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【摘要】为进一步提高学生的创新能力，提出基于TOPCARES-CDIO理念的课程改革，使学生从重知识教育转向重技能培养。 文章从教学内容、教学方法、教学组织形式、课程考核方式四方面进行详细阐述，在实施新教学法的过程中突出五步教学法实现理论教学与实践教学交叉互动，同时将实践教学划分三个层次。课程改革的实践成效证明该课程改革有助于培养学生分析、解决问题的能力，进而取得良好的教学效果。
【关键词】TOPCARES—CDIO ； 项目驱动-双主互动 ； 课程改革 ； 五步教学法
【基金项目】华北理工大学2013年度教育教学改革项目（项目编号：Q1399-04）。
【中图分类号】G642.3 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）23-0287-02
1.引言
鉴于Java的发展前景，众多高校已将Java程序设计作为计算机相关专业的核心课程，但在教学过程中存在以下三个问题：首先，在教学内容方面，传统的课程模式是从基本语法到各种应用程序逐步深入。这种模式不符合软件技术行业领域和Java职业岗位知识、能力、素质的要求，忽视对学生社会人文素养的培养，不利于学生的可持续发展。其次，在实践教学方面，虽然将基本概念、基本语法用典型案例贯穿起来，但案例之间的联系不够紧密，无法实现“学中做，做中学”的设计思路。同时，学生易重理论轻实践，针对具体问题只能照搬教材案例的思路，缺少程序分析、程序设计、程序查错纠错能力。最后，在课程考核方面，传统的课程考核方式是闭卷笔试，考核内容以概念、语法等内容为主，严重背离高等职业教育人才培养目标，制约高技能实用型人才的培养。
2.TOPCARES—CDIO教学理念
结合高等教育实际与IT行业人才需求标准，借鉴CDIO工程教育模式，创造性的提出TOPCARES-CDIO教育教学理念。它是一种一体化人才培养模式，即根据市场对IT人才的能力结构需求确立培养计划及目标，制定模块化的课程体系。同时，要求以具体的实践项目贯穿课程教学，让学生在项目实践中系统地、循序渐进地培养学生个人能力、专业技术能力、职业能力、团队合作能力、沟通能力等综合能力。
3.TOPCARES—CDIO理念在Java教学改革中的应用
针对《Java程序设计》课程的特点，根据TOPCARES-CDIO教育理念，对教学内容、教学方法、教学组织形式及课程考核方式等各个环节进行改革。
3.1 改革教学内容
教材是实现课程教学目标的重要指南，为了将TOPCARES- CDIO教育教学理念、知识技能引入课程， 在进行精心讲解的同时需注意难点的合理分解，既保证概念的整体性，又能使学生易于接受，并从软件企业需要学生具备什么样的知识技能入手，实现课程设置、内容模块的设计与技能的培养与企业“零距离”对接。因此，需要打破以知识讲授为主要特征的传统课程模式，转变成以项目与任务为中心组织课程内容，既能突出职业能力培养，又能体现基于职业岗位分析和具体工作过程的课程设计理念。
3.2 改革教学方法
本着以职业岗位能力为中心，以技术应用能力为主线，兼顾知识、能力、素质协调发展， “弱化理论原理、突出操作技能、体现最新技术”的教学思想，把“精讲多练、以学生为主体”的教学方法贯穿在整个教学过程。
3.2.1在理论教学中灵活使用多种教学方法提高课堂教学效率
（1）启发式教学法
由于启发式教学法可以激发学生的思维，增强学习的主动性和创造性，常常用于引入新概念的教学。例如，线程是个难点，讲解时不宜直接给出线程的定义，如果先回忆“进程”的概念，分析一个进程的执行过程，再引出线程的概念，学生就容易获得正确的结论。
（2）讨论式教学法
该方法常用来消化课程教学中的重点和难点。例如，在讲述类的构造中，从实例出发，由学生分组进行自学、讨论，给出该类的属性定义和方法定义，设置变量等，最后由教师进行总结、修改和补充，实现预期的教学效果。
（3）任务驱动教学法
在课堂教學中适时引入一个典型案例，通过分解任务与讲解练习的有机结合，使学生能够积极参与到整个教学过程中来，体现以学生为中心，教师为主导的教学思想。
3.2.2 在实践教学中采用“项目驱动-双主互动”教学方法
在项目综合实训的开始阶段，由教师主导任务的提出，教师对已有的项目案例进行剖析，介绍系统开发中的一些高级编程知识点，鼓励学生树立自主完成项目开发的信心。接下来的开发阶段由学生自主进行，但必须遵循“需求分析→概要设计→详细设计→编程调试→项目扫尾”的过程模式。开发的最后阶段是项目验收阶段：学生自述并演示自己的作品→教师提问、学生进行答辩→教师点评总结并记录成绩。通过验收点评活动，每个学生个体的思维智慧都能为全体学生所共享，从而提高所有学生的项目开发综合技能。
3.2.3理论教学和实践教学交叉互动
教学程序实施“任务驱动，项目导向”模式：情境案例导入 → 相关知识讲授 → 做中学、学中做 → 应用提高训练 → 单项技能实训5个步骤实施，层层递进。
通过课堂讲授案例完成知识讲解，把枯燥的理论、公式转化成实际案例，边讲边练，将相关知识与实际操作紧密结合，培养学生的实际应用能力。把典型工作任务分解为具体的工作项目，实现教师讲解，学生模拟的目的。通过典型案例的分析，使学生掌握相关知识的同时，加强职业道德教育，培养学生分析问题、解决问题的能力。
3.3 改革教学组织形式
在实践教学安排中，可将实践教学分为三个层次：知识与能力层、过程与方法层、情感态度与价值观层。
3.3.1知识与能力层是与课堂教学相对应的单元项目实践，突出软件开发基本技能的训练 课堂围绕项目组织、实施教学，同时，实验实训也以项目练习为指导，培养学生软件开发基本技能。通过项目实践，学生可以较全面地了解Java面向对象程序设计技术，掌握面向对象软件开发的基本技能，熟练掌握Java基本语法和编程规范。
3.3.2 过程与方法层是基于实际应用的软件项目开发，突出职业岗位能力的培养
通过两周模拟企业工作模式及工作流程的软件项目开发，让学生进一步熟悉Java基本知识和基本技能，并积累其实际项目开发经验。4-5位学生组成软件项目组，针对相应项目进行需求分析，并确定开发目标，制定开发计划，并按照开发计划独立完成项目的开发。整个开发过程中，以学生自主开发为主，教师的作用仅为答疑、开发过程监控以及对共性问题进行总结与归纳、对学生完成的项目进行验收与评价。
3.3.3情感态度与价值观层是创新工作室实践，突出个性化培养与创新能力的培养
对项目开发能力较强并有意从事Java项目开发的学生，应让其参与Java创新工作室的工作。通过自选研究方向，更进一步锻炼其研究性学习能力和创新能力。Java创新工作室采用学生自主管理模式，从技术方向选择，技术研究路线确定，技术实现等均由学生完成，指导教师主要起咨询和引导作用。
3.4 改革课程考核方式
考核方式实行笔试、机试与平时成绩相结合的评分体系，这样的考核标准更加全面、合理和完善。其中理论考核占总成绩的40%，并从内容上加大分析题的比例，加强对知识运用能力的考核。实践考核包括学生平时的实验与课程设计两个方面，根据每次实践活动的实际情况进行累计考核，着重考察学生的实际动手能力以及独立解决的能力，占总成绩的40%。
平时表现包括作业、考勤、实验报告等，占总成绩的20%。
4.教学改革的实践成效
从2011年开始，不断探索该课程的教学改革，并对6个班级190人（3个班级实施传统教学，3个班级利用TOPCARES-CDIO理念教学）进行试卷分析。结果表明，传统教学班级成绩“中等”以上的人数比例约为58%，而利用TOPCARES-CDIO教育教学理念进行教学的班级成绩“中等”以上的人數比例占83%以上，同时，学生成绩“不及格”的人数比例显著下降。
5.结语
教学实践证明：采用基于TOPCARES-CDIO理念的Java教学模式，使得学生对课程的掌握程度远高于传统教学模式，并有助于全面提升学生知识、能力、素质，大大增强学生的职业竞争能力。因此，期望利用TOPCARES-CDIO教育理念对人才培养模式不断创新，培养出更多更好的IT技能型人才。
参考文献
[1]刘宏，宋久科. Java语言程序设计教学改革探析[J].教育与职业， 2013， （9）.
作者简介：王树宝（1981-），男，山东日照人，硕士， 讲师，研究方向为计算机网络技术及应用。
崔传金（1982-），男 山东淄博人，博士， 讲师，研究方向为：生物检测技术与智能仪器。
【关键词】TOPCARES—CDIO ； 项目驱动-双主互动 ； 课程改革 ； 五步教学法
【基金项目】华北理工大学2013年度教育教学改革项目（项目编号：Q1399-04）。
【中图分类号】G642.3 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2015）23-0287-02
1.引言
鉴于Java的发展前景，众多高校已将Java程序设计作为计算机相关专业的核心课程，但在教学过程中存在以下三个问题：首先，在教学内容方面，传统的课程模式是从基本语法到各种应用程序逐步深入。这种模式不符合软件技术行业领域和Java职业岗位知识、能力、素质的要求，忽视对学生社会人文素养的培养，不利于学生的可持续发展。其次，在实践教学方面，虽然将基本概念、基本语法用典型案例贯穿起来，但案例之间的联系不够紧密，无法实现“学中做，做中学”的设计思路。同时，学生易重理论轻实践，针对具体问题只能照搬教材案例的思路，缺少程序分析、程序设计、程序查错纠错能力。最后，在课程考核方面，传统的课程考核方式是闭卷笔试，考核内容以概念、语法等内容为主，严重背离高等职业教育人才培养目标，制约高技能实用型人才的培养。
2.TOPCARES—CDIO教学理念
结合高等教育实际与IT行业人才需求标准，借鉴CDIO工程教育模式，创造性的提出TOPCARES-CDIO教育教学理念。它是一种一体化人才培养模式，即根据市场对IT人才的能力结构需求确立培养计划及目标，制定模块化的课程体系。同时，要求以具体的实践项目贯穿课程教学，让学生在项目实践中系统地、循序渐进地培养学生个人能力、专业技术能力、职业能力、团队合作能力、沟通能力等综合能力。
3.TOPCARES—CDIO理念在Java教学改革中的应用
针对《Java程序设计》课程的特点，根据TOPCARES-CDIO教育理念，对教学内容、教学方法、教学组织形式及课程考核方式等各个环节进行改革。
3.1 改革教学内容
教材是实现课程教学目标的重要指南，为了将TOPCARES- CDIO教育教学理念、知识技能引入课程， 在进行精心讲解的同时需注意难点的合理分解，既保证概念的整体性，又能使学生易于接受，并从软件企业需要学生具备什么样的知识技能入手，实现课程设置、内容模块的设计与技能的培养与企业“零距离”对接。因此，需要打破以知识讲授为主要特征的传统课程模式，转变成以项目与任务为中心组织课程内容，既能突出职业能力培养，又能体现基于职业岗位分析和具体工作过程的课程设计理念。
3.2 改革教学方法
本着以职业岗位能力为中心，以技术应用能力为主线，兼顾知识、能力、素质协调发展， “弱化理论原理、突出操作技能、体现最新技术”的教学思想，把“精讲多练、以学生为主体”的教学方法贯穿在整个教学过程。
3.2.1在理论教学中灵活使用多种教学方法提高课堂教学效率
（1）启发式教学法
由于启发式教学法可以激发学生的思维，增强学习的主动性和创造性，常常用于引入新概念的教学。例如，线程是个难点，讲解时不宜直接给出线程的定义，如果先回忆“进程”的概念，分析一个进程的执行过程，再引出线程的概念，学生就容易获得正确的结论。
（2）讨论式教学法
该方法常用来消化课程教学中的重点和难点。例如，在讲述类的构造中，从实例出发，由学生分组进行自学、讨论，给出该类的属性定义和方法定义，设置变量等，最后由教师进行总结、修改和补充，实现预期的教学效果。
（3）任务驱动教学法
在课堂教學中适时引入一个典型案例，通过分解任务与讲解练习的有机结合，使学生能够积极参与到整个教学过程中来，体现以学生为中心，教师为主导的教学思想。
3.2.2 在实践教学中采用“项目驱动-双主互动”教学方法
在项目综合实训的开始阶段，由教师主导任务的提出，教师对已有的项目案例进行剖析，介绍系统开发中的一些高级编程知识点，鼓励学生树立自主完成项目开发的信心。接下来的开发阶段由学生自主进行，但必须遵循“需求分析→概要设计→详细设计→编程调试→项目扫尾”的过程模式。开发的最后阶段是项目验收阶段：学生自述并演示自己的作品→教师提问、学生进行答辩→教师点评总结并记录成绩。通过验收点评活动，每个学生个体的思维智慧都能为全体学生所共享，从而提高所有学生的项目开发综合技能。
3.2.3理论教学和实践教学交叉互动
教学程序实施“任务驱动，项目导向”模式：情境案例导入 → 相关知识讲授 → 做中学、学中做 → 应用提高训练 → 单项技能实训5个步骤实施，层层递进。
通过课堂讲授案例完成知识讲解，把枯燥的理论、公式转化成实际案例，边讲边练，将相关知识与实际操作紧密结合，培养学生的实际应用能力。把典型工作任务分解为具体的工作项目，实现教师讲解，学生模拟的目的。通过典型案例的分析，使学生掌握相关知识的同时，加强职业道德教育，培养学生分析问题、解决问题的能力。
3.3 改革教学组织形式
在实践教学安排中，可将实践教学分为三个层次：知识与能力层、过程与方法层、情感态度与价值观层。
3.3.1知识与能力层是与课堂教学相对应的单元项目实践，突出软件开发基本技能的训练 课堂围绕项目组织、实施教学，同时，实验实训也以项目练习为指导，培养学生软件开发基本技能。通过项目实践，学生可以较全面地了解Java面向对象程序设计技术，掌握面向对象软件开发的基本技能，熟练掌握Java基本语法和编程规范。
3.3.2 过程与方法层是基于实际应用的软件项目开发，突出职业岗位能力的培养
通过两周模拟企业工作模式及工作流程的软件项目开发，让学生进一步熟悉Java基本知识和基本技能，并积累其实际项目开发经验。4-5位学生组成软件项目组，针对相应项目进行需求分析，并确定开发目标，制定开发计划，并按照开发计划独立完成项目的开发。整个开发过程中，以学生自主开发为主，教师的作用仅为答疑、开发过程监控以及对共性问题进行总结与归纳、对学生完成的项目进行验收与评价。
3.3.3情感态度与价值观层是创新工作室实践，突出个性化培养与创新能力的培养
对项目开发能力较强并有意从事Java项目开发的学生，应让其参与Java创新工作室的工作。通过自选研究方向，更进一步锻炼其研究性学习能力和创新能力。Java创新工作室采用学生自主管理模式，从技术方向选择，技术研究路线确定，技术实现等均由学生完成，指导教师主要起咨询和引导作用。
3.4 改革课程考核方式
考核方式实行笔试、机试与平时成绩相结合的评分体系，这样的考核标准更加全面、合理和完善。其中理论考核占总成绩的40%，并从内容上加大分析题的比例，加强对知识运用能力的考核。实践考核包括学生平时的实验与课程设计两个方面，根据每次实践活动的实际情况进行累计考核，着重考察学生的实际动手能力以及独立解决的能力，占总成绩的40%。
平时表现包括作业、考勤、实验报告等，占总成绩的20%。
4.教学改革的实践成效
从2011年开始，不断探索该课程的教学改革，并对6个班级190人（3个班级实施传统教学，3个班级利用TOPCARES-CDIO理念教学）进行试卷分析。结果表明，传统教学班级成绩“中等”以上的人数比例约为58%，而利用TOPCARES-CDIO教育教学理念进行教学的班级成绩“中等”以上的人數比例占83%以上，同时，学生成绩“不及格”的人数比例显著下降。
5.结语
教学实践证明：采用基于TOPCARES-CDIO理念的Java教学模式，使得学生对课程的掌握程度远高于传统教学模式，并有助于全面提升学生知识、能力、素质，大大增强学生的职业竞争能力。因此，期望利用TOPCARES-CDIO教育理念对人才培养模式不断创新，培养出更多更好的IT技能型人才。
参考文献
[1]刘宏，宋久科. Java语言程序设计教学改革探析[J].教育与职业， 2013， （9）.
作者简介：王树宝（1981-），男，山东日照人，硕士， 讲师，研究方向为计算机网络技术及应用。
崔传金（1982-），男 山东淄博人，博士， 讲师，研究方向为：生物检测技术与智能仪器。