

在教学环节上,将知识讲解、技能演示、技能练习、实际项目操作贯穿于整个教学过重之中,将理论讲解完全融入到实践操作中.

基于CDIO理念的教学活动中,将以学生为主导,教师作为整个教学活动的引导者,以项目的生命周期过程作为教学驱动和载体,引导学生主动学习,学生将在项目的实施过程中学习和掌握理论知识和实践技能,并在定期交流中分享学习收获和实践成果,从而提升学生的学习能力和协同工作的能力.整个教学过程分成三大块：（1）课前准备：教师将在工程项目中涉及到的知识点设计教学案例、分派给学生任务书,学生做出相应的需求分析；（2）课堂教学：以具体的工程项目为载体,在具体实践操作过程中讲解技能要点,学生通过实践掌握相关技能；在一个功能点基本实现时,开展成果展示交流,技术讨论；（3）课后练习：学生的项目小组按照《项目工作任务书》进行项目的实现,将课堂学习的知识点和技能点进行巩固.

2.4 考核方式改革

课程的原有的考核方式为平时成绩、实践成绩和理论成绩,比例分别为2∶3∶5.理论考试为学院统一组织的笔试考试,必须保持原有状态.我们重点对实践成绩考核进行改革.实践成绩将对学生的课后实践大作业进行考核.学生以小组为单位完成的实践大作业进行成功演示,并进行现场答辩.根据项目完成的情况和每个组员在团队中发挥的作用和工作量进行综合考评,给出最终实践成绩.以往的实践考核是利用随堂时间进行,考核到学生的知识点比较有限,也缺乏项目性.新的考核方式,能更全面看出学生的项目解决能力、协调工作能力和语言表达能力,更具有全面性,更能体现出学生的实际能力.

3.结语

在《面向对象程序设计》课程中引入CDIO的教学模式,借助于实际项目,能针对高职学生的特点,将教学重点放在技能培训上,能有效地激发学生的学习动力和积极性,能提高学生理论应用能力和协同工作能力.今后,我们还将不断努力,更细致准确的完善课程改革的每一个环节,努力培养学生的工程项目实施能力,并积极将这种教学方法的成功之处扩展到所有类似的程序设计类课程中.