曹罗生+李宁
摘 要：推进高职院校CDIO工程教育模式改革的一个重要举措是基于校企合作的CDIO专业课程教学模式的改革，结合自己的教学经历，对高职院校“C语言程序设计”课程的教学大纲、教学内容、教学方法的CDIO模式的建立进行了分析探讨，以期为同类专业课程CDIO教育模式的改革提供参考思路。
关键词：C语言程序设计 CDIO 做中学 工程教育改革战略 课程模式
中图分类号：G42 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（b）-0184-03
“做中学”成为工科教育改革的战略之一。CDIO是基于工程项目全过程的学习，是“做中学”的一种模式，它是对以课堂讲课为主的教学模式的革命[1]。CDIO模式从2000年起在以美国麻省理工学院（MIT）为首的世界几十所大学操作、实施，至今，已取得了显著的成效，深受学生欢迎
设计“C语言程序设计”CDIO课程教育模式，旨在从专业教学的角度培养学生作为一名工程师的职业道德和知识技能的基本素养，课程模式设计的核心内容是利用校企合作平台引进了一个实际成型的产品，然后根据教学环境实际状况进行物理抽象后衍生出教学过程中所需的课程大纲、教学内容、教学组织与考核方法等。
1 课程模式设计
“C语言程序设计”以CDIO工程教育理念为指导设计课程模式，将校企合作基地作为设计课程平台，特别是通过校企合作平台所采用的“走出去，请进来”的技术交流形式，充分利用社会、企业资源使学生比较深入地了解企业的商业、文化氛围和产品开发流程方面的知识，提升作为一个工程师的职业道德和知识技能的基本素养[2]。在此基础上引进一个实际成型的产品，并加以抽象而成为课程项目。考虑到课程项目的复杂度较高，实施过程中对学生团队协作精神要求较高，所以有必要循序渐进，将课程项目拆分成8个实践任务（子项目），课程所有专业知识通过构思分布在8个任务中。
教学模式的重点在于依据CDIO工程教育理念设计、布局课程教学大纲、课程项目实践部分的内容与要求以及教学的手段与方法[3]。
2 课程教学大纲设计
基于“做中学”CDIO工程专业学生能力的培养目标，“C语言程序设计”课程大纲的设计目标要求学生学习、实践计算机硬件与软件系统的专业基础知识、程序设计的基本方法。在此基础上强调能力、素质的提升，训练学生从创新思维角度探究计算机系统各部分之间的联系与融合，例如将硬件结构与程序设计融合在一个任务中作为一个完整的学习单元，注重学习硬件与软件知识的关联性[4]。
3 教学方法设计
首先引入1个课程项目，该项目涵盖课程的所有专业基础知识，然后将课程项目拆分成8个任务，教学活动围绕8个任务设计展开。项目式、任务式教学活动耗时较大，在总学时维持基本不变的情况下保证教学质量，非常有必要提高教学效率，丰富教学手段、培养学生的自学能力、开展多种灵活的教学形式[5]。
（1）以课外兴趣小组为平台组织学生定期的专业活动。一方面弥补了课堂学习时间的不足、拓展了专业学习空间，另一方面在学生中培训了一批专业学习带头人，为项目实施打下了一个基础。
（2）实施教学任务时，根据企业项目团队的构建要求将学生分组，每组5～7人。每个小组明确一名专业能力较强的学生担任项目组长（学习带头人）承担任务的分工组合、师生之间沟通、项目相关资料汇总和课堂讨论小组主持等角色。
（3）充分利用各种资源和手段激发学生的学习热情和创新思维能力。
（4）适当的课外作业和课余学习是保证教学质量、提高教学效率的一种重要途径。
（5）成绩评定以学生的工作表现和项目成果作为主要依据。重在考量学生合理运用知识、团队协作与交流和工程系统等方面的能力。考核分为三个方面，课程项目占50%，其中包括系统构思的合理性、系统的运行性能和项目文档资料；8个实践任务的完成情况占20%，其中包括主动学习、提问与交流；理论考试占30%。
4 教學内容与要求设计
为达到“C语言程序设计”CDIO课程教育培养大纲的要求，教学内容的设计基于要求完成一项包括构思、设计、实施和运作全过程的团队研发项目。根据课程内容丰富、工程特质强的特点，教学内容分为两个阶段实施，其中第一阶段和第二阶段的教学时数分别占总学时的60%和40%。
第一阶段教学内容由设置的8个任务驱动，课程大纲要求的技术知识和推理方法涵盖其中，而这8个任务是由课程项目分解而成的子模块。设置任务时注重任务内容之间知识的关联性，特别关注系统中硬件与软件的融合，熟悉相关元件和芯片的检测方法，积累任务实施所需的技术资料，为第二阶段的教学，即课程团队项目研发建立良好的基础。
第二阶段教学内容和要求如表1所示，教学过程中使学生置身于社会——工程大系统中完成单片机C语言程序控制系统的开发，教学内容就是一个包含CDIO全过程的课程项目开发。系统的工程复杂性将激发学生的创造潜能，促使学生提高动手能力、自主学习能力和团队协作能力，真正实现在团队协作中进行探究式学习，在探究学习中寻求团队协作和交流[6]。
5 课程项目CDIO实施过程
课程项目的教学实际上分为实施准备和实施两个阶段，实施准备工作从第一阶段（第1周至第10周）的第一教学周开始。第一阶段教学活动以8个教学任务作平台，围绕CDIO课程教育培养大纲的培养目标展开，即培养学生的技术知识和推理能力，例如系统硬件结构与软件设计基本知识，硬件与软件的融合方法。第二阶段的主要任务是强化学生自主学习和团队协作的探求式学习方式，促使学生完成一次构思、设计、实施和运作[6]（展示与修改）的 CDIO全过程。
（1）构思阶段（1.5周），在小组协商讨论的基础上明确团队人员的项目内容，形成对项目的整体构思，抽象出系统的结构模型。
（2）设计阶段（2.5周），将第一阶段教学活动中的5个教学任务加以整合，包括硬件系统中元件、芯片的選择与布局、软件系统中各程序模块的设计，形成系统方案即建立数学模型。
（3）实施阶段（2周），这一阶段重在培养学生的动手操作能力，也是个人职业技能与素养的培养锻炼，第一阶段教学活动（第1周至第10周）中的8个任务的实践为此打下了基础，实施阶段的教学将进一步将其规范、强调。
（4）运作阶段（2周），这一阶段的主要任务是项目的展示与修改完善，培养学生工程产品开发能力。首先组长召集小组成员开展讨论交流，根据系统调试运行状况相互点评，各成员据此改正系统构思、设计中存在的缺陷。然后每位同学在课堂上展示自己的项目并进行简单阐述，并根据老师、同学的点评、建议作出必要的改进，进一步提升系统的性能。
6 结语
“做中学”CDIO课程教育模式引发了学生探求知识的兴趣和激情，一体化教学形式增强了学生的动手能力，密切了理论与实践的联系，项目小组的构建培养了学生团队协作与交流能力，提升了学生的职业技术能力与适应社会大系统的能力。在项目设计、实施过程中，学生设计的控制系统不仅要保证系统的当前性能，而且要考虑一些实际环境的因素。其中一个项目小组设计的控制电路采用了硬件与软件抗干扰措施，提升了系统的工作可靠性。另外一个小组为了提高系统显示分辨率，通过请教企业研发工程师，采用了国内先进的总线驱动与接口编程技术。
参考文献
[1]CDIO initiative， CDIO initiative Homepage，http//www.cdio.org/index15.html.
[2]马晓梅，张剑飞，乔付.CDIO模式下高等工程教育的改革与探索[J].计算机教育，2010（12）：34-35.
[3]杨敏.工程教育改革中教师的角色转换和重新定位[J].中国成人教育，2010（2）：12-13.
[4]刘蓉.高等教育课程教学改革探索——以工程管理专业为例[J].长春理工大学学报，2011（5）：128-130.
[5]Bloom B.S：Taxonomy of Eduacational Objectives，Handbook1，Newyork：David Makay Co Inc，1996：321-336.
[6]阎守华.CDIO模式下电路与电子技术课程教改的探讨[J].成都信息工程学院学报，2009（5）：234-236.
