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基于CDIO—OBE理念的Java程序设计课程教学改革
作者：徐晓君 刘凯
来源：《电脑知识与技术》2017年第32期
摘要：该文针对我校Java程序设计课程教学中存在的不足，以CDIO教学模式和OBE教学理念为指导，以应用型人才培养为目标，开展教学改革。通过教学改革的实施，学生文字撰写能力、程序设计能力、工程系统能力、团队合作能力和语言表达能力等综合能力均有不同程度的提高，学生学习效果良好。
关键词：CDIO；学习产出；应用型；教学改革
中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）32-0148-02
我校于2016年被宁夏回族自治区教育厅确定为本科高校向应用型转型试点高校，学校全面推进人才培养模式改革、积极探索学年学分制人才培养方案、提高应用技术人才培养质量。 Java程序设计课程是物联网工程专业的一门重要专业基础课程，适用于物联网应用层软件开发，是一门理论与实践并重的课程。但是该课程仍采用传统授课方式，且课程难度较大，知识点繁琐，学生学习存在较大困难；课程实验比较单一，学生综合应用所学知识解决实际的能力较为欠缺。
基于目前学校实际情况、教学中存在的不足及学生学习过程中遇到的困难，Java程序设计课程教学组以CDIO教学模式和OBE教学理念为指导，以应用型人才培养为目标，对该课程开展了教学改革尝试。
1 Java程序设计课程教学中存在的不足
Java程序设计课程教学偏重基本概念和原理的教学，以理论知识和语法教学为主，教学以教师、教学内容为中心，忽视学生主体地位，学生学习兴趣不高。
课程实践环节以设计型较多，但综合型较少，实践内容局限于单独一门课程，忽略了该课程与软件类课程之间的衔接和联系，不利于学生综合所学知识解决实际问题的能力、项目分析设计能力、团队合作能力、工程系统能力、文字撰写能力及创新能力等综合能力的培养。 课程考核方式以笔试为主，过于侧重对概念掌握的考核，考核方式单一，没有将本课程知识点与其他相关课程知识点相结合，忽略前续、后续课程的关系，忽略了对学生综合能力的考核。
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承担Java程序设计课程教学任务的团队是一支年轻的队伍，部分教师是毕业后直接进入我校任教，经过多年的教学历练，教师的教学水平有很大的提高，但是，教师普遍缺乏项目实战经验，实践能力较弱，不利于应用型人才培养目标的实现。
为保证教学质量，提高学生综合能力，使培养出来的学生符合应用型人才的标准，实行Java程序设计课程教学改革是很有必要的。
2 基于CDIO-OBE理念的Java程序设计课程教学改革
CDIO以产品研发到产品运行的生命周期为载体 ，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。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，大纲要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标。
OBE（Outcomes-based Education）基于学习产出的教育模式，基于OBE的教育模式是以预期学习产出为中心来组织、实施和评价教育的结构模式，主要有四个步骤：定义学习产出、实现学习产出、评估学习产出和使用学习产出。
基于以上问题，在《Java程序设计》课程教学实施过程中，以CDIO教学模式及OBE教学理念为指导，以应用型人才培养为目标，以教师为引导，以学生为中心，以就业为导向，以学生综合能力提升目的，以校企合作为契机，以项目驱动为依托，以解决问题为途径，以学习产出为考核标准，多种资源相结合，进行了Java程序设计课程教学改革。教学改革中明确了教学目标，优化了教学环节和内容，更新了教学手段和方法，加强了学生综合能力的培养，提高了学生学习的成效。
2.1 修订基于OBE理念的大纲，明确学习需求与教学目标
通过查阅资料、与其他高校教师交流、从企业获取用人需求和参加学术会议等形式，对CDIO理论与OBE理念进行学习，组织教学研讨会，根据专业培养目标，确定专业Java程序设计课程的学习教学目标和能力目标，明确课程目标对毕业要求的支撑关系、梳理了教学内容与预期学习成效、制定课程目标达成度评价标准，完成了基本OBE理念的教学大纲的修订。 2.2 理论教学方法改革
在Java程序设计教学中，采用CDIO工程培养模式开展理论教学方法改革，将知识点融入到项目中。在部分知识点较为基础、琐碎章节，教学中引入小案例，按照任务分析、教学目标、支撑知识、任务实施和拓展训练的步骤开展课堂教学，使学生掌握知识点及知识点在项目中的应用。整体的教学则以图书管理系统为主线，结合数据库原理及应用、数据结构与算法分析和软件工程等课程知识，将工程思想引入到教学中，按照需求分析、概要设计、详细设计、项目实现和项目测试的顺序推进教学内容，将各知识点分散到项目中，随着教学的推进使学生逐步对知识点进行学习，掌握知识点在实际项目中的应用。
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2.3 项目驱动学生综合能力提升
在CDIO工程教育理念中，倡导学生独立思考的能力和团队合作的能力，OBE教育理念则以学生为中心，重视学生的学习成效。随着教学的开展，学生以3-5人为单位组成项目小组，自主选择一个项目进行开发。每组设组长一名，负责任务的分工、项目进度、组织组内讨论和项目实施。组内成员每个人负责部分模块，按需求分析、总体设计、详细设计、实现、软件测试等步骤完成项目开发，撰写设计说明书并对项目进行汇报。通过项目的开发，培养学生的文字撰写能力、程序设计能力、工程系统能力、团队合作能力和语言表达能力，保证学生学习的效果。
2.4 考核方式的改革
改革以往课程卷考方式，加强过程考核，除正常的考勤、完成作业等作为平时成绩以外，在日常教学任务完成后，留给学生2-3个综合性适中的小项目，由学生模仿课堂案例，开展项目需求分析、设计、编码及测试，完成小项目，将小项目成绩纳入到平时成绩中；期末考试以大作业的形式提交，学生分组完成一个具有实际价值的软件项目，每位学生在组内扮演不同的角色，承担不同的任务，共同完成期末大作业，充分调动学生积极性，充分发挥主观能动性，使学生参与到项目中来。
期末大作业成绩由项目成绩、设计说明书成绩、项目汇报成绩等部分组成，期末大作业的成绩需要综合教师评分、组长评分、组间评分等部分。而每位学生成绩则根据期末大作业成绩以及其在组内所承担的任务量、完成质量及综合评分等进行综合评定，使每位同学在课程结束后均有所收获。
2.5 分层次开展实践教学，培养学生创新意识
根据学生自身特点和对课程的兴趣，采用分层次实践教学方法。课内实践教学部分包含基础实验、小项目、综合项目和课程设计等部分，使学生掌握Java相关知识点，并具备基本的应用知识点解决问题的能力。鼓励学生积极申报大学生创新性实验项目，将所学知识应用于实践中，鼓励学生加入专业社团，积极组队参加各级各类与Java、软件开发、物联网相关的大赛，以赛促学，提高学生的项目开发能力。同时，双证毕业，要求在毕业时应获得专业相关的认证。鼓励学生参加软件测评师、软件设计师等相关专业考试，提高学生就业竞争力。通过分层次实践教学，发挥学生的创新意识和主观能动性，提高学生解决实际问题的能力和专业素养。
2.6 加强校企合作，为教师、学生搭建实践平台
为推动学生应用能力培养，提高学生软件开发能力，更好地为企业输送高素质、强技能的人才，我校与银川市IBI育成中心多家企业建立了校企合作关系，为教师和学生提供实践与实习基地。学生可以参与到企业项目中去，积累开发经验和工程经验，安排教师到企业挂职锻