基于CDIO以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力為導(dǎo)向的離散數(shù)學(xué)課程的改革研究與探索

程虹+龔雄興

摘要：高校引入CDIO教育理念的目的是要對傳統(tǒng)的教育模式進(jìn)行改革、進(jìn)行優(yōu)化，使現(xiàn)有資源能更好地提升學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力。該文介紹了計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程離散數(shù)學(xué)分別從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、實(shí)踐環(huán)節(jié)、課外輔助及多元化學(xué)業(yè)評價(jià)體系上的一系列改革研究和探索。

關(guān)鍵詞：CDIO；實(shí)踐創(chuàng)新能力；課程改革

中圖分類號：G424 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）31-0093-02

1引言

近年來隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)對高教育本科人才的需求大幅度增長，特別是具備創(chuàng)新能力的應(yīng)用型人才的需求量也越來越大。CDIO教育理念就是從構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改良乃至終結(jié)廢棄的生命全過程為載體培養(yǎng)學(xué)生的工程能力，其能力不僅包括學(xué)科知識，而且包括學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力、團(tuán)隊(duì)交流能力和在企業(yè)和社會(huì)環(huán)境下的構(gòu)思（Conceive）--設(shè)計(jì)（Design）--實(shí)施（Implement）--運(yùn)行（Operate）能力，它強(qiáng)調(diào)的是探究式教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)。

高校引入CDIO教育理念的目的就是要對傳統(tǒng)的教育模式進(jìn)行改革、進(jìn)行優(yōu)化，使現(xiàn)有資源能更好地提升學(xué)生的學(xué)習(xí)應(yīng)用能力。我校計(jì)算機(jī)專業(yè)以應(yīng)用型高級工程技術(shù)人才為培養(yǎng)定位，以“校企合作，校市相融，立德樹人，讓學(xué)生享有更好的教育”為辦學(xué)理念，遵循“CDIO工程型人才培養(yǎng)模式”的方法，按照“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合IT行業(yè)對本科人才的實(shí)踐創(chuàng)新能力要求，在計(jì)算機(jī)專業(yè)基礎(chǔ)課程上進(jìn)行了改革研究和探索。本文主要介紹的就是一門傳統(tǒng)課程離散數(shù)學(xué)的一系列改革措施。

2 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課程離散數(shù)學(xué)的改革探索

離散數(shù)學(xué)是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門學(xué)位基礎(chǔ)課程，在我院的人才培養(yǎng)方案中占據(jù)很重要的學(xué)科位置，我們在這門基礎(chǔ)課程中進(jìn)行了不斷的嘗試和改革，構(gòu)建的教學(xué)體系融入了創(chuàng)新思維基于實(shí)踐始于問題的創(chuàng)新教育理念，引入新的教學(xué)方法和教學(xué)手段，開出結(jié)合課程發(fā)展的專業(yè)性、設(shè)計(jì)性、驗(yàn)證性課程實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力，堅(jiān)持理論教學(xué)、實(shí)踐教學(xué)和科學(xué)研究的三元一體教學(xué)模式。離散數(shù)學(xué)知識點(diǎn)多，學(xué)起來枯燥無味，增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，增加趣味性并能使學(xué)生學(xué)起來更有歸屬感和成就感。同時(shí)，計(jì)算機(jī)的學(xué)生剛學(xué)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，對算法的理解和實(shí)際編程的理解都很蒼白，在離散數(shù)學(xué)中增加實(shí)驗(yàn)教學(xué)后可減輕后續(xù)核心課程的負(fù)擔(dān)。實(shí)驗(yàn)過程中還可增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，培養(yǎng)科學(xué)思維方法，提高實(shí)踐動(dòng)手能力，體現(xiàn)應(yīng)用型人才培養(yǎng)特點(diǎn)。

2.1教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)我校學(xué)生的實(shí)際情況自編了適合本校人才培養(yǎng)方案的新教材，優(yōu)化了教學(xué)內(nèi)容，增多了典型例題的講解，加強(qiáng)了知識點(diǎn)的應(yīng)用和知識點(diǎn)之間的聯(lián)系，還在每章解析中把本章常見題型進(jìn)行了詳細(xì)的分析，給出了知識邏輯結(jié)構(gòu)圖，并把本章知識在計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)中的應(yīng)用做了簡單的闡述。內(nèi)容上的四大篇結(jié)構(gòu)沒有變，只是為了配合同一學(xué)期上的后續(xù)課程數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們把圖論篇提前講解，把代數(shù)系統(tǒng)篇放在最后講。

2.2教學(xué)手段

我們采用多種教學(xué)手段，趣味案例式教學(xué)，KM教學(xué)等手段來促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。比如趣味案例式教學(xué)，在剛開始學(xué)習(xí)離散數(shù)學(xué)的時(shí)候，我們?yōu)榱嗽黾訉W(xué)生對這門課程的興趣，我們會(huì)舉出很多趣味的例題讓他們開動(dòng)腦筋去想。例如：理發(fā)師給而且只給小鎮(zhèn)上所有不給自己理發(fā)的人理發(fā)，這個(gè)規(guī)矩一旦定下來，請問理發(fā)師的頭發(fā)誰來理？問題一出來，學(xué)生興趣馬上上來，經(jīng)過激烈討論分析，他們很快掌握了這是個(gè)悖論，理發(fā)師的頭發(fā)無人能理。這時(shí)，我們再給出一道延伸題：小鎮(zhèn)上只有兩位理發(fā)師，一位頭發(fā)鮮亮門店整潔干凈，一位頭發(fā)亂糟糟門店也亂糟糟，請問如果你要理發(fā)，你去哪一家門店找哪一位理發(fā)師去理發(fā)？通過這兩道趣味題目，學(xué)生的邏輯思維能力得到了鍛煉，興趣點(diǎn)也馬上上來了，這對我們今后命題邏輯的講解就會(huì)很有幫助。

再比如KM教學(xué)方法，是把思維導(dǎo)圖的模式融入到離散數(shù)學(xué)教材中，讓學(xué)生學(xué)起來更有條理性，對知識的框架結(jié)構(gòu)和內(nèi)在聯(lián)系把握的更精準(zhǔn)。如圖1所示，我們畫出關(guān)系這章的知識框架結(jié)構(gòu)圖。

2.3實(shí)踐環(huán)節(jié)

實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)上，我們制定了完整的層次性實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，“以項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程的設(shè)計(jì)與應(yīng)用提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和加強(qiáng)對知識點(diǎn)的掌握，實(shí)現(xiàn)了三個(gè)轉(zhuǎn)變：以教師為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫W(xué)生為中心，由以課本為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐浴绊?xiàng)目”為中心，由以課堂為中心轉(zhuǎn)變?yōu)橐詫?shí)際經(jīng)驗(yàn)為中心。如表1所示，我們給出了離散數(shù)學(xué)開出的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

2.4課外輔助

創(chuàng)建了“趣味離散小組”，通過生活中的一些趣味應(yīng)用題來提升大家的興趣，同時(shí)學(xué)會(huì)運(yùn)用理論知識去解決這些實(shí)際應(yīng)用問題；同時(shí)，我們給出了與之配套的習(xí)題練習(xí)冊，課外加強(qiáng)訓(xùn)練做題量，猶如華羅庚先生所說“學(xué)數(shù)學(xué)不做習(xí)題，猶如進(jìn)寶山而空返”。

2.5多元化學(xué)業(yè)評價(jià)體系

建立了在線學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建基于網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)，在數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)上創(chuàng)建豐富的資源，包括由網(wǎng)絡(luò)課件、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、試題庫、作業(yè)、電子教材等構(gòu)成的多媒體數(shù)字資源，最終實(shí)現(xiàn)在“平臺(tái)”和“資源”上開展設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、答疑、提交報(bào)告、測評等教學(xué)活動(dòng)，課后并配備了輔助學(xué)習(xí)手冊，形成了多元化學(xué)業(yè)評價(jià)指標(biāo)。

3結(jié)語

離散數(shù)學(xué)課程中利用多種教學(xué)方法和教學(xué)改革，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，較好地解決了傳統(tǒng)本科離散教學(xué)內(nèi)容繁復(fù)、理論教學(xué)氣氛沉悶、課程實(shí)用性特征不明顯等突出問題，我們遵循CDIO的理念，希望培養(yǎng)出更多IT行業(yè)需求的具備實(shí)踐創(chuàng)新能力要求的應(yīng)用型人才。

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