基于CDIO 工程教育理论的Java 课程教学改革的探索与分析

张 丹 哈尔滨剑桥学院 150069

【文章摘要】

针对目前Java 课程的教学无法满足实际的人才培养需求的问题，提出引入CDIO 工程教育理念到Java 课程的教学改革中，以培养具有系统开发和工程实践能力的实践应用型人才为目标，对Java 课程的教学模式、教学方法等进行了探讨和研究。

【关键词】

CDIO ；Java ；教学改革

1 目前的Java 课程教学中存在的问题

虽然各高校都已开设了Java 系列的课程，但对于目前该课程的教学现状来说，还存在很多弊端，具体分析主要存在以下几个方面的问题：

（1）学生对课程的学习目标不明确。

由于目前的教学方式偏重于枯燥的理论灌输，在实践环节也只是简单的逻辑和语法训练，这使得学生对于知识的掌握非常片面，体会不到实际工程实践才能够带来的全局式的感受，因此，学习变得十分盲目。

（2）学生的学习兴趣不足。

由于程序设计语言本身的抽象性，加上传统的灌输式的课堂教学方式，很容易令学生感到枯燥，导致对该课程丧失了学习的热情和兴趣。

（3）实践教体现不出软件工程的开发理念。

在实践教学环节，大多是简单地实践一下和理论课内容对应的程序代码，或者布置简单的编程任务让学生来做。在此过程中缺少“系统开发”概念的灌输，学生的项目开发概念薄弱，软件开发能力不强。

（4）课程评价方式有待改进。

课程的评价方式过于偏重对理论知识的考核，无法科学有效地评价学生的实践动手能力，也不符合现代工程教育的评价标准。

2 CDIO 工程教育理论

CDIO 工程教育理论是应用于高等工科教育的一种创新模式，在2000 年，由美国麻省理工学院联合瑞典皇家工学院等几所工程大学联合创立，2005 年，CDIO 理念引入我国。CDIO 工程教育理念以产品研发到产品运行的生命周期为载体, 让学生在实践中，主动的学习工程。

CDIO 工程教育模式主要从专业理念的培养，课程计划的制定，实践环境的设计，教与学的新方法，教师提高，考核和评估等多个方面对人才培养提出标准和要求。与传统教学模式相比，CDIO 模式更适合于培养现代工程技术人员。

3 将CDIO 工程教育理论应用于Java 系列课程教学

3.1 引入项目作为课程载体，调整教学内容，提高学习兴趣

Java 课程的教学内容主要分为两个部分，一部分是Java 语言基础，包括基本语法、面向对象理论等知识；一部分是Java 核心内容，包括多线程、JavaAPI、IO 流、GUI 编程、网络编程和数据库编程等。由于一般高校在开设Java 课程之前，都会开设其他的编程语言，比如C 语言和C++ 等，因此，对于Java 基础部分的知识不用面面俱到的讲解，只需突出个别需要突出的地方即可。要把教学的重点放到Java 核心内容上来。

在讲解核心内容的时候，引入项目作为课堂教学的载体，选择一个能够涵盖各个章节知识点并具有实际意义的项目，可以将该项目根据功能模块以及所涉及的知识点，分成若干个小的案例，然后将每堂课要讲到的知识点融入其中，在讲解案例的同时，向学生们展示每个知识点的功能和使用方法。采用这种教学方式，可以让学生们直接体会到每个知识点的实际应用价值，使他们的学习更有针对性，学习的兴趣更高。

3.2 以项目的生命周期为载体，用具体的问题推进教学

计算机专业作为工科教育的一个代表，它对学生的培养目标应该是：学生的系统工程技术能力，尤其是软件项目的构思、设计、开发和实施能力。在Java 语言的教学过程中，一定要及时的向学生灌输软件开发的工程理念，在讲解每个案例的时候，可以先由教师将任务提出，然后启发和引导学生主动的寻找解决问题的方法，并鼓励学生积极的向老师展示自己的解决方案，并让学生们一起来参与讨论。在此过程中，让学生们带着问题去学习，并且教师要循序渐进的将指定的知识点引入，及时有效的讲解基本概念和基本方法。采用这种用具体问题推进教学的方法，可以大大的提高学生的学习热情，活跃课堂氛围，培养学生们主动探求知识，自主学习、分析问题和解决问题的能力。

3.3 实践教学环节的改革

实践教学环节一般包括：与课堂教学同步的实践课和学期后的实训课程两部分。与课堂教学同步的实践课环节实际上是理论课的延伸，所以在实践课中，可以把与理论课堂上讲解过的项目相似度较高的案例拿来，让学生们亲自动手实践，在具体的实施过程中要由学生自己对案例进行总体的分析，归纳出需要解决的问题，然后针对预期的目标制定出相应的解决方案。最后，由学生自己动手对案例进行设计和实现。

在课程实训阶段，一定要严格按照软件开发周期中的需求分析、设计、实现、测试维护四个阶段来展开任务，帮助学生建立“系统开发”的概念，培养学生工程项目开发和团队合作的能力。实训的题目可以由教师指定，也可以由学生自己进行选择，他们可以选择一些自己感兴趣的、比较新颖的题目，自己组织团队来开发，每个人扮演企业中的真实角色，各尽所能。这样能够锻炼学生们自身的自学能力和创新能力，沟通能力以及团队合作能力。

3.4 对传统的理论考核方式进行改革，加大实践环节的测评比重

目前，大多数高校中对于程序设计语言类课程的考核方式仍然采用传统的纸质测评的方式，这种传统的测评方式对于像Java 这样的实践性较强的语言类课程来说过分注重了对理论知识的考核，而忽略了学生是否真正参与到了学习活动中。

因此，在考核方式的改革中应该加大对实践环节的测评比重，将学生在学期中每个实践任务的完成情况作为最后考核的一部分，在考核的过程中既要注重结果，也要关注学生的学习态度、合作性和创造性等多个方面。可将每个学生的任务完成情况、答辩情况以及学生提交的设计文档等材料加入到考评环节中，以此来增加考评的科学性和合理性，使考核更符合现代工程教育的评价标准。

4 结束语

通过调查表明，这种按照CDIO 工程教育理念对Java 课程进行改革的方式，能够使学生们在学习的过程中参与到软件开发工作的各个阶段，使其体会到团队合作的重要性、以及锻炼他们独立思考、分析和解决问题的能力。当然，这些方法的应用还存在一些不够完善的地方，在以后的教学实践中仍需要不断创新和改进。

【参考文献】

[1] 李瑞生.Java 程序设计课程教学中遇到的问题和对策[J]. 计算机教育.2010.11.

[2] 陈磊，姚南生.Java 课程设置的探讨[J]. 淮南师范学院学报.2009.03.