CDIO模式在面向对象程序设计教学改革的应用

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  摘要:本文将CDIO教育理念引入“面向对象程序设计”课程的教学和实践环节。针对该课程在教学过程中存在的一些弊端,从培养学生的动手能力、创新思维能力、团队协作能力方面提出了一些改革措施和建议。能适应新形势下我校的工科人才培养目标,提高学生的就业率。
  关键词:面向对象程序设计;CDIO工程模式;项目实训;教学改革
  中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:2095-9214(2015)05-0081-02
  引言
  面向对象程序设计是计算机及相关专业的必修课程。我校从2002年开始在计算机科学与技术专业和软件工程专业分别开设了《JAVA面向对象程序设计》和《C++面向对象程序设计》2门面向对象程序设计课程,涉及计算机体系结构、面向对象编程、多线程处理、网络通信以及程序设计等内容。旨在使学生掌握面向对象的思想和程序设计方法,后能够熟练,综合应用面向对象的思想编写程序解决现实生活中的问题。常规的“理论教学+实验教学”教学形式难以适应企业对毕业生的要求,使得学生所学与企业要求严重脱节,不能学以致用。在新形势下,如何更好地培养有一定理论基础、实践能力的创新型专门人才和复合型应用人才,一直是我们一线教师思考和努力探索的问题。CDIO模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO 是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运行(Operate)4个英文单词字头的连写,涵盖了产品(或系统)从构思、研发、应用到改进的完整生命周期[1]。符合面向对象程序设计软件开发能力培养的需要。本文针对面向对象程序设计课程的特点和常规教学存在的弊端,将在面向对象课程教学和实践过程中引入 CDIO 工程教育模式,有效地提高了学生学习的积极性,学生在学习的过程中不但能掌握面向对象的编程技术,并能用在实训项目中获得锻炼,培养了学生解决问题的能力、创新思维的能力。为今后的高效高质量就业做好了有效的衔接。
  1.实施CDIO模式的教改思路
  CDIO 是由美国麻省理工学院、瑞典哥德堡查尔姆斯技术学院、瑞典皇家技术学院和瑞典林克平大学等4所大学于2001年开发的一项工程教育改革计划,高度概括和体现了“做”中“学”、“学”中“做”以及项目化教育教学,强调以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习工程,因而受到国内外工科教育界的普遍认可[2-3]。
  我校计算机专业人才培养的定位是培养复合型计算机专业人才,创新型软件应用人才。基于此在“面向对象程序设计课程”体系中,我们开设了C++面向对象程序设计语言和Java面向对象程序设计语言。C++语言支持面向过程、面向对象和泛型程序广泛应用于系统开发。Java语言面向对象、跨平台,广泛应用于网络、移动电话、家用电器等领域的开发。通过两种程序设计语言学习,使学生深刻理解面向对象的开发思想,为了达到良好的教学效果,适应新形势下人才培养的需要,结合一线教学的经验,我们将CDIO的“做”中“学”,“学”中“做”应用到该课程的教学活动中,从创设问题情境出发,激发学生探索知识的积极性,改良了传统的教学模式,增加了学生与老师的互动环节,实践环节、实训环节。通过分阶段逐渐增加难度的实践练习,巩固学生所学,在解决实践项目的过程中,学生能主动发现问题,探索解决方案、学习新的知识。改革传统实践教学模式,建立一套基于CDIO工程模式的实践教学方案。将《面向对象程序设计》实践教学作为一个“产品和系统”来进行构思和设计,并按照软件工程开发步骤来逐步实施。结合实训基地实训项目,引导学生组成项目开发小组模拟整个软件开发过程进行实训项目演练。
  2.教学改革构建方案
  本课程的教学一直以来都是由理论教学和实践教学两个环节辅助实现的,在课堂教学中,采用多媒体互动教学的方式。课堂上通过教师边讲授边演示的方式,是学生能直观理解面向对象的编程思想和方法。实验课上,教师和学生互动操作,使学生掌握课程内容的同时也掌握了操作技能。通过多年的教学实践,以“Java面向对象程序设计”为例,在课程章节上以项目驱动为基础,为使学生边学边开发项目,对就该门课程的知识体系,教学内容、实践教学做了调整。如表1所示
  为了提高课程教学质量,通过有效的理论和实践相结合的培养模式,加强学生实践编程能力培养,满足专业对程序设计课程的应用需求。切实提高学生的动手能力、创新思维能力,积极鼓励学生参加大学生创新创业项目大赛。已经有近二分之一的学生将该课程所学的知识和技术应用与大学生创新创业大赛,取得了不菲的成绩。
  CDIO 模式的教学定基于需求分析,将《面向对象程序设计》实践教学作为一个“软件产品的开发”来进行构思和设计,并按照软件开发的步骤从需求分析、概要设计、详细设计、系统集成和测试等步骤来逐步实施。设计了一系列实训项目,由5-6名同学组成一个开发小组完成一个实训项目的开发。每个项目组模拟实际软件公司软件开发小组的工作流程和进度,配有项目组长。实训项目一般从第五周开始,具体安排如表2所示。
  该课程实训项目均来自实训基地软件公司真实产品。开发项目的实践不仅是学生能更深刻领会所学专业知识,对学生个体素质、团队合作能力也是一种锻炼和提高,体现了CDIO模式的合理构思产品和系统建造能力,这些能力和素质贯穿在“软件产品”开发的全部过程。有效地激发学生探索知识的积极性,真正实现以学生为中心、课内与课外相结合、教学和研究相结合的理念,实现了新形势下创新型软件应用人才的培养目标。
  3.结束语
  本文结合“面向对象程序设计课程”教学团队的多年教学实践经验,从常规的“理论教学+实验教学”教学形式难以适应企业对毕业生的要求,使得学生所学与企业要求严重脱节,不能学以致用的问题出发,融入CDIO人才培养理念,建立一套基于CDIO工程模式的实践教学方案。将《面向对象程序设计》实践教学作为一个“产品和系统”来进行构思和设计,对培养学生创新思维能力等方面提出了一些改革措施和建议。达到了良好的教学效果。受到了学生的好评。
  (作者单位:渭南师范学院数学与信息科学学院信息工程系)
  科研项目:渭南师范学院教学改革研究项目(项目编号:JG201346)
  参考文献:
  [1]王庆文.我国计算机教育如何借鉴欧美CDIO模式[J].计算机教育,2010(10):8-11.
  [2]顾佩华,沈民奋,李升平等.从CDIO到EIP‐CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究,2008,1(1):12-20.
  [3]彭易菲.CDIO 教育理念对我国实施卓越工程师教育培养计划的启示[J].现代企业教育,2011,375(2):143-144
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