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基于CDIO理念的高校计算机专业应用型人才培养模式的探讨

时间:2022-03-20 10:21:06 浏览次数:

[摘 要]结合社会对计算机专业人才的需求,本文分析研究了计算机专业课程教学模式中存在的问题,并提出了基于CDIO教育理念的计算机专业教学模式。该模式在《数据结构》、《数据库原理》等课程中实践与探索,取得了很好的效果。

[关键词] 计算机专业 应用型人才 培养模式 CDIO理念

基金项目:陕西省教改项目(11BY72),延安大学教改项目(YDJGZD-03)。

引 言

随着知识经济时代的悄然来临,市场对计算机专业人才的需求空前增加,在二十世纪末本世纪初达到了一个高峰。纵观几年来高校计算机人才培养工作的实际,情况不容乐观,可以说是有喜有忧。主要体现在:一方面,高校的确为社会经济发展培养了大批计算机专门人才;另一方面,市场对高素质计算机人才的需求仍然很大, 而高校培养的计算机人才又不能完全满足市场对人才的内在要求,部分学生面临就业困难,出现了供需矛盾。究其原因,主要是由于许多高校在计算机专业人才培养上定位不准,模式单一,毕业的大学生缺乏工程应用能力与创新人才,无法满足市场的要求,如何提高高校计算机专业的教学质量,培养高素质的应用型人才是本文探讨的重点。

高校计算机专业人才培养模式存在的问题

1.传统的教学理念对综合实践重视度不够

传统的教学模式中,课堂教学课时占70%,实验课时占30%;四年本科学习期间,学生践习1周,毕业设计10周,约占总时间的6.88%。随着科学技术的发展、网络应用的普及,计算机专业作为一门工科类学科,对社会科学、经济、教育等各行各业的发展起着越来越重要的作用。仅占6.88%的综合实践对培养工程性应用人才显然是不够的。

2.传统的教学模式不适于培养应用型、创新性人才

目前的课堂教学模式仍以老师讲授教材知识为主,学生学习兴趣不浓、目标性不强,往往是被动接受,强迫消化;实验课内容简单、题目单一,学生的主动性难以调动,部分学生的思维容易被已完成任务的同学的思维影响,而且很难杜绝照抄现象。这样的教学模式,不适合培养学生独立思考的能力、自学能力、解决问题能力,也不易培养工程应用性人才。

3.学生对数学基础知识的重要性认识不足

计算机专业需要深厚而宽广的数学基础。在目前的计算机专业课程体系中,数学课程主要有《高等数学》、《线性代数》、《离散数学》、《概率统计》。这些课程都是非常重要的基础课,而很多学生认为这些课程与计算机专业没有密切联系;也有些学生过于浮躁,急于知道这些数学知识在计算机的作用,因不能及时看到明确的应用而感到学习数学的茫然。因此在学习数学课程的过程中,不积极、不踏实、不思考、不挖掘,只求考试及格。没有扎实宽广的数学基础是解决实际问题的拦路虎。

4.教师的工程实践能力有待于进一步提高

培养应用型的计算机工程人才,需要“双师型”的教师队伍。而我们目前的教师,大多数是从学校到学校,缺乏深入社会、企业工程实践经验。给学生讲授科研课题时,容易出现理论讲授与解决实际问题脱节现象,不利于培养学生解决实际问题的能力。

基于CDIO教育理念的计算机教学模式

1.以先进的CDIO教学理念为指导

CDIO工程教育模式是近年来国际工程教育针对工程人才短缺和工程教育质量问题改革的最新成果。从 1986 年开始,美国国家科学基金会(NSF)、 美国国家研究委员会(NRC)、国家工程院 (NAE)和美国工程教育学会(ASEE)纷纷展开调查和制定战略计划,积极推进工程教育改革。正是在此背景下,MIT 以美国工程院院士Ed. Crawley 教授为首的团队和瑞典皇家工学院等4 所大学从 2000 年起组成跨国研究组合,获Knut and Alice Wallenberg基金会近1600万美元巨额资助,经过4年探索创立CDIO工程教育理念并成立 CDIO国际合作组织。CDIO工程教育模式的含义是构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)与运作(Operate);基本的方法论是“基于项目的学习”和 “做中学”;目标是提高工程教育质量,培养工程人才[1-3]。

结合我校的实际情况,计算机专业教学应以CDIO教育理念为导向,将课堂教学与实践教学融为一体,实施基于社会、企业的工程项目的课程设计方案,让学生做中学,培养高素质的应用型工程人才。

2.结合实际,以问题驱动的形式改变传统的教学方法

在课堂教学中,老师将课本知识与实践应用紧密结合,以问题驱动的形式引出知识,将学生置于主体地位,分析讨论问题,寻求问题解决方法。这种方法能充分调动学生的积极性、能动性,让学生带着浓厚的兴趣参与到解决实际问题中,并在求解的过程中学到知识;可以从根本上改变学生的厌学情绪,培养学生的分析能力、解决问题能力,激发学生的创新精神;并指导学生对所学知识进行整理、比较和归纳;引导学生带着问题思考,利用网络资源满足自己强烈求知欲,学会自学能力,逐步完善知识结构。

3.注意数学知识的教学与融入

针对计算机学科需要更扎实宽广的数学基础的特性,我们不仅要注重学生入学后数学课程的教学质量,如《高等数学》、《线性代数》、《离散数学》等,要让学生清楚地认识到数学是计算机学科的重要基础,而且将数学知识的学习一直要融入我们的课堂教学与课程设计中。只有拥有了扎实宽广的数学知识,才能培养出高素质的计算机工程人才。我们的目标不仅要培养高级程序员、软件工程师,更应注重培养软件架构师。

4.开设基于工程项目的课程设计

对于实践性很强的计算机专业课程,开设以CDIO为导向,基于项目的三级分层分块的课程设计。其中的第一级是基础课程设计,就是为每一门课程开设基于项目的课程设计;第二级是基于课程群的课程设计,是根据课程间的相关性,将几门课程化成一块,建立课程设计,比如:《高级程序语言设计》、《离散数学》、《数据结构》等课程间有密切的相关性,将它们划分为一个块,建立基于课程群的课程设计,让学生在做的过程中,巩固所学知识,培养能力;第三级是综合课程设计,可以在毕业设计的过程中实施。另外,还要为每一级课程设计建立课程设计效果测评方案。根据每一级课程设计的内容和对学生的要求,分析测评因子(如:调研分析、方案设计、完成项目进度、完成质量、档案的规范性、积极主动性、团队协作、自我学习、沟通、交流、表达等因素)及其权重,设计合理有效的评价模型。以CDIO教育理念为导向,基于社会、企业工程项目的课程设计流程如图1所示。

图1 基于项目的课程设计

5.培养“双师型”的教师队伍

建设一支结构合理、具有较高教学水平和较强实践能力的优秀教师团队。通过项目的实施,培养更多的专业骨干教师,特别是培养年轻的专业骨干教师。要求骨干教师每年必须承担工程项目的开发工作,保证与企业保持紧密联系;尽量参加国际国内的教育、学术交流活动,开阔视野、丰富和更新知识、提高教学水平,保证教师有先进的教学理念和教学方法,保证骨干教师具有专业课程开发的能力;经常组织团队学习讨论活动,共同讨论教学、项目开发中存在的问题,研讨教学与科研的方法,以促进教学效果、提高科研能力。

结 语

针对社会对计算机专业人才的需求与计算机专业毕业生就业不理想的实际状况,分析总结目前计算机专业课程教学中存在的问题,提出以CDIO教育理念为导向,对传统教学模式进行改革,开设多级课程设计,培养“双师型”教师队伍,以培养学生查阅资料能力、分析问题能力、解决问题能力、创新能力以及协作能力。该培养模式在《数据结构》和《数据库原理》、《软件工程》等课程中进行了应用与探索,结果表明可提高学生的工程实践能力,培养社会、企业需求的应用型、创新型人才,同时提升我校计算机专业的教学质量。

参考文献:

[1]查建中.面向经济全球化的工程教育改革战略——产学合作与国际化[J].高等工程教育研究,2008,16(1):21-28.

[2]查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,16(3):1-6.

[3]顾佩华,沈民奋,李升平等.从CDIO到EIP-CDIO——汕头大学工程教育与人才培养模式探索[J].高等工程教育研究,2008,16(1):12-20.

[4]温涛. 基于TOPCARES-CDIO的一体化人才培养模式探索与实践[J].计算机教育,2010, 8(11):23-29.

[5]国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年),中华人民共和国中央人民政府,新华社北京2010年7月29日电, .cn/qkpdf/sjgj/sjgj201204/sjgj20120449.pdf" style="color:red" target="_blank">原版全文

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