孫海燕 黃萬偉 楊華

【摘要】? ? 本文針對(duì)我校軟件學(xué)院Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)中存在的不足，提出以CDIO-OBE理念與計(jì)算思維為指導(dǎo)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，對(duì)傳統(tǒng)的理論教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法以及考核方式進(jìn)行改革。在實(shí)際教學(xué)過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和綜合能力得以提升，成果顯著。

【關(guān)鍵詞】? ? CDIO? ? OBE? ? 計(jì)算思維? ? 應(yīng)用型? ? 教學(xué)改革

Abstrct： In view of the shortcomings in the teaching of Java programming course in our School of Software， this paper proposes the CDIO-OBE concept and computational thinking as the guide， and aims at cultivating applied talents， and the traditional theoretical teaching methods， experimental teaching methods and assessment methods. reform. In the actual teaching process， the students enthusiasm for learning and comprehensive ability can be improved and the results are remarkable.

Key Words： CDIO; OBE; Computational thinking; Application Type; Teaching Reform

計(jì)算機(jī)語言類課程包含《C語言程序設(shè)計(jì)》、《C++程序設(shè)計(jì)》、《匯編語言程序設(shè)計(jì)》、《Java語言程序設(shè)計(jì)》、《C#語言程序設(shè)計(jì)》等。計(jì)算機(jī)語言類課程是高校計(jì)算機(jī)專業(yè)、軟件工程專業(yè)的核心專業(yè)課程，是計(jì)算機(jī)專業(yè)、軟件工程專業(yè)人員的必備技能。Java程序設(shè)計(jì)課程的內(nèi)容主要涉及計(jì)算機(jī)語言的基本概念、基本語法以及程序設(shè)計(jì)的基本方法，主要目的是培養(yǎng)學(xué)生算法設(shè)計(jì)的思想和程序設(shè)計(jì)的技能?？傮w說來，Java程序設(shè)計(jì)課程是實(shí)踐性與應(yīng)用性較強(qiáng)的課程。如何在教學(xué)過程中，實(shí)現(xiàn)Java程序設(shè)計(jì)課程的目的，這是擺在包括我在內(nèi)的從事計(jì)算機(jī)語言類課程教學(xué)教師面前亟待解決的課題。

一、傳統(tǒng)教學(xué)方式存在的問題

1.1理論教學(xué)內(nèi)容繁瑣枯燥，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性不高，教學(xué)效果不夠理想

Java課程本身語法概念多，內(nèi)容繁雜，而教師在講授的過程中又過于注重講解基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)，課堂教學(xué)因此變得非常抽象和枯燥，學(xué)生沒有真正參與到課堂教學(xué)中來，課堂內(nèi)容理解不到位，基礎(chǔ)打得不牢，前面知識(shí)學(xué)不好，后面的知識(shí)也沒辦法理解，很容易使學(xué)生喪失信心，失去學(xué)習(xí)興趣。此外，在Java課程課堂教學(xué)過程中，雖然目前大多是采取多媒體和板書相結(jié)合的方式，但是課堂講授過程中采取放映PPT課件和演示教材上例題的模式，仍然沒有擺脫教師講授為主、學(xué)生聽課為輔的傳統(tǒng)教學(xué)方式，這使得學(xué)生極少能夠參與課堂中，學(xué)習(xí)興趣不高。

1.2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排不夠好，滿足不了實(shí)際需求

對(duì)于Java課程來說，目前實(shí)驗(yàn)的主要任務(wù)仍然是完成書上例題的實(shí)現(xiàn)，書后習(xí)題的實(shí)現(xiàn);部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與案例有關(guān)，但是案例規(guī)模小，真實(shí)性不強(qiáng)?？傊?，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容創(chuàng)造性不強(qiáng)，與實(shí)際問題沒有確切的聯(lián)系起來，這導(dǎo)致學(xué)生積極性不高，也無法通過實(shí)踐環(huán)節(jié)培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作的精神。

1.3考核方式仍然以閉卷為主

目前，Java程序設(shè)計(jì)課程所采取的考試方式仍然是閉卷考試，無法考核出學(xué)生的真實(shí)編程水平和能力。

在此背景下，針對(duì)軟件學(xué)院的特點(diǎn)，提出基于CDIO-OBE理念和計(jì)算思維的Java課程的教學(xué)改革與實(shí)踐。

二、基于CDIO-OBE和計(jì)算思維的Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革

計(jì)算思維就是運(yùn)用計(jì)算機(jī)科學(xué)的思想進(jìn)行問題的求解和系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計(jì)等，涵蓋了一系列的廣泛的計(jì)算機(jī)科學(xué)的思維活動(dòng)[1]。應(yīng)該在計(jì)算機(jī)語言類教學(xué)中融入計(jì)算思維的元素，注重對(duì)學(xué)生計(jì)算思維能力的培養(yǎng)，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題。CDIO（Conceive構(gòu)思、Design設(shè)計(jì)、Implement實(shí)現(xiàn)和Operate運(yùn)作），是近年來國(guó)際工程教育改革的最新成果，以產(chǎn)品從研發(fā)到運(yùn)行的整個(gè)生命周期為載體，讓學(xué)生主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式來學(xué)習(xí)工程理論[2]，在教學(xué)活動(dòng)中融入CDIO模式，這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生，在企業(yè)和社會(huì)中的競(jìng)爭(zhēng)力將會(huì)得到大幅度提升。的確，CDIO教學(xué)理念比較切合軟件工程專業(yè)。然而，現(xiàn)有的基于CDIO的計(jì)算機(jī)語言類教改方案在細(xì)觀和微觀層面對(duì)教育理念進(jìn)行貫徹和踐行上還是存在一定的不足，使得其過于注重技能的培養(yǎng)[3]。OBE（Outcomes-based Education）基于學(xué)習(xí)結(jié)果的教育模式[4]，強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，根據(jù)學(xué)生能力及興趣的不同來設(shè)置不同的學(xué)習(xí)任務(wù)，最大程度的調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性。明確學(xué)習(xí)成效，以此作為教學(xué)過程的驅(qū)動(dòng)，以能力和學(xué)習(xí)成果入手反向構(gòu)建教學(xué)過程，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的課本教學(xué)，圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)組織設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)[5]。針對(duì)以上問題，在Java課程實(shí)際教學(xué)過程中，以CDIO-OBE和計(jì)算思維理念為指導(dǎo)，以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為目標(biāo)，實(shí)施了一系列教學(xué)手段和考核方式的改革，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生真正融入到課堂中來，提高學(xué)習(xí)效果。

2.1 理論教學(xué)改革

針對(duì)傳統(tǒng)Java課程理論教學(xué)中暴露出來的問題，我們采用案例化教學(xué)，將知識(shí)點(diǎn)融入案例中。教師不能單純的給學(xué)生講解案例，要通過案例引出問題，以問題為驅(qū)動(dòng)，由學(xué)生個(gè)人或者小組合作完成，教師起輔助引導(dǎo)的作用，使學(xué)生理解單個(gè)知識(shí)點(diǎn)在案例或者整個(gè)項(xiàng)目中的應(yīng)用。將工程思想引入到課堂，擺脫之前單純的老師講，學(xué)生聽的教學(xué)模式，讓學(xué)生很大程度的參與到課堂中來，實(shí)現(xiàn)學(xué)生在課堂上的主體地位，提升學(xué)生對(duì)編程的興趣，同時(shí)能夠鍛煉學(xué)生的計(jì)算思維。在案例的選擇上也要注意幾個(gè)問題，（1）選擇生動(dòng)有趣的案例。將復(fù)雜抽象的理論知識(shí)點(diǎn)融入到生動(dòng)有趣的案例中，吸引學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考探索問題。（2）選擇真實(shí)案例。案例來源于生活并加以一定的改造，從真實(shí)案例入手，提高學(xué)生對(duì)案例的接受程度，同時(shí)能夠加深學(xué)生對(duì)案例的理解。（3）選擇難度適中的案例。案例的難度及代碼長(zhǎng)度太大，學(xué)生難以完成，也會(huì)在一定程度上打擊學(xué)生的積極性。案例太小又不足以涵蓋主要的知識(shí)點(diǎn)，因此要選擇難度適中的案例進(jìn)行教學(xué)。

2.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是Java語言課程中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，能夠提升學(xué)生實(shí)踐能力，體現(xiàn)對(duì)知識(shí)的綜合應(yīng)用。在此環(huán)節(jié)中，教師要認(rèn)真準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在項(xiàng)目中加入計(jì)算思維的元素，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)積極的思考。由教師給出項(xiàng)目主題和用戶需求，3-5個(gè)學(xué)生自由組成小組，根據(jù)已掌握的知識(shí)對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行自主開發(fā)設(shè)計(jì)。各小組設(shè)置一名組長(zhǎng)，負(fù)責(zé)小組項(xiàng)目的整體分工，組織小組成員討論，爭(zhēng)取讓每一個(gè)學(xué)生有一次做組長(zhǎng)的經(jīng)驗(yàn)。將項(xiàng)目拆分成模塊，組內(nèi)成員每人負(fù)責(zé)一個(gè)模塊，獨(dú)立完成需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施、測(cè)試和維護(hù)。使實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)更加貼近實(shí)戰(zhàn)，以學(xué)生為中心，讓每一個(gè)學(xué)生積極主動(dòng)的參與到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考問題解決問題的能力，鍛煉學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作的能力。

2.3 考核方式改革

考核方式改革中要摒棄以往的閉卷考試的方式，更注重過程考核。（1）以學(xué)生考勤、完成課堂作業(yè)情況作為平時(shí)成績(jī)，另外在整個(gè)教學(xué)過程中，適時(shí)給學(xué)生留2-3個(gè)小項(xiàng)目，以作對(duì)學(xué)生階段性學(xué)習(xí)成果的檢驗(yàn)，模仿實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的流程，分組完成小項(xiàng)目的需求分析、設(shè)計(jì)、實(shí)施和測(cè)試，并將小項(xiàng)目的成績(jī)納入到平時(shí)成績(jī)中。（2）期末考試以大作業(yè)的形式進(jìn)行考核，教師設(shè)計(jì)一個(gè)具有實(shí)際意義的項(xiàng)目方案，學(xué)生分組完成期末大作業(yè)，讓學(xué)生在組內(nèi)負(fù)責(zé)不同的模塊，合作完成大作業(yè)。最后以答辯的形式，對(duì)各自所負(fù)責(zé)的部分進(jìn)行講解，針對(duì)項(xiàng)目完成過程中遇到的問題，可以進(jìn)行集中討論。充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力。教師根據(jù)每位學(xué)生的答辯情況、在小組內(nèi)所承擔(dān)的任務(wù)量和完成質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)定。

總結(jié)：將CDIO-OBE的教育理念以及計(jì)算思維的理論融入到Java語言教學(xué)中，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足。本次改革旨在培養(yǎng)應(yīng)用型人才，提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和綜合能力，提升學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，保證教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)提升教師的業(yè)務(wù)能力。實(shí)際教學(xué)也取得很大成果，但仍存在不足之處，在之后的教學(xué)過程中還需不斷探索，將CDIO-OBE和計(jì)算思維的理念更好的與實(shí)際教學(xué)相結(jié)合。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1]周煒.計(jì)算思維與“數(shù)據(jù)庫原理及應(yīng)用”課程[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2014，36（S1）：110-113.

[2]徐曉君，劉凱.基于CDIO-OBE理念的Java程序設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2017，13（32）：148-149.

[3]姜大志，孫浩軍.基于CDIO的主動(dòng)式項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)學(xué)習(xí)方法研究——以Java類課程教學(xué)改革為例[J].高等工程教育研究，2012（04）：159-164.

[4]王開麗.基于學(xué)習(xí)結(jié)果（OBE）的工程教育模式在Java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2018，14（13）：93-94.

[5]史曉楠.基于OBE的Java程序設(shè)計(jì)教學(xué)改革研究[J].軟件導(dǎo)刊，2017，16（08）：216-218.