计算机程序设计案例教学改革探索与实践
一、计算机程序设计课程传统教学模式分析
在我国，计算机程序设计课程是高等院校大多数专业的必修计算机基础课。根据各专业的实际需要不同，选择讲授的程序设计语言主要包括C、C++、Java语言等。目前，计算机程序设计语言课程仍以传统教学模式为主。这主要表现在以下两个方面[1-2]。其一，课堂教学中主要以教师讲授为主，学生被动、机械地接受教师灌输的理论知识。教学手段单一，缺乏新意;其二，教学内容方面，主要以讲授程序设计的语法、程序控制结构，偏重于细节的纠缠。缺乏对于课程本身实质与整体的把握。在这样的教学模式下，学生的学习兴趣普遍较低。而由于学生缺乏必要的编程训练和动手能力培养，学生对于待解决问题的整体把握不足，不利于行业内实际问题的解决。
二、工程化教育理念CDIO探索与研究
CDIO工程化教育理念主要包括构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）。该理念代表了工程化教育改革在的国际范围内的最新成果[3-4]。该理念的提出是由瑞典皇家工学院、麻省理工学院等4所在世界享有盛誉的工科院校创立的国际组织。该理念的提出，不仅是欧美20余年教育改革的继承和延伸，更是针对学生的能力培养、实施过程指导和教学效果检验设置的体系标准，该标准的操作性很强。CDIO教育理念侧重于学生实践和动手能力的培养，因而能够很好的协调理论知识学习和实践教学环节之间的关系。不仅如此，CDIO理念还着眼于提升教育对象的综合素质，包括专业知识、职业素养和团队协作能力等。在这种理念的指导下，高校培养的学生会更加符合行业和发展和工作岗位的需要。对于当前高校计算机程序设计课程的教学实践而言，CDIO理念的采用将对改革现有教学模式产生积极的意义。
三、CDIO教学理念在教学模式改革中的应用探析
CDIO理念能够将“学中做”与“做中学”有机融合为一。“学中做”是CDIO理论基于经验学习的研究成果，而“做中学”则是CDIO理念中将主动学习与经验学习相结合的部分，以此提升学生的学习效果和实践技能。为获得更好的教学效果，这里借鉴了CDIO的教学理念，应用案例教学法完成程序设计教学过程。整个教学过程按照CDIO理念中构思、设计、实现、运作的环节完成。运用案例教学的好处在于，能够将比较抽象的原理和概念放固于具体的环境中。因而学生在整个教学过程中能够更好的认识到理论知识在实际生活和工作中的具体运用，提升学生对特定问题的理解和掌握，增加学生的学生兴趣和主动性。具体如下。
1.教学中实际案例的选取
CDIO教学理念强调以教师为主导，确立学生的学习主体地位，从而改革传统的教学模式。在授课过程中，采用案例驱动法完成教学环节，不但可以更好的理解和掌握基础理论知识，还能帮助学生树立工程化的思维方式。将CDIO与案例驱动方式融合可以让学生得到构思、设计、实现、运作的训练，从而有效提升教学效果。在选取教学案例时，应当着重就以下几个方面进行考虑。
（1）实用性。学习程设计序课程的目的在于运用程序设计的思想和方法解决实际问题。程序设计语言本质上只是一种针对于问题解决的表达方式。因此，教学实践不应当仅局限于语言的特定语法、控制结构等内容，更应当合理选取程序设计案例，让学生在案例学习中体会程序设计原则和技巧。
（2）综合性。综合性案例的选取能够让学生产生“身临其境”的感觉。在教师的引导下，学生通过案例的学习能够体现以点带面，由部分到整体，由局部到全面的求知与探索过程。以此培养学生针对问题的全局把握能力。
（3）挑战性。在对基础知识和基本教学内容有了一定的掌握后，可适当设置带有一定挑战性质的案例内容。以此进一步激发学生的求知欲和探索热情。
2.融入CDIO思想案例教学的实施
（1）教学案例的选取与学习小组的组建。精心选取教学案例，包括用于整体课程的综合案例，以及对应于各章节知识点的小案例。由于软件行业多数以团队的形式完成软件开发，因而这里采用学习小组的方式完成案例教学环节。根据案例的实施情况，以及学生的实际情况，由几名学生组成一个学习小组。小组内的学生分工合作，共同完成问题的解决。每个学习小组设组长一名，负责本小组具体学习与工作。
（2）课堂讲授过程中案例的运用。在程序设计教学过程中，主要以案例为单位完成授课过程。讲解过程中首先引入案例，并由案例引出相关的知识点和主要学习内容。这个过程体现了教师在教学中对学生的引导作用。在教师的指导下，学生对案例中存在的问题进行分析与研究。由此引入基础理论知识。基础知识是在讲解案例的过程中逐渐渗透，而后又回到案例当中。学生的学习也是以案例为单位，从而体现了学习、练习和实践的相互融合，提升学生的学习兴趣，以期收到良好的效学效果。
（3）课外案例分析内容布置与设计。在课外为学生布置适当的学习任务，以案例分析形式为主。教师首先针对案例本身进行涉及行业背景的描述与需求分析，以此帮助学生快速理清整个案例中涉及问题之间的相互关系与来龙去脉。在案例实施与解决过程中，小组成员应密切合作，由组长进行总体分工。该过程最终设置答辩环节，统一由组长依据CDIO理念完成案例设计任务的具体情况，针对案例的需求分析、设计与编码，以及团队协作情况进行阐述，由老师和学生统一给予评分。
（4）问题归纳与案例总结。这是实施过程中很重要也是最后一个环节。教师针对于计算机程序设计案例实施过程中碰到的问题，教师应积极总结与整理。具体如学生经常犯的错误、以及案例在解决过程中涉及的问题等。以此为今后的教学提供经验和借鉴，更好的完成后续的教学工作和教学任务。
四、结束语
CDIO教育理念是国外教学模式改革研究的最新成果，为高校计算机程序设计教学提供指导和支撑。结合案例教学的方式，我们对该理念在实际教学中的应用进行了有益的探索和实践。教学效果表明，学生对新的教学模式比较感兴趣，能够有效提升教学效果。教师对于新的教学模式和教学理念有了进一步理解和认识。对于学生来说，实际操作和动手实践是一种更好的学习过程。实践表明，“做中学，学中做”能够收到更好的教学效果。
