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基于CDIO模式C#面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程改革探索與實(shí)踐

2015-05-30 19:04:33王春蕾蘇保照
軟件工程 2015年7期

王春蕾 蘇保照

摘 要:分析C#面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)的現(xiàn)狀,基于CDIO教育模式,提出整合UML建模技術(shù),以及構(gòu)建三級(jí)項(xiàng)目體系教學(xué)方案,進(jìn)行了CDIO教育模式進(jìn)課程,進(jìn)課堂的探索和實(shí)踐,解決了項(xiàng)目教學(xué)中忽視學(xué)生設(shè)計(jì)思想培養(yǎng),以及項(xiàng)目實(shí)施效果不明顯的問題。

關(guān)鍵詞:CDIO;C#;UML;三級(jí)項(xiàng)目

中圖分類號(hào):G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

1 引言(Introduction)

職業(yè)教育的任務(wù)是以職業(yè)為導(dǎo)向的應(yīng)用型人才培養(yǎng)。CDIO工程教育模式按照產(chǎn)品生命周期構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)和運(yùn)行(Operate)四個(gè)環(huán)節(jié),以工程實(shí)踐為載體,以行業(yè)需求為導(dǎo)向,以學(xué)生為中心,體現(xiàn)了職業(yè)教育的崗位本位,能力本位。近年來,基于CDIO模式的工程教育理念已被業(yè)界認(rèn)可。

2 C#面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的現(xiàn)實(shí)問

題(C # object oriented programming realistic

problems existing in the course teaching)

2.1 注重功能的實(shí)現(xiàn),忽視設(shè)計(jì)思想的培養(yǎng)

該課程采用傳統(tǒng)的項(xiàng)目教學(xué)法已經(jīng)實(shí)施多年,但是在項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施過程中仍然存在一些問題,教師關(guān)注較多的是學(xué)生的實(shí)施、運(yùn)行能力,學(xué)生缺乏應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的分析、設(shè)計(jì)能力。學(xué)生在遇到具體問題時(shí),受到面向過程程序設(shè)計(jì)思想的影響,首先進(jìn)行算法的設(shè)計(jì),然后把所有的方法放入一個(gè)類中,忽視類的設(shè)計(jì),不熟悉面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)模式,不能夠使用面向?qū)ο蟮乃枷敕治龊驮O(shè)計(jì)程序。與軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)中學(xué)生分析、設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)目標(biāo)不相符。

2.2 注重課程單元項(xiàng)目設(shè)計(jì),忽視課程項(xiàng)目體系的設(shè)計(jì)

在項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施過程中,教師重視單元項(xiàng)目的設(shè)計(jì),能夠針對(duì)一個(gè)課程單元的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。在實(shí)際教學(xué)中,該課程結(jié)束后還會(huì)安排20課時(shí)的實(shí)訓(xùn)課程,實(shí)訓(xùn)課程是一個(gè)綜合性的C#窗體應(yīng)用項(xiàng)目。由于兩個(gè)課程之間是分離的,課程單元項(xiàng)目與實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目之間沒有關(guān)聯(lián),學(xué)生很難在20課時(shí)內(nèi)完成一個(gè)完整的項(xiàng)目,項(xiàng)目教學(xué)實(shí)施效果不理想。

3 CDIO模式下的課程教學(xué)改革(CDIO mode of

teaching reform)

CDIO培養(yǎng)大綱將工程畢業(yè)生的能力分為工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個(gè)層面,大綱要求以綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個(gè)層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)[1]。

該課程的人才培養(yǎng)目標(biāo)是基于.NET技術(shù)的軟件工程師,課程改革首先要對(duì)該崗位所需能力和崗位開發(fā)產(chǎn)品(即軟件項(xiàng)目)開發(fā)的過程進(jìn)行基于CDIO的剖析,在此基礎(chǔ)上,重新整合課程教學(xué)內(nèi)容,構(gòu)建三級(jí)項(xiàng)目體系。

3.1 課程整合UML建模技術(shù),體現(xiàn)構(gòu)思、設(shè)計(jì)

該課程的教學(xué)目標(biāo)定位在培養(yǎng)學(xué)生的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)能力,不局限于一門編程語言的語法或API,寫出地道的面向?qū)ο蟪绦?。由此,課程的教學(xué)內(nèi)容需要引入U(xiǎn)ML和軟件設(shè)計(jì)模式,并且貫穿于授課過程的始終,以輔助學(xué)生分析、設(shè)計(jì)程序,保證CDIO教學(xué)理念落地,讓CDIO教學(xué)模式真正進(jìn)入課堂。

統(tǒng)一建模語言UML是使用面向?qū)ο笏枷雽?duì)軟件系統(tǒng)進(jìn)行可視化建模的一種語言,適用于軟件開發(fā)周期的各個(gè)階段[1]。在面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)教學(xué)中,引入U(xiǎn)ML類圖、UML順序圖、uml建模工具知識(shí),可以直觀地描述類之間的協(xié)作關(guān)系,鍛煉學(xué)生用符號(hào)進(jìn)行表達(dá)的抽象思維。

軟件設(shè)計(jì)模式(Design Pattern)是一套被反復(fù)使用、多數(shù)人知曉的、經(jīng)過分類編目的、代碼設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。使用設(shè)計(jì)模式是為了可重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性[2]。設(shè)計(jì)模式總共有23種,不需要全部引入課堂學(xué)習(xí),而是選擇恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)模式在教學(xué)過程中適時(shí)引入。在教學(xué)實(shí)踐中有兩種方式,一是發(fā)現(xiàn).NET類庫中的類所蘊(yùn)含的設(shè)計(jì)模式思想;而是使用對(duì)比教學(xué)方法,啟發(fā)學(xué)生思考引入設(shè)計(jì)模式后程序的優(yōu)勢(shì)和最終運(yùn)行結(jié)果的差別。

3.2 構(gòu)建三級(jí)項(xiàng)目體系

依據(jù)大連東軟信息學(xué)院提出的TOPCARES-CDIO[3]能力指標(biāo)體系,設(shè)置了該課程的三級(jí)項(xiàng)目體系,最終將全部教學(xué)內(nèi)容貫穿起來,涵蓋所有的知識(shí)點(diǎn),真正實(shí)現(xiàn)一體化的培養(yǎng)方案,具體如圖1所示。經(jīng)過課堂實(shí)踐,取得了較好的教學(xué)效果。

圖1 課程三級(jí)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)圖

Fig.1 Three-lever project structure

課程三級(jí)項(xiàng)目是課程設(shè)計(jì)項(xiàng)目,該項(xiàng)目貫穿課程所有單元和知識(shí)點(diǎn),旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)的能力。該項(xiàng)目在課程的綜合實(shí)訓(xùn)階段完成,按照軟件開發(fā)的工作流程,本課程選取的是學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)項(xiàng)目。

課程四級(jí)項(xiàng)目是單元組項(xiàng)目,該項(xiàng)目綜合兩個(gè)以上課程單元的知識(shí)點(diǎn),在課程多個(gè)單元完成后的總結(jié)階段進(jìn)行,旨在提高學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。本項(xiàng)目可以是課程三級(jí)項(xiàng)目的分解項(xiàng)目,也可以是設(shè)計(jì)的新項(xiàng)目。

課程五級(jí)項(xiàng)目是單元項(xiàng)目,該項(xiàng)目綜合一個(gè)課程單元的知識(shí)點(diǎn),在課程授課中進(jìn)行,旨在提高學(xué)生對(duì)核心知識(shí)點(diǎn)的掌握能力。本項(xiàng)目可以是課程四級(jí)項(xiàng)目的分解項(xiàng)目,也可以是設(shè)計(jì)的新項(xiàng)目。

4 教學(xué)實(shí)施與評(píng)價(jià)考核(Teaching and evaluating)

教學(xué)過程中采用項(xiàng)目式教學(xué)方法,以培養(yǎng)學(xué)生八個(gè)方面的TOPCARES-CDIO能力指標(biāo)為目標(biāo),分別是:軟件開發(fā)知識(shí),分析問題能力,概念化和抽象化能力,查詢資料能力,實(shí)驗(yàn)性探索能力,行業(yè)應(yīng)用技術(shù),軟件實(shí)施過程。課程每個(gè)單元以一個(gè)具體項(xiàng)目為導(dǎo)引,根據(jù)CDIO構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行的教學(xué)理念,從項(xiàng)目構(gòu)思、項(xiàng)目分析、項(xiàng)目實(shí)施、知識(shí)點(diǎn)詳解、項(xiàng)目完善五個(gè)部分展開,符合軟件開發(fā)的實(shí)際工作過程。讓學(xué)生明白是為了完成任務(wù)而需要掌握相關(guān)知識(shí)點(diǎn),而不是為學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)而學(xué)習(xí)。

在教學(xué)過程的各個(gè)環(huán)節(jié),從學(xué)生的出勤、日常表現(xiàn)、作業(yè)、測(cè)試、項(xiàng)目完成情況及完成質(zhì)量、TOPCARES-CDIO三級(jí)能力目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)情況,對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的考核。

課程考核依據(jù)TOPCARES-CDIO三級(jí)能力指標(biāo)點(diǎn),考核過程貫穿于課堂實(shí)施的全過程,包括出勤、課堂表現(xiàn)、作業(yè)、項(xiàng)目完成情況及完成質(zhì)量和期末考試,考核評(píng)價(jià)主體包括學(xué)生自評(píng),組內(nèi)同學(xué)互評(píng),教師評(píng)價(jià)。

5 結(jié)論(Conclusion)

C#面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)課程的教學(xué)現(xiàn)狀在于傳統(tǒng)的項(xiàng)目教學(xué)法不能完成軟件專業(yè)人才培養(yǎng)中學(xué)生分析、設(shè)計(jì)能力目標(biāo)。課程改革基于CDIO模式,整合課程教學(xué)內(nèi)容,引入U(xiǎn)ML建模技術(shù),構(gòu)建三級(jí)項(xiàng)目體系,在教學(xué)實(shí)施過程中以項(xiàng)目為導(dǎo)向,引導(dǎo)學(xué)生在“做中學(xué),學(xué)中做”,建立與CDIO模式相適應(yīng)的評(píng)價(jià)考核方式,教學(xué)效果明顯提高。

參考文獻(xiàn)(References)

[1] 楊瑞龍.引入軟件設(shè)計(jì)模式的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)方法[J]. 計(jì)算機(jī)教育,2012(10):97-99.

[2] 王翔.設(shè)計(jì)模式:基于C#的工程化實(shí)現(xiàn)及擴(kuò)展[M].北京:電 子工業(yè)出版社,2009:5-8.

[3] 溫濤.探索構(gòu)建一體化TOPCARES-CDIO人才培養(yǎng)模式[J]. 中國高等教育,2011(7):41-43.

作者簡(jiǎn)介:

王春蕾(1982-),女,碩士,助教.研究領(lǐng)域:計(jì)算機(jī)軟件與 理論.

蘇保照(1980-),男,碩士,講師.研究領(lǐng)域:機(jī)械.

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