基于CDIO模式的非計算機專業(yè)《大學計算機》課程改革實踐

1、    基于cdio模式的非計算機專業(yè)大學計算機課程改革實踐    高原+汪瑾【摘 要】結(jié)合桂林電子科技大學的教學實踐，闡述了以計算思維培養(yǎng)為核心，以cdio項目實訓模式為載體，以翻轉(zhuǎn)課堂、分類輔導等多樣化教學方法為輔助的非計算機專業(yè)大學計算機課程改革情況?！娟P(guān)鍵詞】cdio模式；大學計算機；計算思維0 引言大學計算機是大學非計算機專業(yè)本科生的第一門計算機課程。計算機技術(shù)與控制技術(shù)、電子線路、通信系統(tǒng)、模擬電子電路、數(shù)字電子電路、圖像處理、數(shù)學建模、單片機技術(shù)等一系列電子信息類專業(yè)課程都有著緊密而深厚的聯(lián)系，在高?；A(chǔ)教育方面的重要性不言而喻。然而當前，

2、大學計算機課程逐漸演變成講授計算機的基本概念以及常用或流行軟件產(chǎn)品的使用指南，課程中文化的內(nèi)涵越來越少，基礎(chǔ)的內(nèi)涵越來越大，課程的開設也受到越來越多的質(zhì)疑。cdio工程教育模式2001年由美國麻省理工學院聯(lián)合多所高校共同開發(fā)，是當前國際上比較成功的一種工程教育理念和實施體系。cdio以項目設計為導向，工程能力培養(yǎng)為目標，以工程項目從研發(fā)到運行的生命周期為載體，涵蓋構(gòu)思、設計、實現(xiàn)、運作四個環(huán)節(jié)，圍繞項目設計將相關(guān)課程有機聯(lián)系起來，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯(lián)系的方式學習工程，在知識的學習和應用之間形成良性互動1-2。與傳統(tǒng)意義上的“做中學”不同，cdio有兩個明顯的特征：第一，是項目

3、的設置帶有工程性、實用性，向生產(chǎn)實踐和社會需求回歸；第二，是在項目實現(xiàn)后有一個總結(jié)和反思的過程，立足于實際項目，并進一步生發(fā)，“去其形而取其神”，講貫通這些知識的思維及其實現(xiàn)方式，引導學生的普適思維，教會學生問題求解思路與方法。cdio的理念思想與當前大學計算機課程改革所需任務驅(qū)動的學習方式和由項目實踐而進一步總結(jié)、升華形成的對電子信息素養(yǎng)的培養(yǎng)方向不謀而合，因此，在大學計算機教學，尤其是實驗環(huán)節(jié)的教學中具有很強的應用空間。1 任務驅(qū)動，推行cdio項目實訓模式當前大學計算機課程多以講授“軟件及應用”為主，軟件的時效性對課程的定位和評價產(chǎn)生了很大的影響。因此，必須突破傳統(tǒng)的“軟件使用指南”模式

4、，引入cdio理念，以實際應用為背景構(gòu)建實驗項目，培養(yǎng)學生解決實際問題的能力。實驗課堂采用35人的小班化教學，并根據(jù)各專業(yè)學生不同的培養(yǎng)要求和學生能力差異，項目設置多層次難度選擇，實現(xiàn)因材施教：1.1 基礎(chǔ)層次分別針對word、excel、ppt、access、photoshop、flash、adobe audition、dreamweaver、foxmail等核心內(nèi)容設計課題，使學生熟悉軟件環(huán)境，加深對各菜單和功能鍵的了解，通過簡單作品的呈現(xiàn)激發(fā)學習興趣。1.2 綜合層次以項目形式完成一個綜合性的作品。教師給出實驗最終效果圖樣（如一張海報、一份電子板報、一份演示文稿等），由學生通過基礎(chǔ)層次多

5、個模塊的綜合來實現(xiàn)預定效果。這個環(huán)節(jié)主要是鍛煉學生分析問題、分解問題的能力，使學生建立起系統(tǒng)的概念，懂得如何用基本模塊來構(gòu)造、實現(xiàn)復雜的功能。教師適當進行點撥，鼓勵學生提出多種解決方案并根據(jù)操作復雜度和時間復雜度兩個指標進行方案優(yōu)劣比較，提高思維活躍度。1.3 自主設計層次教師給出一個選題的大致方向，例如，要求學生制作一份演示文稿，對一部影視作品（或一部小說）進行推介，要求綜合運用以下技術(shù)：版式、母版、主題的運用和修改；圖片、表格、藝術(shù)字、文本框等對象的插入；超鏈接、音頻及視頻的插入及設置；動畫、切換效果和排練計時的設置等。項目的具體腳本內(nèi)容、設計方案、素材搜集、實驗實施、項目報告撰寫等均由學

6、生自主確定并完成。選題要求思路新穎、目標明確、具有創(chuàng)新性，鼓勵引入新技巧、新方法。自主創(chuàng)新實驗項目采用學生課堂展示、同學提問、教師點評的形式進行驗收，使學生的審美能力、材料組織能力、創(chuàng)造想象能力和項目實施能力都得到鍛煉和提升。2 “去其形而取其神”，著眼計算思維培養(yǎng)從學生的思維培養(yǎng)角度出發(fā)，對大學計算機課程中的各模塊知識進行挖掘，不但要講知識，更要講貫通這些知識的思維及其實現(xiàn)方式，實現(xiàn)計算機課程思維性教學改革，由具體的計算機基礎(chǔ)知識講授提升到思維方式培養(yǎng)的高度，引導學生的計算思維，使各專業(yè)學生都能夠掌握基于計算技術(shù)的問題求解思路與方法，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力，為將來應用計算手段進行本學科的研究與創(chuàng)

7、新奠定基礎(chǔ)。例如，在圖文混排項目中，通過指導學生制作一張飲食與健康小報，讓學生全面掌握字體、段落及頁面設置、分欄、首字下沉與懸掛、對象設置（圖片、圖形、藝術(shù)字、文本框）、圖文混排、邊框底紋、格式刷的應用等基本知識點。在此基礎(chǔ)上針對實際問題進行知識拓展，強化學生解決具體問題的能力。例如，針對素材圖片如何獲取問題，拓展知識如下：1）網(wǎng)上搜索，講述網(wǎng)絡搜索引擎的用法及圖片下載的多種形式；2）屏幕截圖，介紹紅蜻蜓截圖軟件、qq等聊天軟件截圖、word2010自帶截圖功能、鍵盤自帶拷屏鍵截圖等多種方式。針對圖片的處理，拓展以下知識點：1）采用word2010界面“圖片工具”中“格式”選項卡下的各種工具進

8、行摳圖、銳化、色調(diào)、飽和度、亮度和對比度調(diào)整，以及形成各種紋理化效果；2）介紹photoshop、美圖秀秀等常用圖片編輯軟件的功能及適用范圍3。針對排版問題，介紹滿版型、骨骼型、中軸型、對稱型、分割型、中心型等十幾種常見版面設計風格，培養(yǎng)學生審美能力和編輯設計能力。3 百花齊放，實現(xiàn)教學方法多樣化大學計算機課程內(nèi)容涵蓋信息表示、計算機體系結(jié)構(gòu)、算法思維與程序設計、操作系統(tǒng)、常用辦公軟件、數(shù)據(jù)信息處理、多媒體信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡與信息安全等多項內(nèi)容，有些是硬件方面的知識，有些則是純軟件的應用；有些內(nèi)容對理論把握要求較高，有些則更注重實際操作。因此，在授課過程中，也應當針對各章內(nèi)容的特點，采用不同

9、的教學方法，以達到最佳的教學效果，主要措施包括：1）實驗部分實行項目形式，基本操作通過教學視頻由學生自主預習完成，課堂教學部分則要求運用多種操作技能和方法，以項目形式完成一個綜合性的作品，培養(yǎng)學生系統(tǒng)運用知識的能力。2）打破教師“滿堂灌”，實行重點、難點集體講解與課堂個別輔導相結(jié)合的模式，引導學生探索多種解決方案，提高思維活躍度。3）部分內(nèi)容采用“翻轉(zhuǎn)課堂”，學生演示、講解操作過程，剖析設計理念，教師進行針對性點評并組織學生討論。4）每學期甄選出優(yōu)秀的學生設計作品進行展示，計入學生的平時成績，同時也向初學者展示出所學知識的應用范圍和實用性，學生的學習熱情和能動性均得到極大提升?！緟⒖嘉墨I】1王碩旺，洪成文.cdio：美國麻省理工學院工程教育的經(jīng)典模式基于對cdio課程大綱的解讀j.理工高教研究，2009，28（4）：116-11