基于CDIO理念的大学计算机教学改革研究
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）29-0119-02
一、前言
随着计算机的普及，我国越来越多的高校已经把计算机?n程作为公共教学内容，所有大学生能熟练地使用计算机，这也为计算机专业教学带来了巨大的挑战。如果继续使用过去传统的教学模式，计算机专业学生的计算机综合应用能力跟其他专业的学生相比并没有明显的优势，从而在就业方面受到来自其他专业学生的挑战。因此，各高校计算机专业的教师应该根据计算机行业的发展前景和发展热点，对计算机教学进行以就业为导向的改革，使教师教得新颖，使学生计算机应用能力得到全面提高，从而获得更好的就业机会[1]。基于CDIO理念的教学模式代表了近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO包括构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四个阶段，它将产品研发到运行的完整生命周期运用到教学过程当中，是一整套工程教育理念和实施体系[2]。CDIO让学生可以通过实践的方式学习工程理论知识，积累工程实践经验并提升对专业知识的综合应用能力。本文通过对CDIO工程教学模式的研究，提出以就业为导向基于CDIO理念的大学计算机教学改革新方案，将计算机行业的发展热点内容加入到基础理论教学当中，并与实践能力训练相结合，使学生把基础理论运用到实践中，并且在实践中加深对基础理论的理解，真正达到学以致用的目的。从根本上提高学生的计算机综合应用能力和就业竞争力，满足社会对计算机工程人才的需求。
二、基于CDIO理念的大学计算机教学改革
CDIO理念下计算机改革的目的是从就业视角出发培养学生的工程实践能力，进一步提高学生的就业竞争力。因此，在进行教学改革时应当将CDIO理念与具体教学实际相结合，把构思、设计、实现和运作四个过程应用其中，如图1所示。
该方案中教师应当构思改革目标和方向，突出以就业为视角的大学计算机教学改革前瞻性和必要性，考虑以何种方法和步骤推进改革的顺利进行，将计算机工程实际与课程教学建立联系，为接下来的设计步骤做好准备，然后设计并构建出真实的计算机工程实践平台，还需安排相应的综合课程，为学生创建合适的工程实践场所，做好理论与实践学习相结合的前期准备。在实现部分，“填鸭式”教学等传统的教学模式已不可再套用，教师和学生的关系也亟待改变，教师应在学生主动学习的过程中起到引导作用。在运作部分，为了保证学生的学习效果，验证CDIO理念的实效，应当衡量每个学生对规定学习效果所完成的进度，要求教师对学生的学习效果进行评估。因而，CDIO理念下的大学计算机改革方式应包含以下四个方面的内容。
1.构思（Conceive）改革目标及方向。工程教育应该注重如何将学科知识转化为工程能力，这是工程教育的本质和出发点。面对当下计算机行业的巨大就业压力和残酷的竞争淘汰率，大学计算机教学改革更应当以此为改革的出发点和落脚点，这要求教师在进行教学改革前深刻构思改革目标和方向方法，思考何为改革、为何改革。显然，新时期的计算机教学改革对教师提出了更高的要求，教师不再进行单纯的课本知识的教授，而是转型成为兼具计算机工程项目的设计和专业知识的传授双重教学能力的“双师型”教师。
2.设计（Design）综合课程和工程环境。教师是计算机实践课程的设计者。由于现在的学生缺乏实际动手能力，计算机教学中应安排丰富的工程实践项目，尽量让学生以亲自动手的方式进行[3]。教师要基于CDIO理念的预期目标，以实现良好就业为着力点，合理安排教学内容和方法，设计出有助于学生计算机工程水平提高和积极情态建设的一体化课程，计算机类学生就业能力集中体现在实践项目的方方面面，教师在课程的选择和设计上也需要花费更多的时间，才能设计出以项目为主导的启发性知识链的教学模式。同时，教师也是工程实践场所的设计者。教师在设计课程的过程中，必须同时考虑设计与之相匹配的实践场所，工程实践场所的构建应以提升学生团队合作能力和动手能力为目标。
3.实现（Implement）师生角色的双重改变。传统教学模式下师生关系的特征表现为“以教师为中心，学生被动接受”。CDIO模式将不再局限于传统教学方法，学生的主动学习和经验学习应在CDIO环境下促进其工程实践能力与就业竞争力。有学者指出，CDIO理念要求教师不断创新，他们的教学风格要始终以学生为中心，要不遗余力的传授大纲中规定的软硬件开发以及系统构建的能力[4]。基于这一要求，在计算机教学过程中学生应进行“一体化学习”，即学生在工程实践环境中学习计算机学科知识的基础上，进一步培养其软硬件开发和系统构建能力。一体化学习是CDIO框架的重要特点之一，学生将完成从被动灌输到主动探究的转变，教师应当保证每位学生都能主动参与到团队项目开发中，使他们的团队合作能力和工程能力得到充分的培养和锻炼。CDIO理念下的实现过程，即在具体的计算机实践课程教学过程中，师生关系从教师管理学生转型为教师引导学生，教学模式从“填鸭式”知识传授转型为互动式探究讨论。
4.运作（Operate）良性循环的教学关系。对学生采用考核或评估的目的是为了考察学生的学习情况。传统的计算机课程评估方法往往采用的是正确率越高越优秀的试卷考核，且学生和教师之间缺乏学术沟通和实践交流。这样培养出来的学生多数都存在理论分数高、动手能力差的问题，毕业后在计算机行业也难以立足。与此相反，CDIO教学通过关注学生在学习前、学习中和学习后三个不同时期的学习“证据”，全面了解学生的学习成绩和学习情态的转变。这种评估聚焦在学生学习上，其作用是通过考核学生的计算机理论知识、实践能力和综合素质而得到学习效果的反馈信息，从而不断改进和完善课程设计、教学方法以及学习场所的设计和使用。显然，新型模式对学生计算机能力的考核由单一注重理论知识的传统模式向“知识+能力+素质”的综合考核模式转变，其中能力是指计算机工程实践能力，学习效果应反映在计算机工程技术上而非分数上。 三、结语
CDIO作为当前较为成功的高校教育改革模式，满足大学计算机教学改革的工程化要求。该模式的顺利开展和推广需首先构思计算机教学改革的目标和方向，更新教学观念；其次设计出计算机专业综合实践课程和真实的工程环境，继而实现师生角色的双重转变；最后运作良性的教学关系，以就业为导向，将整个理念贯穿于计算机教学过程，进而提高学生的工程实践能力与就业竞争力。
