CDIO模式在高等农业院校计算机专业教学中的应用研究

来源 :知识力量·教育理论与教学研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yaoyaosara
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  [摘要]面对飞速发展的信息技术和日益变化的社会需求,高校计算机专业教学普遍存在着知识陈旧,与实际社会需求脱离的现象。本文在对我国目前高等农业院校计算机专业教学存在的问题进行分析的基础上,结合CDIO工程教育模式的特点和可借鉴性,从计算机专业培养方案的修订入手,研究了计算机专业课程的设置问题,同时对计算机专业课程体系建设、教学内容与方法改革,以及实践课程体系建设等方面进行了详细探讨,从多个方面提出了相应的解决办法,并简单介绍了北京农学院计算机专业CDIO模式的应用情况。
  [关键词]CDIO模式 计算机专业 教学改革 高等农业院校
  
  引言
  目前,全国高等院校中计算机及相关专业的在校生有上百万,每年毕业生人数达数十万,不少学生感到就业难,不适应工作岗位。而与此同时,又有很多计算机行业的相关岗位招聘不到合适人才,特别是软件行业和应用领域的中下端实用性人才更为紧缺。这种状况源于高校计算机类专业教学计划标明的培养目标和规格过于宽泛和笼统,学科教育与社会实践脱节,专业设置缺乏行业特色,学生接受到项目和团队工作的实际训练较少,缺少对行业中本专业领域相关职业岗位的分析等[1]。因此,高等教育改革应当根据社会需求调整学科和专业结构,拓宽专业学科范围,加强基础,按需分流专业方向,增强专业适应能力,深化学校与企业的联系与合作等,使计算机专业毕业生适应市场需求,为社会创造更多价值。近年来,随着CDIO工程教育模式的引入,为国内高校改革教学模式,提高教学质量等方面提供了很好的借鉴。CDIO是国外高等工科教育的一种创新模式,其具体目标是为工程教育创造出一个合理的、完整的、通用的、可概括的教学目标,重点将个人的、社会的和系统的制造技术和基本原理相结合,使之适合工程学的所有领域[2]。它是“做中学”和“基于项目教育和学习的集中概括和抽象。在该模式下,学生是学习的主体,教师是教学的主导,学生在合作完成实际项目过程中学习必备知识,发挥各自创新潜能,锻炼综合能力,提高个人综合素质[3]。
  一、高等农业院校计算机专业的培养目标定位
  国家教育部明确指出:大学教育主要不是培养专才,而是要以科学教育素质为主,以培养能力为主,包括思考能力、分析能力、动手实践和解决问题的能力及创新能力。具体到计算机专业培养方案中,则必须体现三个目标、三个层次和四个方面。三个目标即学生不仅是计算机使用者,更是软件开发者、设计者,三个层次即要求学生掌握硬件、系统软件、应用软件这三个层次。四个方面即要求学生不仅具有应用层的编程开发能力,而且还需深入掌握计算机软硬件内部组成原理与工作机制,同时,还应有较强的抽象思维能力以及逻辑推理能力[4]。如果将社会对人才的需求和定义划分为七个层次的话(见表1),则在高等教育阶段,教育的对象主要是新手、入门者和学徒,高校要完成的是通过系统科学的专业培养方案,将学生引入到专业领域中,为学生传授基本的理论知识和应用技能,并且提供实际的工作机会,锻炼他们独立工作的能力。在完成了本科教育之后,经过一些实践积累,使毕业生可以成为该领域学徒期满的职员,能独立完成工作,并以此为职业。而专家和大师的产生则需要更长时间的不断学习和实践,需要高校和企业界共同为他们提供积累经验、扩大眼界和研发创新的条件。
  表1:人才七个层次的专业水平划分
  
  
  
  
  
  
  
  
  北京农学院计算机专业作为一个隶属于市属农业本科院校的非农专业,其专业定位应在围绕学校办学定位的同时,体现与农结合的特色。因此,依据北京农学院:以服务城乡经济社会发展一体化和新农村建设为使命,以培养具有创新精神和创业能力的应用型和复合型人才为中心,坚持“以农为本、唯实求新”的办学理念,“立足首都、服务三农、辐射全国”的办学定位和“开门办学、开放办学、开发办学”的办学模式。在计算机专业的设置和定位上,应充分突出其服务都市农业和北京新农村建设的信息化服务上,以培养具有创新精神和创业能力的应用型和复合型人才为目标,在强调计算机专业理论知识的同时,着重培养学生的思考能力、分析能力、动手实践和解决问题的能力,以及如何利用信息化改造提升现代农业、服务新农村建设的能力。
  二、农业院校计算机专业学生培养现状分析
  为了进一步摸清农业院校计算机专业的教学和就业质量情况,我们对北京农学院2007级和2008级计算机专业的120名同学进行了问卷调查。调查结果显示:在影响就业因素方面,80%的同学认为实践能力和沟通能力是影响成功就业的主要因素;在学校课程安排方面:67%的同学认为学校的课程比较陈旧,不实用;在实践环节方面:85%的同学认为学校的实践课程不合理,缺乏企业演练,学科活动太少等。因此,综合调研情况,可总结出目前计算机专业教学存在的主要问题有:
  1.知识更新慢,与社会需求相脱节
  目前,计算机专业教学普遍是不实用理论较多,专业技能训练太少,一些课程与实际社会需求脱离,甚至落后于社会需求。学生所学知识很难应用到实际工作中去。从而,从根本上影响了计算机专业人才培养的质量和就业的质量[5]。
  2.实践机会少,闭门造车现象严重
  计算机专业中,一些实习环节只是“走马观花”;“空中楼阁”,实习内容纯凭理论教师的个人想象来制定,脱离现实需求,导致一些学生不注重实践操作,实验实习课程疲于应付,没有真正利用学校提供的硬件环境来提高专业技能;另外,虽然学校建立了一些校企合作模式,但是合作机制不健全,合作目标不明确,很多企业或专业培训机构与学校合作主要是为了获得一些经济效益,学生实际积累的实践经验十分有限。
  3.课程设置不合理,过于分散
  许多学校计算机专业培养方案设计不科学,目标不明确,课程体系不完整,缺乏系统性,核心课程设计不完全,没有准确反映学科的知识结构,发展特点和内在规律。造成了一些课程中,部分知识重复讲授,部分知识被遗漏的现象[6]。
  三、CDIO工程教育模式概述
  CDIO教学模式是2000年由美国麻省理工大学(MIT)航空航天系发起的、四所前沿的工程大学(瑞典查尔姆斯技术学院、瑞典林克平大学、美国麻省理工学院、瑞典皇家技术学院)合作开发的一种高等工科教育创新模式[7]。其中CDIO指的是构思(Conceive)、设计(Design)、实践(Implement)、运作(Operate)4个英文单词的缩写。CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面,要求采用综合培养方式,使学生在这四个层面达到预定的目标(见表2)。
  表2:CDIO能力培养教学大纲考察的四个层面的能力
  
  
  
  
  
  
  CDIO的核心理念之一是“在企业和社会环境中,完成构思、设计、实施和运行的过程”。基于这一理念,确定了以项目设计为导向、以能力培养为目标的CDIO人才培养模式,该模式下教学以工程项目(包括产品、生产流程和系统)从研发到运行的生命周期为载体,让学生以主动实践的方式学习。在该过程中,可使学生系统掌握专业知识与技能,全面培养学生在科学技术、个人素质、人际沟通能力等各方面能力,培养出具备终身学习和多学科背景的人才。
  在国内,CDIO教学方法已在许多高校开始推行,其中以汕头大学、清华大学为首要代表。从2005年开始,汕头大学工学院已开始了以工程设计为导向,以培养个人能力(包括自学能力和创新能力)、团队能力和系统的适应与调控能力为主要目标的EIP-CDIO工程教育与人才培养模式的改革,并取得了良好的效果[8]。近两年,随着卓越工程师计划的推出,使得CDIO模式的应用也得到了进一步的深化和拓展。
  四、基于CDIO模式的计算机专业教学设计
  借鉴CDIO工程教育模式,计算机专业的教学设计应围绕以下几点进行:
  1.面向市场建立以需求为导向的动态教学机制
  CDIO模式的经验告诉我们,本科应用型人才培养方案既不是一蹴而就的,也不是一成不变的,人才培养方案的制订与调整应当是动态的。随着新科技成果的不断出现,本科应用型人才培养目标必须通过市场调研,不断进行更新和调整。同时,在课程设置上,可以根据企业需求,采取灵活弹性的专业方向课设置。
  2.以专业方向为导向,构建一体化的课程体系
  按照CDIO模式开设的课程首先应明确的问题是:为什么要开设这门课程。此问题不仅要交代清楚开设目的、意义以外还要交代清楚这门课与其他课之间的关系,及课程体系的确定。通常,一体化课程体系主要包括四类课程:基础课、专业基础课,专业主干课和方向选修课等。对于以培养应用型人才为主的计算机专业而言,其专业基础课要以应用为目的,以必需、够用为度;专业课要加强针对性和实用性,以讲清概念、强化应用为教学重点,选修课应根据行业技术的发展及时进行调整,使其更具有先进性和实用性。在课程设置上,可结合培养目标和社会需求,构建以“专业基础课程群”、“专业课课程群”、“专业方向课程群”、“实践教学课程群”等组成的“课程群”课程体系。课程群的设置应体现基础性、针对性、系统性和应用性,尽量避免课程与课程之间、理论课与实践课间的脱节和重复[9]。
  3.开展以项目为中心的教学设计
  项目教学是师生通过共同实施一个完整的项目工作而进行的教学活动,其将实际工作过程、职业活动的真实场景引入到教学内容中来,实现了加强课程内容与工作之间的相关性,整合理论与实践,提高学生职业能力的目的。使得教学由以教师为中心转变为以学生为中心,由以课本为中心转变为以“项目”为中心,其实在一定程度上就是CDIO教育理念所提倡的在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面上进行综合培养的教学模式[6]。在项目教学法中,项目的选择设计致关重要,需要根据不同年级、不同专业方向、不同实践要求进行分级设定。例如:大一新生可主要结合导论性课程,设置专业认知项目;大二学生,强调课程的案例教学;大三学生重点进行综合项目的演练;大四学生则更强调的是社会企业的实战锻炼等(见图1)。
  
  
  
  
  
  
  图1:以项目为导向的CDIO 课程体系模型
  4.分层开展实践教学,构建完整有效的实践教学体系
  实践教学一般包括课内教学实验、课程设计、实习、实训和毕业设计等,其教学目的主要是培养学生的动手能力、自学能力和创新能力,以及具备从事专业岗位的基本技能,从而促进学生的就业和创业能力。在实践教学安排中,应做到循序渐进、科学合理,体现特色和系统性。从而促使学生更好地理论联系实际,培养他们分析问题、解决问题和独立工作的能力,提高他们实际操作技能和对生产组织、生产管理的感知水平[10]。例如:基本实验、认知实习和社会调查等基础性实践环节,适宜安排在第一、第二学年,作用在于帮助学生深入计算机专业,提高专业认知度;课程设计、学科竞赛等专业实践环节安排在第二、三学年较为合适,可使学生掌握课程主要内容的同时,提高其综合运用知识和软件开发的能力,同时也加强了学生的写作能力;企业实训、毕业论文、毕业实习等综合性、研究性实践环节则安排在第四学年为妥,从而为学生提供积累经验、提高职业素养和深入行业的机会(见图2)。
  
  
  
  
  
  
  图2:基于CDIO模式的实践教学体系
  5.以就业为导向,充分开展产学研合作
  CDIO在产学合作方面给我们提供了很好的借鉴,企业对计算机专业应具备的专业素质最有发言权,因此应积极开展校企合作,建设企业实习基地,充分发挥企业的行业优势,共同合作培养合格的人才。学校可根据企业需求调整教学内容,引进教学资源、改革课程模块,使用案例化教材,开展针对性人才培养;企业可选派高级项目工程师指导实践项目,开设职业素养课,帮助学生了解行业动态,拓宽专业视野,提高职业素养,树立正确的学习观和就业观,获得工作经验,完成从学生到员工的角色过渡。企业则从中培养适合自己的人才,减少人才培养成本。同时学校可以选派专业教师下企业锻炼,增加教师的工程实践经验等。
  六、北京农学院计算机专业教学改革分析
  依据北京农学院启动“卓越工程师”培养计划,全面实施“3+1”人才培养模式,强化校企合作和校外人才培养基地建设力度,着力提高学生创新精神、创业意识和实践动手能力的培养模式定位,在调研了大连东软信息学院,北京石油化工学院等多所采用CDIO教学模式的院校基础上,结合社会需求,计算机科学与技术专业充分借鉴CDIO理念,确定了理论教学、实践教学和创新教育三者相结合、相促进的“三维教学模式”(见表3),并将其与课程体系相结合,不仅保证了教学模式的先进性,也保证了教学模式的可操作性。
  表3:北京农学院计算机科学与技术专业教学设置
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  同时,为了推进2011培养方案的执行和推进,结合专业方向,北京农学院计算机科学与技术专业正在积极筹建网络实验室、嵌入式实验室、数字媒体实训中心等多个专业实验室,同时也积极成立了:“嵌入式系统兴趣小组”、“数字媒体设计兴趣小组”、“软件设计兴趣小组”等多个课外科技活动兴趣小组,由实验室承担学生的课外科技活动的组织与管理工作,由专业教师担任指导教师。在学生学科活动上,积极组织学生参加:大学生创业计划项目、全国大学生电子竞赛、北京市大学生动漫设计竞赛、C程序设计大赛、“挑战杯”以及各类企业或行业比赛等,并获得了优秀的成绩。在探索“3+1”培养模式上,计算机专业也分别与中软、东软、中讯等多个软件企业建立了长期的实习合作关系,同时结合农学院特点,与北京农林科学院信息所也建立了实习合作,实行毕业生双导师的培养机制等,这都为提高我校计算机专业学生的教学质量和就业机会起到了很好的作用。
  基金项目: 2011北京市中青年骨干教师项目,项目编号:PHR201108282
  [参考文献]
  [1]杨宏伟,宋文华,王文. CDIO模式指导下的工学一体办学模式的构建策略[J].中国西部科技,2010,9(6):75-76.
  [2]陶勇芳,商存慧.CDIO大纲对高等工科教育创新的启示[J].中国高教研究,2006(11):81-83.
  [3]刘金月,吴雅娟.CDIO 理念在VB 程序设计课程中的探索与实践[J].中国电力教育,2009(12):72-73.
  [4]雷环,汤威颐,Edward F.Crawley.培养创新型、多层次、专业化的工程科技人才[J].高等工程教育研究,2009(5):29-35.
  [5]于学斗.以CDIO为指导进行网络安全实验教学改革,计算机时代,2010(5):60-61.
  [6]陈春林,朱张青.基于CDIO 教育理念的工程学科教育改革与实践[J].教育与现代化,2010(1):30-33.
  [7]王英姿,熊光晶.由团队设计项目引导的自我构建[J].科技创新导报,2009(23):215-216
  [8]庄哲民,唐雅娟.沈民奋等.基于ISO的EIP-CDIO人才培养模式质量保障系统的构建[J].中国教育发展研究,2009(9):55-58
  [9]孟繁兴.基于CDIO 的计算机信息管理专业课程体系构建[J],计算机教育,2010(11):98-100.
  [10]洪林.国外应用型大学实践教学体系与基地建设[J].实验室研究与探索,2006,25(12):1586-1588.
  (作者单位:北京农学院 计算机与信息工程学院 北京)
其他文献
随着科技的发展和社会的进步,英语学习在我国的普及程度已今非昔比了。在学校教育中,英语是一门必修课,我们教师面对的是一群英语程度各异的鲜活个体。在英语教学的过程中,为了更有效地激发他们的学习兴趣,提高学习效果,我们总结了一些简单有趣的方法,可以帮助学生更有效地理解和记忆,提高成绩。  当前,在我们国家的中学校园里,英语是一门必修课程。而作为一名中学英语教师,我们每天要面对的也是一群英语程度不同,态度
期刊
《标准》基本理念第一条中用比以前更为明确的语言提出:“使数学教育面向全体学生,实现——人人学有价值的数学;人人都能获得必需的数学;不同学生在数学上得到不同的发展。”,同时新课程标准中的“基本理念”中指出:“教师应……帮助学生在自主探究和合作交流的过程中真正理解和掌握基本的数学知识与技能、数学思想和方法,获得广泛的数学活动的经验。”为了实现学生能生动活泼的学习,能充分的展示自己,能在思辨中去探求新知
期刊
[摘要]社会的发展要求学校教育重视提高学生的全面素质,而教育的背景——社会大环境正日趋复杂,因此,面对这种要求与这种背景下的青少年,教师的整个教学应具备一个良好的心理策略,提高工作的预见性,把握教学各环节中学生的情感因素与心理效应。需要强调的是,教师采取的各种教学心理策略,不可片面地理解为是一种知识教学的辅助手段,这固然是它的一种作用,但它更有其独立的目的——增进学生的心理健康,完善学生的个性。这
期刊
[摘要]作文创新是教师多年来不停探索的话题。“文化反哺”时代背景下的作文创新已经不单单指向学生。教师在作文命题和教学上的创新更是迫在眉睫。如何合理利用学生资源来反哺我们的教师?教师应该特别关注“文化反哺”现象,把其作为一种教育资源,一种文化传承的方式,从而改变写作观念以及教学方式。  [关键词]文化反哺 作文教学 训练模式    “文化反哺”是指“在急速的文化变迁时代所发生的年长一代向年轻一代进行
期刊
随着新世纪的到来,人类进入信息时代,社会的数字化程度的日益提高,要求人们具有更高的数学素养,这就给我们增加了无形的压力,如何大面积提高数学质量,培养出更多的合格加特长的学生是我们迫切要解决的问题。恰在我们迷惘之际,我积极地投入到实验中去,特别是《数学课程标准》的颁发,更为我们的教学指明了方向。  一、学习《数学课程标准》,领会《数学课程标准》精神,认真贯彻教学原则。  教学原则对教学实践有着十分重
期刊
课堂是学生获得知识的主渠道,课堂上学生的学习积极性、主动性以及注意力集中的持久性都直接影响着学生的学习效率。因此,为了提高英语学习效率,教师应从以下几个方面营造课堂学习气氛,使学生保持持久的学习积极性和主动性。  一、重视课堂前三分钟,注重激发学习兴趣  课堂教学的前三分钟是课堂教学的序曲,是教学内容的导入环节,不仅要给学生带来新鲜、引人入胜的感受,还要能诱发学生主动探索的欲望,进入“我要学”的最
期刊
有些中学生在学语文时态度不端正、学习方法死板,错别字连篇、懒惰、贪玩、厌学等。教师如何引导他们帮助他们转变观念、调动学习语文的积极性呢?我认为学语文有以下诀窍。  一、培养兴趣。“兴趣是最好的老师”。凡要做好每一件事,都应该对该事物有兴趣,惟有兴趣才能产生动力。青年学生对未知领域是很感兴趣的,因为他们好奇,在培养兴趣时,教师可以充分利用教育资源。例如,用多媒体教学,通过图片、声音展示,激发学生的求
期刊
在小学数学教学中,不仅在低年级,而且在中高年级教学中,要创造条件让学生说,加强对学生说的训练。  现在多数数学教师在课堂教学中注意提高学生的计算能力和应用题、几何图形的解题能力,这是对的,无可非议。但是用什么手段来实现教学要求呢?不少课堂教学中存在的问题是教师讲得过多,越到高年级,学生说话的机会越少,到了毕业班,只能是教师“满堂灌”了。课堂里,教师讲,学生听,把课堂教学的“双边活动”变成了“单相活
期刊
[摘要]“双师型”教师队伍建设已经成为中职学校教学质量评估体系中的一项重要指标,各中职学校要充分了解“双师型”教师应具备的素质与能力,建设一支高素质的“双师型”教师队伍,才能培养出大批高技能应用型人才。本文通过对中职学校中“双师型”教师队伍的现状分析结合当前中职教育发展的实际情况提出自己的一些建议和对策。  [关键词]中职学校 教师队伍 建设    在学习了教育部《中等职业教育改革创新行动计划》(
期刊
许多未成年人年龄小,胆子大,思想意识差,法律意识淡薄,易冲动,做事往往不考虑后果,甚至有的走上违法犯罪道路,给家庭和社会带来了很大危害。因此,如何教育未成年人是当今社会的一大教育难题。  有关未成年人最典型的案例有:“迷恋网络”、“谈情说爱”、“饮酒闹事”、“聚众赌博”、“语言粗俗”、“殴打父母”、“行凶杀人”等等,给家庭社会带来严重危害。  未成年人是祖国的未来和希望。他们的思想道德状况直接关系
期刊