探析CDIO數據結構教學(xué)改革的優(yōu)秀論文

　　1、教學(xué)實(shí)踐改革

　　CDIO是“做中學(xué)”原則和“基于項目化教學(xué)”的幾種體現，建構主義學(xué)習理論認為，知識不是通過(guò)教師傳授得到的，而是學(xué)習者在一定的情境下，借助他人的幫助，利用必要的學(xué)習資料，通過(guò)意義建構方式獲得的。項目教學(xué)法與建構主義學(xué)習理論都強調以學(xué)生為中心，強調真實(shí)任務(wù)或活動(dòng)的重要性。結合《數據結構》課程自身的特點(diǎn)，在教學(xué)中按照從問(wèn)題到程序的項目設計思路，從以下四個(gè)步驟逐步引導學(xué)生學(xué)習：

　�、俳�立數據結構模型，設計抽象數據類(lèi)型；

　�、谒惴ㄔO計；

　�、蹖�(shí)現抽象數據類(lèi)型；

　�、艹绦蚓帉�(xiě)與調試。與該知識框架相對應，我們提出了該課程的能力培養目標，主要包括以下幾個(gè)方面的能力：

　�、佘浖�需求分析與結構設計能力；

　�、趯�(shí)現方案設計能力：

　�、劬帉�(xiě)代碼和項目測試能力；

　�、軐W(xué)生的團隊協(xié)作和溝通能力。為項目能力培養框架，圍繞課程基本理論，通過(guò)引入項目教學(xué)，對各個(gè)階段學(xué)生能力培養目標進(jìn)行剖析，提出了基于CDIO的教學(xué)改革措施，包括以下幾個(gè)方面：

　�。�1）課程應用與發(fā)展綜述

　　《數據結構》課程內容枯燥乏味，在引導學(xué)生進(jìn)行學(xué)習的時(shí)候，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣、提高學(xué)習積極性就至關(guān)重要了。我們要求學(xué)生查閱資料，了解本課程當前的應用情況及發(fā)展狀況，并撰寫(xiě)綜述報告。通過(guò)這種方式，學(xué)生認識到該課程在本專(zhuān)業(yè)知識體系結構中的重要地位和對提升編程能力的核心作用，以及課程在現實(shí)系統中的應用情況，只有認識到這幾點(diǎn)，學(xué)生才能有學(xué)習的主動(dòng)性和積極性，此外，通過(guò)這種方式，可以訓練學(xué)生的文獻綜述的寫(xiě)作能力。

　�。�2）項目驅動(dòng)的理論教學(xué)

　　項目教學(xué)法是一種基于構建主義理論的探究式學(xué)習模式，將教學(xué)內容融入一個(gè)個(gè)小型項目的真實(shí)情境中，以學(xué)生的自主性、探索性學(xué)習為基礎，由教師引導學(xué)生來(lái)實(shí)現項目。這種方法將過(guò)去的“知識傳授為目標的”傳統教學(xué)模式改為以“知識傳授為載體，以能力與素質(zhì)培養為主要目標”的新模式�；�于CDIO的《數據結構》的教學(xué)要求立足項目的生命期來(lái)展開(kāi)，以項目為載體，教學(xué)活動(dòng)圍繞項目來(lái)展開(kāi)，從基本理論入手，培養學(xué)生的算法設計技能，編程能力以及團隊協(xié)作能力。為此，本文設計了基于CDIO的《數據結構》課程教學(xué)體系。課程圍繞幾種數據結構展開(kāi)教學(xué)，每個(gè)知識點(diǎn)設置一個(gè)相應的項目，并根據項目設置理論教學(xué)環(huán)節。這種將項目融入到各個(gè)知識點(diǎn)中的教學(xué)思想，讓學(xué)生從主觀(guān)上對《數據結構》課程有一個(gè)感性的認識的同時(shí)，還使得他們在任務(wù)驅動(dòng)下學(xué)習相關(guān)理論知識，提升編程能力。這點(diǎn)正符合項目教學(xué)、任務(wù)驅動(dòng)的課程體系改革的目標。

　�。�3）分層次的實(shí)踐教學(xué)

　　實(shí)踐教學(xué)環(huán)節對提升學(xué)生編程水平起著(zhù)至關(guān)重要的作用，因此，合理設計實(shí)踐教學(xué)，能起到事半功倍的作用。結合學(xué)生學(xué)習的特點(diǎn)，我們將實(shí)踐教學(xué)環(huán)節進(jìn)行分層設計：第一，基礎實(shí)驗：即將課堂教學(xué)中涉及的算法通過(guò)編程來(lái)實(shí)現，這有利于學(xué)生掌握程序設計的基本技巧。第二，開(kāi)放性實(shí)驗：要求組建學(xué)習小組，各小組選擇或自擬一個(gè)題目，遵循軟件設計思想來(lái)完成一個(gè)軟件項目。包括：程序的構思—模型建立、設計—算法設計、抽象數據類(lèi)型實(shí)現、實(shí)施—應用程序編寫(xiě)、運行—程序測試、展示和書(shū)寫(xiě)文檔。通過(guò)項目實(shí)施訓練學(xué)生的工程意識和程序開(kāi)發(fā)能力。

　　2、教學(xué)方法改革

　�。�1）項目驅動(dòng)教學(xué)

　　項目教學(xué)法的特點(diǎn)是“以項目為主線(xiàn)、教師為主導、學(xué)生為主體”，創(chuàng )造了學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng )新的新型教學(xué)模式。在教學(xué)中引入微型項目，設置教學(xué)任務(wù)，要求任務(wù)的目標性明確，教學(xué)情境的創(chuàng )建圍繞任務(wù)展開(kāi)，使學(xué)生帶著(zhù)任務(wù)學(xué)習。首先使學(xué)生對每種數據結構在現實(shí)中的應用有一個(gè)清晰的認識，在任務(wù)的驅動(dòng)下激發(fā)學(xué)生的求知欲，改變學(xué)生的學(xué)習狀態(tài)，主動(dòng)去探索、去學(xué)習。與此同時(shí)，教師在教學(xué)時(shí)，始終圍繞項目開(kāi)展教學(xué)，通過(guò)對項目進(jìn)行分析，引導學(xué)生認識到用現有知識結構去實(shí)現該項目存在的問(wèn)題，自然而然地將學(xué)生引入到嶄新的知識領(lǐng)域，從而幫助學(xué)生拓寬視野。以問(wèn)題的形式，啟發(fā)學(xué)生思考實(shí)現的方法，學(xué)生在這種學(xué)習環(huán)境下，能認識各個(gè)知識點(diǎn)在現實(shí)中的應用，因而獲得學(xué)習的動(dòng)力，化被動(dòng)學(xué)習為主動(dòng)學(xué)習，并將學(xué)習的目標從對理論的理解轉化到具體的實(shí)現上來(lái)，以此來(lái)提高自身程序編寫(xiě)的綜合素養。

　�。�2）分組教學(xué)法

　　在實(shí)踐教學(xué)中，采取項目組的形式，將全班學(xué)生分成幾個(gè)項目組，一般4~6人為一組，完成一個(gè)自選項目，每個(gè)組配有一個(gè)組長(cháng)。從項目的分析、抽象數據類(lèi)型的定義、算法設計到編程實(shí)現及最終測評，全部由組長(cháng)負責組織各項學(xué)習活動(dòng)，組員協(xié)作完成。教師在項目實(shí)施過(guò)程中充當總工程師的角色，有目的地引導學(xué)生發(fā)現新知識，解決處理項目中遇到的困難，培養學(xué)生團隊合作、解決問(wèn)題等綜合能力，提高了理論水平和實(shí)踐操作技能。

　�。�3）互動(dòng)式教學(xué)法

　　在項目教學(xué)中，學(xué)生代表將對每個(gè)項目的實(shí)施過(guò)程制作相應的文檔，上講臺講解，并與大家進(jìn)行交流討論，以此強化學(xué)生的質(zhì)量意識，促進(jìn)相互學(xué)習。同時(shí)，為了提高實(shí)踐效果，教師應對軟件編寫(xiě)的每個(gè)環(huán)節嚴格把關(guān)。每個(gè)小組應派出代表在班級匯報程序設計的進(jìn)展及思路，以及每位學(xué)生在設計過(guò)程中充當的角色和承擔的工作，并展開(kāi)討論，這樣可以在一定程度上減少搭順風(fēng)車(chē)的現象，同時(shí)通過(guò)讓學(xué)生參與教學(xué)的各個(gè)環(huán)節，提高學(xué)生的學(xué)習積極性。

　�。�4）網(wǎng)絡(luò )教學(xué)法

　　利用現代化信息技術(shù)服務(wù)教學(xué)是當前教學(xué)改革一個(gè)主流趨勢。在《數據結構》的教學(xué)中，除了課堂教學(xué)以外，我們應充分利用現有環(huán)境給學(xué)生提供更為豐富的教學(xué)資源。針對重要知識點(diǎn)，制作視頻教程，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )教學(xué)平臺共享，使得課堂教學(xué)能順利圍繞項目的實(shí)現來(lái)展開(kāi)。此外，通過(guò)網(wǎng)站的在線(xiàn)答疑、留言板等功能，搭建了一個(gè)學(xué)生之間、師生之間的交流平臺，及時(shí)幫助學(xué)生解決學(xué)習中的各種問(wèn)題，提高了學(xué)生的學(xué)習自主性�？傊�，教學(xué)方法的改革旨在提高學(xué)生項目實(shí)踐能力、自主學(xué)習的能力和團隊協(xié)作的能力。

　　3、考核形式改革

　　要保證教學(xué)效果，考核形式就不能局限于單一的期末考核方式，必須有一套合理的考核標準。CDIO標準中，要求學(xué)生的基本個(gè)人能力和人際能力、產(chǎn)品、過(guò)程和系統構建能力以及學(xué)科知識都要融入到專(zhuān)業(yè)考核之中，通過(guò)多元化的考核機制，不僅能測評學(xué)生對理論知識的掌握程度，更能對學(xué)生的探索性、分析問(wèn)題能力、工程能力進(jìn)行全面的評估。本課程的考試改革方式如下：

　�、倨綍r(shí)成績(jì)，占20%，包括課堂紀律、出勤及微型項目完成后提交作業(yè)的完成情況；

　�、陧椖砍煽�(jì)，占50%，由項目小組長(cháng)與組內成員根據成員在項目中做出的貢獻和團隊合作態(tài)度和能力以及創(chuàng )新能力來(lái)共同評定，要求項目小組對項目進(jìn)行總結，各成員陳述自己完成的工作和收獲；

　�、燮谀┏煽�(jì)，占30%，由于該課程要求學(xué)生不僅掌握程序設計的基本思路，還要求具備程序實(shí)現的能力，在此，將期末考試通過(guò)上機方式進(jìn)行考核，主要考察內容包括基礎理論、算法設計以及程序編寫(xiě)能力。這種考核方式將考核貫穿于整個(gè)教學(xué)過(guò)程的始終，有利于控制每個(gè)教學(xué)環(huán)節，有利于提高學(xué)生學(xué)習的自覺(jué)性和主動(dòng)性，有利于培養學(xué)生團隊協(xié)作、溝通能力，避免了突擊應付考試的現象，能顯著(zhù)提高教學(xué)效果。

　　4、CDIO教學(xué)實(shí)施中應注意的問(wèn)題

　　通過(guò)在教學(xué)中引入CDIO的思想，使學(xué)生不僅能了解軟件項目的設計流程，而且還能掌握本課程的主要知識和軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，并逐步形成軟件開(kāi)發(fā)能力。但是，項目的實(shí)施卻不是紙上談兵，需要教師精心設計每個(gè)教學(xué)環(huán)節，除此之外，我們認為，CDIO教學(xué)實(shí)施還需要注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

　�。�1）教師應提升自身的項目經(jīng)驗

　　教師應參加項目實(shí)訓，提升自身的項目經(jīng)驗，這樣才能在教學(xué)過(guò)程中做到有的放矢、游刃有余。教師在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，要注意把握指導的尺度，有效引導學(xué)生，既不能完全掌控實(shí)施過(guò)程，也不能放任自流，應將教師指導與鼓勵學(xué)生主動(dòng)性、創(chuàng )新性有效結合起來(lái)。

　�。�2）注重課程之間的橫向聯(lián)系

　　要開(kāi)展企業(yè)的工程項目，僅具備《數據結構》課程知識，是做不到的，特別是面向對象程序設計，所以，需要學(xué)生將相關(guān)課程有機聯(lián)系起來(lái)。

　�。�3）學(xué)生應充分發(fā)揮主觀(guān)能動(dòng)性

　　在學(xué)習中提倡“自主設計、自己動(dòng)手、自由探索”，提高學(xué)生分析、解決問(wèn)題的能力，還要鼓勵學(xué)生積極參與項目小組活動(dòng)，將個(gè)人職業(yè)技能與小組協(xié)作能力緊密結合，不斷提升CDIO工程能力。

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