基于CDIO模式的非計(jì)算機(jī)專業(yè)《大學(xué)計(jì)算機(jī)》課程改革實(shí)踐

高原+汪瑾

【摘 要】結(jié)合桂林電子科技大學(xué)的教學(xué)實(shí)踐，闡述了以計(jì)算思維培養(yǎng)為核心，以CDIO項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模式為載體，以翻轉(zhuǎn)課堂、分類輔導(dǎo)等多樣化教學(xué)方法為輔助的非計(jì)算機(jī)專業(yè)《大學(xué)計(jì)算機(jī)》課程改革情況。

【關(guān)鍵詞】CDIO模式；大學(xué)計(jì)算機(jī)；計(jì)算思維

0 引言

《大學(xué)計(jì)算機(jī)》是大學(xué)非計(jì)算機(jī)專業(yè)本科生的第一門計(jì)算機(jī)課程。計(jì)算機(jī)技術(shù)與控制技術(shù)、電子線路、通信系統(tǒng)、模擬電子電路、數(shù)字電子電路、圖像處理、數(shù)學(xué)建模、單片機(jī)技術(shù)等一系列電子信息類專業(yè)課程都有著緊密而深厚的聯(lián)系，在高校基礎(chǔ)教育方面的重要性不言而喻。然而當(dāng)前，《大學(xué)計(jì)算機(jī)》課程逐漸演變成講授計(jì)算機(jī)的基本概念以及常用或流行軟件產(chǎn)品的使用指南，課程中文化的內(nèi)涵越來(lái)越少，基礎(chǔ)的內(nèi)涵越來(lái)越大，課程的開(kāi)設(shè)也受到越來(lái)越多的質(zhì)疑。

CDIO工程教育模式2001年由美國(guó)麻省理工學(xué)院聯(lián)合多所高校共同開(kāi)發(fā)，是當(dāng)前國(guó)際上比較成功的一種工程教育理念和實(shí)施體系。CDIO以項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向，工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)，以工程項(xiàng)目從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體，涵蓋構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作四個(gè)環(huán)節(jié)，圍繞項(xiàng)目設(shè)計(jì)將相關(guān)課程有機(jī)聯(lián)系起來(lái)，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，在知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用之間形成良性互動(dòng)[1-2]。與傳統(tǒng)意義上的“做中學(xué)”不同，CDIO有兩個(gè)明顯的特征：第一，是項(xiàng)目的設(shè)置帶有工程性、實(shí)用性，向生產(chǎn)實(shí)踐和社會(huì)需求回歸；第二，是在項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)后有一個(gè)總結(jié)和反思的過(guò)程，立足于實(shí)際項(xiàng)目，并進(jìn)一步生發(fā)，“去其形而取其神”，講貫通這些知識(shí)的思維及其實(shí)現(xiàn)方式，引導(dǎo)學(xué)生的普適思維，教會(huì)學(xué)生問(wèn)題求解思路與方法。CDIO的理念思想與當(dāng)前《大學(xué)計(jì)算機(jī)》課程改革所需任務(wù)驅(qū)動(dòng)的學(xué)習(xí)方式和由項(xiàng)目實(shí)踐而進(jìn)一步總結(jié)、升華形成的對(duì)電子信息素養(yǎng)的培養(yǎng)方向不謀而合，因此，在《大學(xué)計(jì)算機(jī)》教學(xué)，尤其是實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的教學(xué)中具有很強(qiáng)的應(yīng)用空間。

1 任務(wù)驅(qū)動(dòng)，推行CDIO項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)模式

當(dāng)前《大學(xué)計(jì)算機(jī)》課程多以講授“軟件及應(yīng)用”為主，軟件的時(shí)效性對(duì)課程的定位和評(píng)價(jià)產(chǎn)生了很大的影響。因此，必須突破傳統(tǒng)的“軟件使用指南”模式，引入CDIO理念，以實(shí)際應(yīng)用為背景構(gòu)建實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。實(shí)驗(yàn)課堂采用35人的小班化教學(xué)，并根據(jù)各專業(yè)學(xué)生不同的培養(yǎng)要求和學(xué)生能力差異，項(xiàng)目設(shè)置多層次難度選擇，實(shí)現(xiàn)因材施教：

1.1 基礎(chǔ)層次

分別針對(duì)Word、Excel、PPT、Access、photoshop、flash、Adobe Audition、DreamWeaver、Foxmail等核心內(nèi)容設(shè)計(jì)課題，使學(xué)生熟悉軟件環(huán)境，加深對(duì)各菜單和功能鍵的了解，通過(guò)簡(jiǎn)單作品的呈現(xiàn)激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。

1.2 綜合層次

以項(xiàng)目形式完成一個(gè)綜合性的作品。教師給出實(shí)驗(yàn)最終效果圖樣（如一張海報(bào)、一份電子板報(bào)、一份演示文稿等），由學(xué)生通過(guò)基礎(chǔ)層次多個(gè)模塊的綜合來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)定效果。這個(gè)環(huán)節(jié)主要是鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題、分解問(wèn)題的能力，使學(xué)生建立起系統(tǒng)的概念，懂得如何用基本模塊來(lái)構(gòu)造、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。教師適當(dāng)進(jìn)行點(diǎn)撥，鼓勵(lì)學(xué)生提出多種解決方案并根據(jù)操作復(fù)雜度和時(shí)間復(fù)雜度兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行方案優(yōu)劣比較，提高思維活躍度。

1.3 自主設(shè)計(jì)層次

教師給出一個(gè)選題的大致方向，例如，要求學(xué)生制作一份演示文稿，對(duì)一部影視作品（或一部小說(shuō)）進(jìn)行推介，要求綜合運(yùn)用以下技術(shù)：版式、母版、主題的運(yùn)用和修改；圖片、表格、藝術(shù)字、文本框等對(duì)象的插入；超鏈接、音頻及視頻的插入及設(shè)置；動(dòng)畫(huà)、切換效果和排練計(jì)時(shí)的設(shè)置等。項(xiàng)目的具體腳本內(nèi)容、設(shè)計(jì)方案、素材搜集、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、項(xiàng)目報(bào)告撰寫等均由學(xué)生自主確定并完成。選題要求思路新穎、目標(biāo)明確、具有創(chuàng)新性，鼓勵(lì)引入新技巧、新方法。自主創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目采用學(xué)生課堂展示、同學(xué)提問(wèn)、教師點(diǎn)評(píng)的形式進(jìn)行驗(yàn)收，使學(xué)生的審美能力、材料組織能力、創(chuàng)造想象能力和項(xiàng)目實(shí)施能力都得到鍛煉和提升。

2 “去其形而取其神”，著眼計(jì)算思維培養(yǎng)

從學(xué)生的思維培養(yǎng)角度出發(fā)，對(duì)《大學(xué)計(jì)算機(jī)》課程中的各模塊知識(shí)進(jìn)行挖掘，不但要講知識(shí)，更要講貫通這些知識(shí)的思維及其實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)課程思維性教學(xué)改革，由具體的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)講授提升到思維方式培養(yǎng)的高度，引導(dǎo)學(xué)生的計(jì)算思維，使各專業(yè)學(xué)生都能夠掌握基于計(jì)算技術(shù)的問(wèn)題求解思路與方法，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，為將來(lái)應(yīng)用計(jì)算手段進(jìn)行本學(xué)科的研究與創(chuàng)新奠定基礎(chǔ)。

例如，在《圖文混排》項(xiàng)目中，通過(guò)指導(dǎo)學(xué)生制作一張《飲食與健康》小報(bào)，讓學(xué)生全面掌握字體、段落及頁(yè)面設(shè)置、分欄、首字下沉與懸掛、對(duì)象設(shè)置（圖片、圖形、藝術(shù)字、文本框）、圖文混排、邊框底紋、格式刷的應(yīng)用等基本知識(shí)點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上針對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行知識(shí)拓展，強(qiáng)化學(xué)生解決具體問(wèn)題的能力。例如，針對(duì)素材圖片如何獲取問(wèn)題，拓展知識(shí)如下：1）網(wǎng)上搜索，講述網(wǎng)絡(luò)搜索引擎的用法及圖片下載的多種形式；2）屏幕截圖，介紹紅蜻蜓截圖軟件、QQ等聊天軟件截圖、Word2010自帶截圖功能、鍵盤自帶拷屏鍵截圖等多種方式。針對(duì)圖片的處理，拓展以下知識(shí)點(diǎn)：1）采用Word2010界面“圖片工具”中“格式”選項(xiàng)卡下的各種工具進(jìn)行摳圖、銳化、色調(diào)、飽和度、亮度和對(duì)比度調(diào)整，以及形成各種紋理化效果；2）介紹photoshop、美圖秀秀等常用圖片編輯軟件的功能及適用范圍[3]。針對(duì)排版問(wèn)題，介紹滿版型、骨骼型、中軸型、對(duì)稱型、分割型、中心型等十幾種常見(jiàn)版面設(shè)計(jì)風(fēng)格，培養(yǎng)學(xué)生審美能力和編輯設(shè)計(jì)能力。

3 百花齊放，實(shí)現(xiàn)教學(xué)方法多樣化

《大學(xué)計(jì)算機(jī)》課程內(nèi)容涵蓋信息表示、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、算法思維與程序設(shè)計(jì)、操作系統(tǒng)、常用辦公軟件、數(shù)據(jù)信息處理、多媒體信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全等多項(xiàng)內(nèi)容，有些是硬件方面的知識(shí)，有些則是純軟件的應(yīng)用；有些內(nèi)容對(duì)理論把握要求較高，有些則更注重實(shí)際操作。因此，在授課過(guò)程中，也應(yīng)當(dāng)針對(duì)各章內(nèi)容的特點(diǎn)，采用不同的教學(xué)方法，以達(dá)到最佳的教學(xué)效果，主要措施包括：1）實(shí)驗(yàn)部分實(shí)行項(xiàng)目形式，基本操作通過(guò)教學(xué)視頻由學(xué)生自主預(yù)習(xí)完成，課堂教學(xué)部分則要求運(yùn)用多種操作技能和方法，以項(xiàng)目形式完成一個(gè)綜合性的作品，培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)運(yùn)用知識(shí)的能力。2）打破教師“滿堂灌”，實(shí)行重點(diǎn)、難點(diǎn)集體講解與課堂個(gè)別輔導(dǎo)相結(jié)合的模式，引導(dǎo)學(xué)生探索多種解決方案，提高思維活躍度。3）部分內(nèi)容采用“翻轉(zhuǎn)課堂”，學(xué)生演示、講解操作過(guò)程，剖析設(shè)計(jì)理念，教師進(jìn)行針對(duì)性點(diǎn)評(píng)并組織學(xué)生討論。4）每學(xué)期甄選出優(yōu)秀的學(xué)生設(shè)計(jì)作品進(jìn)行展示，計(jì)入學(xué)生的平時(shí)成績(jī)，同時(shí)也向初學(xué)者展示出所學(xué)知識(shí)的應(yīng)用范圍和實(shí)用性，學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和能動(dòng)性均得到極大提升。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：田吉捷]