基于CDIO工程理念的《面向对象程序设计C++》的教学改革探讨

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【摘要】本文针对三本院校的《面向对象的程序设计》课程的教学，结合CDIO理念，提出了课堂教学中如何将工程实践环节贯彻进来的方法，并对需要完成的教学措施进行了全面的阐述;然后对考核策略也进行了具体的设计。

【关键词】CDIO理念 面向对象程序设计 工程实践 考核方法

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）09-0244-01

一、目前程序设计类课程教学的普遍状况

长期以来，非计算机专业的c++程序设计的教学无论是教材的选取还是课堂教学，都注重语法和基本概念的讲解，而不注重对学生算法思路的逻辑训练和程序设计算法的教学，更不注重学生应用能力和工程能力的培养;且在教学过程中引入的案例都是以辅助讲解语法规则为目的，既抽象又枯燥无味。对学生而言，难以理解和接受，学习起来自然没有动力，导致课堂教学质量不高，学生学习兴趣不浓，不能真正理解程序设计的精髓。因此对于这种陈旧传统的教学模式，由于轻视设计、编码以及团队协作能力的培养，忽视工程经验的积累，无益于学生工程能力的培养和动手能力的培养。

当前，CDIO理念在工科大中专院校中有不同程度的尝试，为适应工程应用型人才的培养，本人在《对象程序设计C++程序设计》的教学过程中，积极运用CDIO工程教学模式，进行C++程序设计教学的实践与探索，从实践操作层面上进行C++程序计教学改革，并对该门课程教学及考核方式进行探讨与实践。

二、CDIO工程理念和课堂的结合

由于C++兼容C语言，两者在基本数据类型、运算符、表达式以及结构化程序设计、数组等部分有很多相同的内容。为了避免学生在学习时产生厌学情绪，同时也为了让学生将学过的以及未学的知识形成知识体系，根据CDIO工程教学模式，我们需要调整《面向对象程序设计（C++）》的教学大纲和教案。将面向对象的程序设计C++定位为C程序设计的后续进阶课程。通过课堂实例演示、综合项目开发的方式，强化程序设计方法，加强学生动手编制较大规模程序的能力。通过规范编程风格、普及软件工程基础知识等方法，训练学生工程实践能力，培养学生团队精神，初步积累编程和工程经验，为后续专业课程和以后工作奠定坚实的基础。

三、上课形式的重新设计

要想真正掌握和理解面向对象的程序设计，动手能力是其中重要的一环。在本次改革探索中，将重点放在课堂教学形式和手段上，旨在通过区别于传统授课方式的课堂设置，达到提高教学质量的目的。重点如下：

（一）要求每名学生自带笔记本电脑

传统授课中，学生只能学习理论语法知识，或者通过观看教师演示，这种授课方式本身就不具备动手能力培养的条件。在笔记本电脑普及的今天，几乎所有学生都有笔记本电脑。要求学生上课自带电脑，既有利于形成类似机房上机的学习氛围，提供培养动手能力的硬件条件，同时又可减轻对学校计算机实验室的需求和依赖，并且学生在课下也可以在自己的电脑上随时温习课堂内容，或者进行自己感兴趣的项目编程，引导学生将电脑充分利用起来，往有利于学习的方向发展，进而杜绝耍游戏或者其他在网上消磨时间的现象。

（二）采取专职教师讲授+实验教师指导的上课模式

授课时，专职教师讲授基础知识、演示语法，布置课堂练习并做上机指导的工作。很显然，一个老师带班是忙不过来的，很多同学的问题不能得到及时的解答。所以安排每班都搭配一名实验室教师，可以监督维持课堂秩序，随时对同学的疑问进行解答，同时辅助专职教师的相关工作。

四、CDIO人才培养模式下的考试改革

CDIO的教育模式主要是培养学生工程能力、职业道德、学术知识和运用知识解决问题能力、终生学习能力、团队协作能力、交流能力和大系统掌握能力。因此C++程序设计的考核应该围绕些能力进行，而传统的考试只能测试学生对知识的掌握程序，却很难测试出学生的工程、团队、交流等能力，而这些能力都是学生必需具有的能力。为了能够在C++程序设计的教学中，以基础知识、算法思想、团队精神、交流能力和动手能力等方而综合评价学生，需要对程序设计课程的考试进行改革，改革主要围绕平时成绩构成以及试卷结构。

在学生平时成绩构成中，将以下工程能力详细列成表格，分别打分：

（一）基础知识：课程教学过程中的随堂作业;

（二）工程素质：在教学期末，进行一次综合项目开发，由小组人员共同完成，包括需求分析、概要设计、系统实现、软件调试、项目答辩等五个方面;

（三）沟通能力：课程教学过程中实验任务、项目答辩和课程内讨论等;

（四）团队协作能力：课程中综合项目的小组成员组织、分工、任务完成情况和项目完成情况等。

优化试卷结构，主要考核基础知识应用能力，故是以编程题为主，考核学生程序设计思想、动手能力和编程调试能力。淡化选择题、填空题、判断题等题目。另外，辅助以简答题，以开放性的题目为主，主要考核学生对面向对象程序设计思想的理解以及在项目开发中累积的经验和感悟。

五、改革预期效果

培养了学生的自主学习、团队协作、动手能力等，提高了综合素质，学生解决问题的能力和实际动手能力有明显的提高，促进了实践过程与工程实际接轨。激发学生自主学习的热情，在项目团队的协作和交流中，促进了学生的思维能力、沟通能力、动手能力及合作精神，其综合素质得到较好的培养。

教师的教学能力得以提高，基于cdio工程理念的课程教学，其主要理念是通过项目制作实践环节，让学生在项目制作的过程中掌握理论知识。这就意味着教师决不可以袖手旁观，而是正好相反，对教师的要求也更高。教师要根据每个项目组学生工作的进展情况给予引导和适当的指导，帮助学生学会如何进行自主学习，使学生面对不同的情况和对象，会灵活选用和综合运用各种知识、手段。 教师还要根据各组不同的工程项目，分别对学生讲解必须注意的问题和必要的解决问题的方法及基本原则，介绍一些可供参考的途径和技巧等。

作者简介：

杨建军（1976-），男，甘肃天水人，硕士，讲师，研究方向：嵌入式软件教学与研究。