程序設(shè)計課程的教學(xué)理念與教學(xué)方法探究

朱紋玉+陳利國

摘要：傳統(tǒng)的程序設(shè)計教學(xué)偏重講授語法規(guī)則、運(yùn)行原理和程序結(jié)構(gòu)等知識點(diǎn)，不利于培養(yǎng)學(xué)生思維能力和應(yīng)用能力。CDIO理念以實(shí)際的工程項目實(shí)踐為載體，既能使學(xué)生學(xué)會工程技術(shù)知識，還能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和團(tuán)隊協(xié)作等綜合的能力，在程序設(shè)計課程教學(xué)中融入CDIO理念，能夠取得顯著的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)；CDIO；程序設(shè)計；教育理念；教學(xué)案例；

1 程序設(shè)計課程傳統(tǒng)教學(xué)方式

計算機(jī)程序設(shè)計是學(xué)習(xí)計算機(jī)的相關(guān)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課程。該課程具有綜合性、抽象性和應(yīng)用性的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的計算機(jī)程序設(shè)計課程教學(xué)偏重于對語法規(guī)則、運(yùn)行原理、程序結(jié)構(gòu)和語言特點(diǎn)等知識進(jìn)行講授，這容易造成學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中只關(guān)注程序設(shè)計語言的本身，從而忽略的程序設(shè)計語言的學(xué)習(xí)初衷；學(xué)會了程序設(shè)計語言的一些相關(guān)知識，而沒有必要的思維能力與應(yīng)用能力；更沒有規(guī)范編碼、團(tuán)隊精神、協(xié)同設(shè)計和工程觀念等習(xí)慣與能力。這會導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)計算機(jī)程序設(shè)計的興趣下降，并直接導(dǎo)致學(xué)生就業(yè)時不能滿足行業(yè)的需求。

2 關(guān)于CDIO

CDIO是一種新型的教育理念，由麻省理工學(xué)院與瑞典皇家理工學(xué)院等四個著名的大學(xué)聯(lián)合提出的一種新型現(xiàn)代教育理念，可以概括為在做中學(xué)，教育和學(xué)習(xí)要基于項目。它的主線是產(chǎn)品生命周期的四個環(huán)節(jié)，即構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)與運(yùn)行，載體是實(shí)際的工程項目實(shí)踐，能使學(xué)生用主動的、課程間有機(jī)聯(lián)系和實(shí)踐的方式來學(xué)習(xí)，這樣既能使學(xué)生學(xué)會了工程技術(shù)知識，還能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力和團(tuán)隊協(xié)作等綜合的能力，改善了教師理論傳授和學(xué)生實(shí)際動手能力的關(guān)系。相比于傳統(tǒng)的教學(xué)方式，CDIO理念的優(yōu)勢在于更能滿足培養(yǎng)現(xiàn)代的工程技術(shù)人員的要求。

3 計算機(jī)程序設(shè)計課程教學(xué)中的CDIO應(yīng)用

計算機(jī)的軟硬件和相關(guān)技術(shù)都在不斷發(fā)展，這對計算機(jī)專業(yè)的大學(xué)生的能力也有了新的要求，傳統(tǒng)的教學(xué)方法與模式已經(jīng)不能滿足社會對計算機(jī)專業(yè)學(xué)生能力的需求。對此，本文針對傳統(tǒng)的教學(xué)模式中的弊端，結(jié)合教育本科階段的教學(xué)目標(biāo)與學(xué)生能力，融入CDIO的教育理念，對計算機(jī)程序設(shè)計課程的教學(xué)模式進(jìn)行探索，以便使教學(xué)質(zhì)量得到提高。

CDIO的核心就是以項目為載體對學(xué)生能力進(jìn)行培養(yǎng)。所以在教授過程中，要用案例作為主線來演示程序設(shè)計，講解相關(guān)知識點(diǎn)。首先，教師要準(zhǔn)備一個合適的實(shí)用軟件當(dāng)做原型，在課堂上運(yùn)行和演示該軟件，讓學(xué)生了解軟件的運(yùn)行效果，和軟件的需求背景，從而讓學(xué)生明確該課程的知識要求和能力目標(biāo)。其次，把原型分成若干個功能模塊，每次課堂講解合適數(shù)量的模塊，來確保項目完成時課程也能結(jié)束。再次，講解時，要對每個模塊都預(yù)先給出目標(biāo)和問題，以及關(guān)鍵點(diǎn)和所需掌握的能力等，來對相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行講解。最后，實(shí)現(xiàn)每一個模塊都要根據(jù)構(gòu)思、設(shè)計、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)行等過程給學(xué)生現(xiàn)場演示，不能給學(xué)生分析現(xiàn)成的代碼。

CDIO理念的一個重要學(xué)習(xí)方式就是在做中學(xué)，將主動學(xué)習(xí)與經(jīng)驗學(xué)習(xí)融合起來，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)與工程實(shí)踐能力。根據(jù)CDIO 的理念，應(yīng)該讓學(xué)生參與具體的軟件項目開發(fā)，在做中學(xué)。當(dāng)前的軟件行業(yè)實(shí)際工作一般都以團(tuán)隊形式進(jìn)行，為了培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊協(xié)作和溝通能力，避免學(xué)生個人英雄主義的意思，可以讓學(xué)生用團(tuán)隊的方式來進(jìn)行項目開發(fā)，人數(shù)根據(jù)項目的規(guī)模和學(xué)生實(shí)際能力來確定。因為學(xué)生是首次接觸程序設(shè)計語言，基礎(chǔ)能力比較薄弱，所以選擇項目題目方面，可以選用切實(shí)可行的方式，讓學(xué)生在課堂上的案例的基礎(chǔ)上，重構(gòu)軟件產(chǎn)品。這樣既可以省去學(xué)生做需求分析的時間，還能給學(xué)生更多時間來注意程序的質(zhì)量。

CDIO理念十分重視課程的橫向聯(lián)系，軟件開發(fā)是多種相關(guān)知識綜合應(yīng)用的過程，不只是設(shè)計語言的拼湊，這就需要學(xué)生在熟練掌握設(shè)計語言的基礎(chǔ)上，還要掌握相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、設(shè)計模式和算法等知識，所以，學(xué)生在學(xué)習(xí)時，要有意識的進(jìn)行課程間的橫向聯(lián)系，對于團(tuán)隊開發(fā)過程中遇到的新問題，要聯(lián)合同學(xué)共同學(xué)習(xí)，共同探討。同時，因為學(xué)生開發(fā)的項目是由老師指定的原型，所以老師在講授時也要根據(jù)不同模塊的難易程度來向?qū)W生講授代碼的缺陷之處，完善這些缺陷的方向和需要用到的知識，然后學(xué)生可以在老師指點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行學(xué)習(xí)和開發(fā)，重構(gòu)產(chǎn)品。

CDIO教育理念下的計算機(jī)程序設(shè)計的課程考核將不會是傳統(tǒng)的筆試或者上機(jī)的形式，而會是以學(xué)生的作品質(zhì)量與開發(fā)的產(chǎn)品的規(guī)范程度為參考，來進(jìn)行不定期的答辯考核，這個方式要求學(xué)生兩周答辯一次。學(xué)生答辯時要先把設(shè)計文檔交給老師檢查，然后演示其團(tuán)隊的工作和思路，以及工作效果和不足，老師根據(jù)學(xué)生的展示進(jìn)行提問，最后以學(xué)生的綜合表現(xiàn)為參考給出最終的課程成績。最終成績由平時的周期性答辯表現(xiàn)和最終的綜合答辯表現(xiàn)兩部分組成，其中的平時成績占總成績的百分之六十，最終綜合答辯成績占總成績的百分之四十。這種考核方式可以貫穿學(xué)生整個的作品開發(fā)過程，就能實(shí)時的監(jiān)控和掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)和作品完成情況，能更好的培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力和關(guān)注質(zhì)量的好習(xí)慣。這種考核的方式還能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊意識、協(xié)調(diào)能力與語言表達(dá)能力，與傳統(tǒng)的考核方式比較，這種基于產(chǎn)品質(zhì)量和定期的考核的方式更能培養(yǎng)學(xué)生的能力。

4、結(jié)語

融入CDIO理念后，計算機(jī)程序設(shè)計的教學(xué)將不僅會傳授基本的程序設(shè)計知識，還會傳授更多的工程思想與能力。在計算機(jī)程序設(shè)計課程教學(xué)實(shí)踐中應(yīng)用CDIO理念，能將學(xué)生、項目和程序設(shè)計知識三者有機(jī)結(jié)合起來，最大可能的調(diào)動學(xué)生的積極主動性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、溝通與解決問題的能力，最大的發(fā)揮在做中學(xué)，在學(xué)中做的效果。

作者簡介：

朱紋玉（1986—），男，漢族，安徽省宿州市人，助教，鄭州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，計算機(jī)，研究方向：計算機(jī)編程。