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第16章 基于IPR‐CDIO理念的计算机专业课程教学的改革与实践(1)

李继芳

一、改革背景

随着信息化社会高速发展,各行各业需要大量的IT类人才,特别是经济相对发达的长三角地区。然而现状却是:企业人才难寻、毕业生岗位难觅。究其原因:毕业生缺乏对现代企业工作流程和企业文化的了解,上岗适应慢,缺乏团队工作经验,沟通能力、动手能力较差,创新精神和创新能力不够,职业道德、敬业精神等人文素质薄弱。因此,教育教学理念的根本性改革势在必行。

CDIO(即构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)、运作(Operate))是由麻省理工学院(MIT)连同瑞典三所顶尖工业大学耗资1600多万美元共同倡导的新型教育模式。它以现代工业产品的生命全过程——即产品的构思、研发到运行改良乃至终结废弃为载体,培养学生的工程能力,包括学生的个人学术知识、终身学习能力、团队交流能力和系统掌控能力。CDIO倡导“做中学”、产学合作与国际化原则,目标是培养既有过硬的专业技能,又有良好职业道德的国际化工程师。自2004年成立CDIO国际合作组织以来,目前国际上已有几十所着名大学加入其中,取得了显着的培养成效。2006年,我国汕头大学首先加入了CDIO国际组织,2008年成立了CDIO工程教育模式研究与实践课题组,2008年5月在汕头大学召开了“中国CDIO工程教育模式研讨会”,100多所国内院校领导出席,CDIO理念正逐步被我国高等教育界所接受并推崇。

将CDIO理念应用于课程教学,我们称其为“项目化”训练。浙江万里学院计算机专业从2004年开始这方面的改革与实践,在毕业实习、专业实验等综合实践课程教学中与企业实施“项目化”合作,卓有成效。2006年,题为“计算机实践性课程‘项目化’训练模式的研究与实践”获得了浙江省新世纪教育教学改革课题、中国和浙江省高等教育学会教育科学“十一五”规划重点课题的资助。在实践中,我们发现普通高校现代大学生具有以下特点:思维灵活、兴趣广泛,但不能专一;热情高昂、积极参与,但不能持久;遇难即退、虎头蛇尾,责任意识不强等。因此我们创新地提出了IPR‐CDIO的教学思路,即将学生兴趣(Interest)、毅力(Perseverance)和责任(Responsibility)的养成与CDIO(项目化)过程相融合,以达到培养兴趣专、能力强、素质全的IT工程技术人才的教育目标。

二、改革内容及措施

(一)改革目标

项目化训练是以小组为单位,以项目的研究、设计、实现、试用为主线,贯穿整个课程教学的教学方式,这与CDIO的教学思路及目标是完全一致的。

教学改革思路及目标是:以建构主义理论为指导,以CDIO教育理念为基础,以激发兴趣为起点,以能力培养为导向,在课程中设计大小与之相符的项目,以项目设计、实现过程为教学主线,学生分成项目小组,组内分配具体角色,组长负责项目实施过程,最终以其参与过程的表现和对项目的贡献度作为课程的结果评价,实现培养学生自主学习能力、合作交流能力、工程项目调控能力以及创新思维的教学目标。

(二)改革内容及措施

1.教师团队建设

引进或聘任校外有项目经验的工程师为专、兼职教师,校企联合培训青年教师,逐步建设能适应于不同级别训练项目的指导教师团队。

2.课程及课程体系优化整合

对每一课程本身所处地位、训练学生什么能力进行研究,抽取支撑能力的知识点,形成能力对接的课程群、实践课程体系,使之融入以兴趣为起点、能力为目标主线的IPRCDIO教学体系。

3.项目体系设计

针对课程、课程群、综合实践等不同级别和性质的课程,设计相应的项目,使之由小到大,由模拟到真实,由单一到综合,逐步提升学生项目设计能力。在综合级项目中引进校内外真实课题,将IPR培养融入项目训练之中。

4.教学组织及方式方法改革

研究学生兴趣所在,提供“做中学”情景,通过课程小组(项目团队)、角色定位的组织方式,以自主探索、合作讨论为主要学习方式,激发学生的角色意识,锻炼工作毅力及岗位责任。

5.评价机制构建

根据课程特点,结合项目实际,给出课程学习评价标准,其原则是重过程表现及能力贡献,尽量体现评价的多元化和综合性。

6.训练基地建设

为了在综合实践项目中让学生体验真实流程,必须建立稳定的校企合作基地,给学生提供真实岗位和角色体验的平台,训练其职业意识和责任感。

三、项目改革与实践成果

通过上述一系列改革措施,我们在计算机专业科学有效地实施了基于IPR‐CDIO理念的教学改革,其改革成效在2007年得到了由倪光南院士为组长的专家组的充分肯定,并给出了高度评价:“课题研究在计算机专业应用型人才培养中意义较大,具有很好的实践价值。研究成果促进了普通高校计算机应用专业的教学改革以及人才培养质量的提高,所形成的面向行业以‘能力’为核心的实践类课程训练模式和评价方式,具有较鲜明的特色,在同类院校中具有较好的推广价值。”并希望“进一步加强该训练模式的研究深度和广度,形成更全面更具普遍意义的计算机应用人才培养体系的改革与建设方案”。

这个希望在2008年12月得以实现,IPR‐CDIO教育教学模式被“高等学校计算机应用型人才培养模式研究”课题组确立为应用型本科特色教学模式之一,将在全国计算机专业应用型院校内加以推广。

(一)改变了师生教学理念

基于IPR‐CDIO的课程训练历经了由课外到课内、由选修到必修、由实践性课程到所有课程的实施过程。截至2007年底,计算机专业教师约有170人次参与项目训练指导,项目化训练涉及软件工程等8门实践性课程,参与训练的学生包含学院内3个专业(计算机科学与技术、信息与计算科学、计算机应用技术专科)、7个年级(2001-2007级)共计5359人次。计算机专业每位学生至少参加过一次项目化训练。

(二)理论研究成果

1.课程与教材建设

IPR‐CDIO教育理念是通过从课外到课内、由实践到理论、经点——线——面的过程渗透到所有专业课程教学,在改革实践过程中,形成了包括《离散数学》、《操作系统》在内的校级重点建设课程8门,校精品建设课程6门:《数据库原理》、《程序设计基础》、《计算机导论》、《软件工程》、《计算机网络》、《计算机组成与结构》,加上已有的省级精品建设课程《数据结构》,专业核心课程基本上都处于改革建设之中。

由课题组教师编写教材两部:《软件工程实务》,在2007年8月由浙江大学出版社出版,该教材受到了软件行业专家的高度评价;《计算机图形学基础与应用教程》,在2008年1月由机械工业出版社出版,深受使用者好评,畅销市场。另有部分基于合作性学习的教材正在修订之内中,如《计算机导论》、《C程序设计》等。

2.研究论文

在改革实践中,课题组成员在《高等理科教育》、《合肥工业大学学报》、《计算机教育》、《大学计算机课程报告论坛论文集》等杂志上,发表基于项目化训练模式,合作性学习方式,课程内容优化效果,教学组织方式、教学方法改革成效,评价机制建立,以及应用型人才培养模式研究等为主题的论文20余篇。

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