基于CDIO模式的非计算机专业《大学计算机》课程改革实践

高原+汪瑾

【摘 要】结合桂林电子科技大学的教学实践，阐述了以计算思维培养为核心，以CDIO项目实训模式为载体，以翻转课堂、分类辅导等多样化教学方法为辅助的非计算机专业《大学计算机》课程改革情况。

【关键词】CDIO模式；大学计算机；计算思维

0 引言

《大学计算机》是大学非计算机专业本科生的第一门计算机课程。计算机技术与控制技术、电子线路、通信系统、模拟电子电路、数字电子电路、图像处理、数学建模、单片机技术等一系列电子信息类专业课程都有着紧密而深厚的联系，在高校基础教育方面的重要性不言而喻。然而当前，《大学计算机》课程逐渐演变成讲授计算机的基本概念以及常用或流行软件产品的使用指南，课程中文化的内涵越来越少，基础的内涵越来越大，课程的开设也受到越来越多的质疑。

CDIO工程教育模式2001年由美国麻省理工学院联合多所高校共同开发，是当前国际上比较成功的一种工程教育理念和实施体系。CDIO以项目设计为导向，工程能力培养为目标，以工程项目从研发到运行的生命周期为载体，涵盖构思、设计、实现、运作四个环节，围绕项目设计将相关课程有机联系起来，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程，在知识的学习和应用之间形成良性互动[1-2]。与传统意义上的“做中学”不同，CDIO有两个明显的特征：第一，是项目的设置带有工程性、实用性，向生产实践和社会需求回归；第二，是在项目实现后有一个总结和反思的过程，立足于实际项目，并进一步生发，“去其形而取其神”，讲贯通这些知识的思维及其实现方式，引导学生的普适思维，教会学生问题求解思路与方法。CDIO的理念思想与当前《大学计算机》课程改革所需任务驱动的学习方式和由项目实践而进一步总结、升华形成的对电子信息素养的培养方向不谋而合，因此，在《大学计算机》教学，尤其是实验环节的教学中具有很强的应用空间。

1 任务驱动，推行CDIO项目实训模式

当前《大学计算机》课程多以讲授“软件及应用”为主，软件的时效性对课程的定位和评价产生了很大的影响。因此，必须突破传统的“软件使用指南”模式，引入CDIO理念，以实际应用为背景构建实验项目，培养学生解决实际问题的能力。实验课堂采用35人的小班化教学，并根据各专业学生不同的培养要求和学生能力差异，项目设置多层次难度选择，实现因材施教：

1.1 基础层次

分别针对Word、Excel、PPT、Access、photoshop、flash、Adobe Audition、DreamWeaver、Foxmail等核心内容设计课题，使学生熟悉软件环境，加深对各菜单和功能键的了解，通过简单作品的呈现激发学习兴趣。

1.2 综合层次

以项目形式完成一个综合性的作品。教师给出实验最终效果图样（如一张海报、一份电子板报、一份演示文稿等），由学生通过基础层次多个模块的综合来实现预定效果。这个环节主要是锻炼学生分析问题、分解问题的能力，使学生建立起系统的概念，懂得如何用基本模块来构造、实现复杂的功能。教师适当进行点拨，鼓励学生提出多种解决方案并根据操作复杂度和时间复杂度两个指标进行方案优劣比较，提高思维活跃度。

1.3 自主设计层次

教师给出一个选题的大致方向，例如，要求学生制作一份演示文稿，对一部影视作品（或一部小说）进行推介，要求综合运用以下技术：版式、母版、主题的运用和修改；图片、表格、艺术字、文本框等对象的插入；超链接、音频及视频的插入及设置；动画、切换效果和排练计时的设置等。项目的具体脚本内容、设计方案、素材搜集、实验实施、项目报告撰写等均由学生自主确定并完成。选题要求思路新颖、目标明确、具有创新性，鼓励引入新技巧、新方法。自主创新实验项目采用学生课堂展示、同学提问、教师点评的形式进行验收，使学生的审美能力、材料组织能力、创造想象能力和项目实施能力都得到锻炼和提升。

2 “去其形而取其神”，着眼计算思维培养

从学生的思维培养角度出发，对《大学计算机》课程中的各模块知识进行挖掘，不但要讲知识，更要讲贯通这些知识的思维及其实现方式，实现计算机课程思维性教学改革，由具体的计算机基础知识讲授提升到思维方式培养的高度，引导学生的计算思维，使各专业学生都能够掌握基于计算技术的问题求解思路与方法，培养学生的创新能力，为将来应用计算手段进行本学科的研究与创新奠定基础。

例如，在《图文混排》项目中，通过指导学生制作一张《饮食与健康》小报，让学生全面掌握字体、段落及页面设置、分栏、首字下沉与悬挂、对象设置（图片、图形、艺术字、文本框）、图文混排、边框底纹、格式刷的应用等基本知识点。在此基础上针对实际问题进行知识拓展，强化学生解决具体问题的能力。例如，针对素材图片如何获取问题，拓展知识如下：1）网上搜索，讲述网络搜索引擎的用法及图片下载的多种形式；2）屏幕截图，介绍红蜻蜓截图软件、QQ等聊天软件截图、Word2010自带截图功能、键盘自带拷屏键截图等多种方式。针对图片的处理，拓展以下知识点：1）采用Word2010界面“图片工具”中“格式”选项卡下的各种工具进行抠图、锐化、色调、饱和度、亮度和对比度调整，以及形成各种纹理化效果；2）介绍photoshop、美图秀秀等常用图片编辑软件的功能及适用范围[3]。针对排版问题，介绍满版型、骨骼型、中轴型、对称型、分割型、中心型等十几种常见版面设计风格，培养学生审美能力和编辑设计能力。

3 百花齐放，实现教学方法多样化

《大学计算机》课程内容涵盖信息表示、计算机体系结构、算法思维与程序设计、操作系统、常用办公软件、数据信息处理、多媒体信息技术、计算机网络与信息安全等多项内容，有些是硬件方面的知识，有些则是纯软件的应用；有些内容对理论把握要求较高，有些则更注重实际操作。因此，在授课过程中，也应当针对各章内容的特点，采用不同的教学方法，以达到最佳的教学效果，主要措施包括：1）实验部分实行项目形式，基本操作通过教学视频由学生自主预习完成，课堂教学部分则要求运用多种操作技能和方法，以项目形式完成一个综合性的作品，培养学生系统运用知识的能力。2）打破教师“满堂灌”，实行重点、难点集体讲解与课堂个别辅导相结合的模式，引导学生探索多种解决方案，提高思维活跃度。3）部分内容采用“翻转课堂”，学生演示、讲解操作过程，剖析设计理念，教师进行针对性点评并组织学生讨论。4）每学期甄选出优秀的学生设计作品进行展示，计入学生的平时成绩，同时也向初学者展示出所学知识的应用范围和实用性，学生的学习热情和能动性均得到极大提升。

【参考文献】

[1]王硕旺，洪成文.CDIO：美国麻省理工学院工程教育的经典模式——基于对CDIO课程大纲的解读[J].理工高教研究，2009，28（4）：116-119.

[2]李善寿.“CDIO”工程教学模式在实践教学中的实施方法研究[J].重庆科技学院学报（社会科学版），2010（20）：164-166.

[3]甘守飞.以培养计算思维能力为导向的计算机基础实验教学[J].宿州教育学院学报，2016，19（3）：164-165.

[责任编辑：田吉捷]