CDIO理念下的混合式项目化教学模式在Java程序设计课程中的探索与实践

李月军

摘要：结合CDIO工程教育理念，分析Java程序设计课程的教学现状，探讨课程教学中融入混合式项目化教学的必要性，提出“CITP混合式、理实一体的项目化”课程教学模式，阐述混合式项目化教学模式的具体实施方案及课程考核评价方式，说明效果及后续课程改革要点。

关键词：CDIO;项目化教学;混合式教学;教学改革

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）12-0124-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

CDIO是一种基于工程教育的教学模式，贯穿了“做中学”和“基于项目的教育和学习”的教育理念[1-3];混合式教学是面对面教学与在线教学的结合[4]。CDIO模式下的项目化教学和混合式教学模式在高校正如火如荼地开展，并取得了一定的成绩和经验。为了达成工程应用型创新人才的培养目标，探索以学生为中心，知识、能力培养和素质提高相结合的“互联网+教学”模式[1-3]，一直是高校教学改革研究的热点。

Java程序设计是计算机相关专业必修的专业核心课程，也是大数据分析处理和应用软件系统开发的重要技术之一。结合课程特点及学情分析，以三个维度为主线：一是如何培养工程实践能力和创新能力[1-3]？二是如何帮助学生在教学课时有限的情况下对知识进行系统的、全面性的学习？三是如何将自主学习、案例教学和项目实践相结合，激发学生的学习兴趣[1-3]？对课程进行了“CITP混合式、理实一体的项目化”教学模式改革。

1 课程教学现状

应用型高校，Java程序设计课程的基本情况是总学时64（理论32+实验32），开设在大二的第一学期。教学过程普遍存在的问题如下：

1）课程教学多以知识讲授为主。理论课大多是“PPT+编程演示”，以教师为主，学生被动接受。学生大多数时间处于听和看的层面，写相对较少，课堂参与度低。

2）课后巩固多以布置作业为主。作业存在抄袭现象，学生遇到问题得不到及时解决，缺乏针对性的指导和过程性互动。

3）实践课多以验证型题目为主。内容仍停留在对知识点的理解及应用层面上，学生综合开发、创新及团队合作等能力培养收效甚微[5]。

4）课程评价多以试卷为主。缺少对学生学习成果及学习过程的评价，致使学生编程积极性不高，项目开发能力及自主学习能力提高有限。

2 课程开展混合式项目化教学的必要性

项目化教学对实践能力的培养卓有成效，但也存在一些问题，结合网络教学的优势，将项目化教学与混合式教学融为一体的教学模式是势在必行的。

1）助力课程学习的系统性和全面性。项目化教学以项目为主线，不能覆盖全部知识点。借助网络教学平台构建的知识树，学生随时线上自主学习，项目实践过程中迭代巩固。

2）助力分层教学，实现个性化学习。课堂教学存在分层教学瓶颈。借助网络教学资源，学生根据个人学情有针对性地进行学习巩固和强化训练，满足个性化学习需求[6]。

3）助力教学质量的提高。由于學时和教学任务的限制，课堂教学不得不压缩删减如解惑、过程训练、拓展练习等环节。借助网络平台，线上延长学与交的时间，提高教学质量。

3 课程混合式项目化教学实施方案

3.1 CITP混合式教学模式设计

CITP即案例Case+自主学习Independence+课堂讲授Teach+项目实现Project，如图1所示。

CITP混合式教学模式围绕线上、线下展开，教师凝练知识点设计项目小案例，借助“雨课堂”“超星”“云班课”等网络教学平台线上发布案例任务，学生通过MOOC、教师微课视频等教学资源自主学习，案例代码提交学习平台，教师找出共性问题，及时调整授课内容及方式。线下课堂进行课前在线小测验，以5～7道选择题为宜，帮助学生发现知识薄弱处，增强听课的有效性;分析项目小案例强化知识点掌握，组织学生对代表性案例代码进行评论及优化，共同完善项目案例。课后发布同步实训和拓展任务，在线答疑交流，巩固知识的掌握和应用。

3.2 理实一体的项目化教学设计

理实一体的项目化教学模式（如图2所示），以达成课程教学目标、能力目标、工程应用型创新人才培养目标为导向，融合Java软件开发工程师的岗位技术要求，围绕各章节知识点设计易于理解、难度适中的8个任务小案例，激发学生兴趣，在案例求解的过程中培养学生的计算思维能力、自主学习能力和程序编写能力。实践是培养学生问题解决能力、创新能力的重要途径，与理论教学相同步，将实践内容分为入门项目6个和1个工程应用项目，入门项目包括必做项目，由教师引领学生共同分析完成，扩展项目是知识的延伸，由学生独立完成，入门项目侧重于巩固对各章知识技术点的应用编程能力;工程应用项目以一个具体项目为主，以小组为单位协作完成，侧重于培养学生软件综合开发能力、团队协作能力、交流沟通能力等，实知识到技术的内化。

3.3 课程考核评价方式

传统考核及评价只鉴于一纸考试的结果，对学生具有不公平性。基于混合式项目化教学模式的考核及评价，对课程采取“成果导向、过程考核”多维动态的评价方式，过程性评价包括前置性评价（如课前线上自主学习情况及日常考勤等），形成性评价（如学习过程中课程测试及线上小测验），总结性评价（如课程试卷考试），以保证学生成绩评定的公平性。课程考核评价方式为平时成绩占50%（出勤及平时表现5%+线上考核15%+实验成绩20%+阶段测试10%）+期末考试50%。

4 结语

对2019级计算机科学与技术专业班级实施了“CITP混合式、理实一体的项目化”的教学模式改革，调查统计结果表明，96.74%的学生对混合式项目化教学表示非常满意和满意，认为对自己在编程动手能力、问题解决能力、创新能力、自主学习能力、团队协作能力等方面均有所提升，考核评价方式客观公正。

课程后续的改革要点：一是充分利用网络学习资源，对任务案例迭代更新，激发学生的求知欲和学习动力，提高教学质量;二是整合企业项目、竞赛题目等更新工程应用项目题目，提高学生问题解决能力和动手能力;三是挖掘思政元素，树立正确三观，培养工匠精神。混合式项目化教学模式不仅提高了课堂教学效果，也提升了学生自主学习能力、可持续发展能力和软件开发能力，拓宽了知识面[6]，对程序设计类课程具有一定的参考借鉴意义。

参考文献：

[1] 贾克.新工科背景下Java课程教学改革的探索与实践[J].河北软件职业技术学院学报，2019，21（1）：41-45.

[2] 姜大志，孙浩军.基于CDIO的主动式项目驱动学习方法研究——以Java类课程教学改革为例[J].高等工程教育研究，2012（4）：159-164.

[3] 张银丽，赵斌.基于CDIO模式的案例教学法在Java程序设计课程中的运用研究[J].洛阳师范学院学报，2018，37（8）：64-66.

[4] Watson J.Blending learning：The convergence of online and face-to-face education[EB/OL].[2018-09-01].http：//files.eric.ed.gov/fulltext/ED509636.pdf.

[5] 张银丽，赵斌.基于CDIO模式的案例教学法在Java程序设计课程中的运用研究[J].洛阳师范学院学报，2018，37（8）：64-66.

[6] 赵爱美，张羽佳，谢粤芳.混合教学模式在项目化程序设计课程中的探索与实践[J].计算机时代，2018（9）：85-87+91.

【通联编辑：王力】