探析CDIO數據結構教學改革的優秀論文
1、教學實踐改革
CDIO是“做中學”原則和“基于項目化教學”的幾種體現，建構主義學習理論認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學習者在一定的情境下，借助他人的幫助，利用必要的學習資料，通過意義建構方式獲得的。項目教學法與建構主義學習理論都強調以學生為中心，強調真實任務或活動的重要性。結合《數據結構》課程自身的特點，在教學中按照從問題到程序的項目設計思路，從以下四個步驟逐步引導學生學習：
①建立數據結構模型，設計抽象數據類型；
②算法設計；
③實現抽象數據類型；
④程序編寫與調試。與該知識框架相對應，我們提出了該課程的能力培養目標，主要包括以下幾個方面的能力：
①軟件需求分析與結構設計能力；
②實現方案設計能力：
③編寫代碼和項目測試能力；
④學生的團隊協作和溝通能力。為項目能力培養框架，圍繞課程基本理論，通過引入項目教學，對各個階段學生能力培養目標進行剖析，提出了基于CDIO的教學改革措施，包括以下幾個方面：
（1）課程應用與發展綜述
《數據結構》課程內容枯燥乏味，在引導學生進行學習的時候，激發學生的學習興趣、提高學習積極性就至關重要了。我們要求學生查閱資料，了解本課程當前的應用情況及發展狀況，并撰寫綜述報告。通過這種方式，學生認識到該課程在本專業知識體系結構中的重要地位和對提升編程能力的核心作用，以及課程在現實系統中的應用情況，只有認識到這幾點，學生才能有學習的主動性和積極性，此外，通過這種方式，可以訓練學生的文獻綜述的寫作能力。
（2）項目驅動的理論教學
項目教學法是一種基于構建主義理論的探究式學習模式，將教學內容融入一個個小型項目的真實情境中，以學生的自主性、探索性學習為基礎，由教師引導學生來實現項目。這種方法將過去的“知識傳授為目標的”傳統教學模式改為以“知識傳授為載體，以能力與素質培養為主要目標”的新模式。基于CDIO的《數據結構》的教學要求立足項目的生命期來展開，以項目為載體，教學活動圍繞項目來展開，從基本理論入手，培養學生的算法設計技能，編程能力以及團隊協作能力。為此，本文設計了基于CDIO的《數據結構》課程教學體系。課程圍繞幾種數據結構展開教學，每個知識點設置一個相應的項目，并根據項目設置理論教學環節。這種將項目融入到各個知識點中的教學思想，讓學生從主觀上對《數據結構》課程有一個感性的認識的同時，還使得他們在任務驅動下學習相關理論知識，提升編程能力。這點正符合項目教學、任務驅動的課程體系改革的目標。
（3）分層次的實踐教學
實踐教學環節對提升學生編程水平起著至關重要的作用，因此，合理設計實踐教學，能起到事半功倍的作用。結合學生學習的特點，我們將實踐教學環節進行分層設計：第一，基礎實驗：即將課堂教學中涉及的算法通過編程來實現，這有利于學生掌握程序設計的基本技巧。第二，開放性實驗：要求組建學習小組，各小組選擇或自擬一個題目，遵循軟件設計思想來完成一個軟件項目。包括：程序的構思—模型建立、設計—算法設計、抽象數據類型實現、實施—應用程序編寫、運行—程序測試、展示和書寫文檔。通過項目實施訓練學生的工程意識和程序開發能力。
2、教學方法改革
（1）項目驅動教學
項目教學法的特點是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”，創造了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。在教學中引入微型項目，設置教學任務，要求任務的目標性明確，教學情境的創建圍繞任務展開，使學生帶著任務學習。首先使學生對每種數據結構在現實中的應用有一個清晰的認識，在任務的驅動下激發學生的求知欲，改變學生的學習狀態，主動去探索、去學習。與此同時，教師在教學時，始終圍繞項目開展教學，通過對項目進行分析，引導學生認識到用現有知識結構去實現該項目存在的問題，自然而然地將學生引入到嶄新的知識領域，從而幫助學生拓寬視野。以問題的形式，啟發學生思考實現的方法，學生在這種學習環境下，能認識各個知識點在現實中的應用，因而獲得學習的動力，化被動學習為主動學習，并將學習的目標從對理論的理解轉化到具體的實現上來，以此來提高自身程序編寫的綜合素養。
（2）分組教學法
在實踐教學中，采取項目組的形式，將全班學生分成幾個項目組，一般4~6人為一組，完成一個自選項目，每個組配有一個組長。從項目的分析、抽象數據類型的定義、算法設計到編程實現及最終測評，全部由組長負責組織各項學習活動，組員協作完成。教師在項目實施過程中充當總工程師的角色，有目的地引導學生發現新知識，解決處理項目中遇到的困難，培養學生團隊合作、解決問題等綜合能力，提高了理論水平和實踐操作技能。
（3）互動式教學法
在項目教學中，學生代表將對每個項目的實施過程制作相應的文檔，上講臺講解，并與大家進行交流討論，以此強化學生的質量意識，促進相互學習。同時，為了提高實踐效果，教師應對軟件編寫的每個環節嚴格把關。每個小組應派出代表在班級匯報程序設計的進展及思路，以及每位學生在設計過程中充當的角色和承擔的工作，并展開討論，這樣可以在一定程度上減少搭順風車的現象，同時通過讓學生參與教學的各個環節，提高學生的學習積極性。
（4）網絡教學法
利用現代化信息技術服務教學是當前教學改革一個主流趨勢。在《數據結構》的教學中，除了課堂教學以外，我們應充分利用現有環境給學生提供更為豐富的教學資源。針對重要知識點，制作視頻教程，通過網絡教學平臺共享，使得課堂教學能順利圍繞項目的實現來展開。此外，通過網站的在線答疑、留言板等功能，搭建了一個學生之間、師生之間的交流平臺，及時幫助學生解決學習中的各種問題，提高了學生的學習自主性。總之，教學方法的改革旨在提高學生項目實踐能力、自主學習的能力和團隊協作的能力。
3、考核形式改革
要保證教學效果，考核形式就不能局限于單一的期末考核方式，必須有一套合理的考核標準。CDIO標準中，要求學生的基本個人能力和人際能力、產品、過程和系統構建能力以及學科知識都要融入到專業考核之中，通過多元化的考核機制，不僅能測評學生對理論知識的掌握程度，更能對學生的探索性、分析問題能力、工程能力進行全面的評估。本課程的考試改革方式如下：
①平時成績，占20%，包括課堂紀律、出勤及微型項目完成后提交作業的完成情況；
②項目成績，占50%，由項目小組長與組內成員根據成員在項目中做出的貢獻和團隊合作態度和能力以及創新能力來共同評定，要求項目小組對項目進行總結，各成員陳述自己完成的工作和收獲；
③期末成績，占30%，由于該課程要求學生不僅掌握程序設計的基本思路，還要求具備程序實現的能力，在此，將期末考試通過上機方式進行考核，主要考察內容包括基礎理論、算法設計以及程序編寫能力。這種考核方式將考核貫穿于整個教學過程的始終，有利于控制每個教學環節，有利于提高學生學習的自覺性和主動性，有利于培養學生團隊協作、溝通能力，避免了突擊應付考試的現象，能顯著提高教學效果。
4、CDIO教學實施中應注意的問題
通過在教學中引入CDIO的思想，使學生不僅能了解軟件項目的設計流程，而且還能掌握本課程的主要知識和軟件開發技術，并逐步形成軟件開發能力。但是，項目的實施卻不是紙上談兵，需要教師精心設計每個教學環節，除此之外，我們認為，CDIO教學實施還需要注意以下幾個方面的問題：
（1）教師應提升自身的項目經驗
教師應參加項目實訓，提升自身的項目經驗，這樣才能在教學過程中做到有的放矢、游刃有余。教師在教學實施過程中，要注意把握指導的尺度，有效引導學生，既不能完全掌控實施過程，也不能放任自流，應將教師指導與鼓勵學生主動性、創新性有效結合起來。
（2）注重課程之間的橫向聯系
要開展企業的工程項目，僅具備《數據結構》課程知識，是做不到的，特別是面向對象程序設計，所以，需要學生將相關課程有機聯系起來。
（3）學生應充分發揮主觀能動性
在學習中提倡“自主設計、自己動手、自由探索”，提高學生分析、解決問題的能力，還要鼓勵學生積極參與項目小組活動，將個人職業技能與小組協作能力緊密結合，不斷提升CDIO工程能力。
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