基于TOPCARES-CDIO的Java程序設(shè)計(jì)課程改革研究

1、    基于topcarescdio的java程序設(shè)計(jì)課程改革研究    王樹寶+崔傳金【摘要】為進(jìn)一步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，提出基于topcares-cdio理念的課程改革，使學(xué)生從重知識教育轉(zhuǎn)向重技能培養(yǎng)。 文章從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)組織形式、課程考核方式四方面進(jìn)行詳細(xì)闡述，在實(shí)施新教學(xué)法的過程中突出五步教學(xué)法實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)交叉互動(dòng)，同時(shí)將實(shí)踐教學(xué)劃分三個(gè)層次。課程改革的實(shí)踐成效證明該課程改革有助于培養(yǎng)學(xué)生分析、解決問題的能力，進(jìn)而取得良好的教學(xué)效果。【關(guān)鍵詞】topcarescdio ； 項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)-雙主互動(dòng) ； 課程改革 ； 五步教學(xué)法【

2、基金項(xiàng)目】華北理工大學(xué)2013年度教育教學(xué)改革項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：q1399-04）。g642.3 b 2095-3089（2015）23-0287-021.引言鑒于java的發(fā)展前景，眾多高校已將java程序設(shè)計(jì)作為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的核心課程，但在教學(xué)過程中存在以下三個(gè)問題：首先，在教學(xué)內(nèi)容方面，傳統(tǒng)的課程模式是從基本語法到各種應(yīng)用程序逐步深入。這種模式不符合軟件技術(shù)行業(yè)領(lǐng)域和java職業(yè)崗位知識、能力、素質(zhì)的要求，忽視對學(xué)生社會(huì)人文素養(yǎng)的培養(yǎng)，不利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。其次，在實(shí)踐教學(xué)方面，雖然將基本概念、基本語法用典型案例貫穿起來，但案例之間的聯(lián)系不夠緊密，無法實(shí)現(xiàn)“學(xué)中做，做中學(xué)”的設(shè)計(jì)思路。

3、同時(shí)，學(xué)生易重理論輕實(shí)踐，針對具體問題只能照搬教材案例的思路，缺少程序分析、程序設(shè)計(jì)、程序查錯(cuò)糾錯(cuò)能力。最后，在課程考核方面，傳統(tǒng)的課程考核方式是閉卷筆試，考核內(nèi)容以概念、語法等內(nèi)容為主，嚴(yán)重背離高等職業(yè)教育人才培養(yǎng)目標(biāo)，制約高技能實(shí)用型人才的培養(yǎng)。2.topcarescdio教學(xué)理念結(jié)合高等教育實(shí)際與it行業(yè)人才需求標(biāo)準(zhǔn)，借鑒cdio工程教育模式，創(chuàng)造性的提出topcares-cdio教育教學(xué)理念。它是一種一體化人才培養(yǎng)模式，即根據(jù)市場對it人才的能力結(jié)構(gòu)需求確立培養(yǎng)計(jì)劃及目標(biāo)，制定模塊化的課程體系。同時(shí)，要求以具體的實(shí)踐項(xiàng)目貫穿課程教學(xué)，讓學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中系統(tǒng)地、循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生個(gè)人能力

4、、專業(yè)技術(shù)能力、職業(yè)能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、溝通能力等綜合能力。3.topcarescdio理念在java教學(xué)改革中的應(yīng)用針對java程序設(shè)計(jì)課程的特點(diǎn)，根據(jù)topcares-cdio教育理念，對教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)組織形式及課程考核方式等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行改革。3.1 改革教學(xué)內(nèi)容教材是實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)的重要指南，為了將topcares- cdio教育教學(xué)理念、知識技能引入課程， 在進(jìn)行精心講解的同時(shí)需注意難點(diǎn)的合理分解，既保證概念的整體性，又能使學(xué)生易于接受，并從軟件企業(yè)需要學(xué)生具備什么樣的知識技能入手，實(shí)現(xiàn)課程設(shè)置、內(nèi)容模塊的設(shè)計(jì)與技能的培養(yǎng)與企業(yè)“零距離”對接。因此，需要打破以知識講授為主要

5、特征的傳統(tǒng)課程模式，轉(zhuǎn)變成以項(xiàng)目與任務(wù)為中心組織課程內(nèi)容，既能突出職業(yè)能力培養(yǎng)，又能體現(xiàn)基于職業(yè)崗位分析和具體工作過程的課程設(shè)計(jì)理念。3.2 改革教學(xué)方法本著以職業(yè)崗位能力為中心，以技術(shù)應(yīng)用能力為主線，兼顧知識、能力、素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展， “弱化理論原理、突出操作技能、體現(xiàn)最新技術(shù)”的教學(xué)思想，把“精講多練、以學(xué)生為主體”的教學(xué)方法貫穿在整個(gè)教學(xué)過程。3.2.1在理論教學(xué)中靈活使用多種教學(xué)方法提高課堂教學(xué)效率（1）啟發(fā)式教學(xué)法由于啟發(fā)式教學(xué)法可以激發(fā)學(xué)生的思維，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，常常用于引入新概念的教學(xué)。例如，線程是個(gè)難點(diǎn)，講解時(shí)不宜直接給出線程的定義，如果先回憶“進(jìn)程”的概念，分析一個(gè)進(jìn)程

6、的執(zhí)行過程，再引出線程的概念，學(xué)生就容易獲得正確的結(jié)論。（2）討論式教學(xué)法該方法常用來消化課程教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。例如，在講述類的構(gòu)造中，從實(shí)例出發(fā)，由學(xué)生分組進(jìn)行自學(xué)、討論，給出該類的屬性定義和方法定義，設(shè)置變量等，最后由教師進(jìn)行總結(jié)、修改和補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。（3）任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法在課堂教學(xué)中適時(shí)引入一個(gè)典型案例，通過分解任務(wù)與講解練習(xí)的有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生能夠積極參與到整個(gè)教學(xué)過程中來，體現(xiàn)以學(xué)生為中心，教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想。3.2.2 在實(shí)踐教學(xué)中采用“項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)-雙主互動(dòng)”教學(xué)方法在項(xiàng)目綜合實(shí)訓(xùn)的開始階段，由教師主導(dǎo)任務(wù)的提出，教師對已有的項(xiàng)目案例進(jìn)行剖析，介紹系統(tǒng)開發(fā)中的一些高級編程

7、知識點(diǎn)，鼓勵(lì)學(xué)生樹立自主完成項(xiàng)目開發(fā)的信心。接下來的開發(fā)階段由學(xué)生自主進(jìn)行，但必須遵循“需求分析概要設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)編程調(diào)試項(xiàng)目掃尾”的過程模式。開發(fā)的最后階段是項(xiàng)目驗(yàn)收階段：學(xué)生自述并演示自己的作品教師提問、學(xué)生進(jìn)行答辯教師點(diǎn)評總結(jié)并記錄成績。通過驗(yàn)收點(diǎn)評活動(dòng)，每個(gè)學(xué)生個(gè)體的思維智慧都能為全體學(xué)生所共享，從而提高所有學(xué)生的項(xiàng)目開發(fā)綜合技能。3.2.3理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)交叉互動(dòng)教學(xué)程序?qū)嵤叭蝿?wù)驅(qū)動(dòng)，項(xiàng)目導(dǎo)向”模式：情境案例導(dǎo)入 相關(guān)知識講授 做中學(xué)、學(xué)中做 應(yīng)用提高訓(xùn)練 單項(xiàng)技能實(shí)訓(xùn)5個(gè)步驟實(shí)施，層層遞進(jìn)。通過課堂講授案例完成知識講解，把枯燥的理論、公式轉(zhuǎn)化成實(shí)際案例，邊講邊練，將相關(guān)知識與實(shí)際

8、操作緊密結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際應(yīng)用能力。把典型工作任務(wù)分解為具體的工作項(xiàng)目，實(shí)現(xiàn)教師講解，學(xué)生模擬的目的。通過典型案例的分析，使學(xué)生掌握相關(guān)知識的同時(shí)，加強(qiáng)職業(yè)道德教育，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。3.3 改革教學(xué)組織形式在實(shí)踐教學(xué)安排中，可將實(shí)踐教學(xué)分為三個(gè)層次：知識與能力層、過程與方法層、情感態(tài)度與價(jià)值觀層。3.3.1知識與能力層是與課堂教學(xué)相對應(yīng)的單元項(xiàng)目實(shí)踐，突出軟件開發(fā)基本技能的訓(xùn)練endprint課堂圍繞項(xiàng)目組織、實(shí)施教學(xué)，同時(shí)，實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)也以項(xiàng)目練習(xí)為指導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生軟件開發(fā)基本技能。通過項(xiàng)目實(shí)踐，學(xué)生可以較全面地了解java面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)技術(shù)，掌握面向?qū)ο筌浖_發(fā)的基本技能，

9、熟練掌握java基本語法和編程規(guī)范。3.3.2 過程與方法層是基于實(shí)際應(yīng)用的軟件項(xiàng)目開發(fā)，突出職業(yè)崗位能力的培養(yǎng)通過兩周模擬企業(yè)工作模式及工作流程的軟件項(xiàng)目開發(fā)，讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉java基本知識和基本技能，并積累其實(shí)際項(xiàng)目開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。4-5位學(xué)生組成軟件項(xiàng)目組，針對相應(yīng)項(xiàng)目進(jìn)行需求分析，并確定開發(fā)目標(biāo)，制定開發(fā)計(jì)劃，并按照開發(fā)計(jì)劃獨(dú)立完成項(xiàng)目的開發(fā)。整個(gè)開發(fā)過程中，以學(xué)生自主開發(fā)為主，教師的作用僅為答疑、開發(fā)過程監(jiān)控以及對共性問題進(jìn)行總結(jié)與歸納、對學(xué)生完成的項(xiàng)目進(jìn)行驗(yàn)收與評價(jià)。3.3.3情感態(tài)度與價(jià)值觀層是創(chuàng)新工作室實(shí)踐，突出個(gè)性化培養(yǎng)與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)對項(xiàng)目開發(fā)能力較強(qiáng)并有意從事java項(xiàng)目開發(fā)

10、的學(xué)生，應(yīng)讓其參與java創(chuàng)新工作室的工作。通過自選研究方向，更進(jìn)一步鍛煉其研究性學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力。java創(chuàng)新工作室采用學(xué)生自主管理模式，從技術(shù)方向選擇，技術(shù)研究路線確定，技術(shù)實(shí)現(xiàn)等均由學(xué)生完成，指導(dǎo)教師主要起咨詢和引導(dǎo)作用。3.4 改革課程考核方式考核方式實(shí)行筆試、機(jī)試與平時(shí)成績相結(jié)合的評分體系，這樣的考核標(biāo)準(zhǔn)更加全面、合理和完善。其中理論考核占總成績的40%，并從內(nèi)容上加大分析題的比例，加強(qiáng)對知識運(yùn)用能力的考核。實(shí)踐考核包括學(xué)生平時(shí)的實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)兩個(gè)方面，根據(jù)每次實(shí)踐活動(dòng)的實(shí)際情況進(jìn)行累計(jì)考核，著重考察學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力以及獨(dú)立解決的能力，占總成績的40%。平時(shí)表現(xiàn)包括作業(yè)、考勤、實(shí)驗(yàn)報(bào)告等，占總成績的20%。4.教學(xué)改革的實(shí)踐成效從2011年開始，不斷探索該課程的教學(xué)改革，并對6個(gè)班級190人（3個(gè)班級實(shí)施傳統(tǒng)教學(xué)，3個(gè)班級利用topcares-cdio理念教學(xué)）進(jìn)行試卷分析。結(jié)果表明，傳統(tǒng)教學(xué)班級成績“中等”以上的人數(shù)比例約為58%，而利用topcares-cdio教育教學(xué)理念進(jìn)行教學(xué)的班級成績“中等”以上的人數(shù)比例占83%以上，同時(shí)，學(xué)生成績“不及格”的人數(shù)比例顯著下降。5.結(jié)語教學(xué)實(shí)踐證明：采用基于topcares-cdio理念的java教學(xué)