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“CDIO+思政”的Java程序设计改革与实践

时间:2022年07月15日 所属分类:教育论文 点击次数:

摘 要:为提高学生程序设计综合实践能力,加强学生思想道德教育,使其树立正确的理想信念,自觉践行社会主义核心价值观,针对普通本科院校授课经验,分析了当前 Java面向对象程序设计课程中存在的问题,提出以CDIO+思政理念为指导,采用线上线下混合式教学模

  摘 要:为提高学生程序设计综合实践能力,加强学生思想道德教育,使其树立正确的理想信念,自觉践行社会主义核心价值观,针对普通本科院校授课经验,分析了当前 Java面向对象程序设计课程中存在的问题,提出以“CDIO+思政”理念为指导,采用线上线下混合式教学模式,以项目驱动、小组讨论等教学方法为手段,探索Java面向对象程序设计课程教学改革。实践教学显示,提出的教学模型不仅提高了学生分析、解决问题的工程实践能力,还培养了学生精益求精的工匠精神和科技报国的使命感。

  关键词:CDIO;思政教育;混合式教学;Java;教学改革

程序设计

  0 引言

  2020 年 6 月,教育部印发的《高等学校课程思政建设指导纲要》明确指出全面推进课程思政建设,就要寓价值观引导于知识传授和能力培养之中,帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观[1]。作为高校教师,应把握好课程建设“主战场”、利用好课堂教育“主渠道”,承担好育人责任,守好一段渠、种好责任田[2-3],要在课程教学中把马克思主义教育与培养科学精神结合起来,提高学生认识、分析和解决问题的能力,培养学生精益求精的大国工匠精神和科技报国的家国情怀与使命担当。

  CDIO 工程教育模式是近年来国际工程教育改革的最新成果[4],通过结合构思(Conceive)、设计(Design)、实现(Implement)和运作(Operator),以产品研发到产品运行的生命周期为载体,让学生以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习[4]。在 Java面向对象程序设计课程(以下简称Java 课程)教学中采用 CDIO 模式旨在解决教学理论与实践相脱节的问题,将理论、实践和创新融为一体,着重培养学生的工程实践能力[4]。李洁[5]将教学内容、教学资源、教学方式和考评机制 4 个方面进行整合,构建基于 CDIO教育理念的思政课教学体系。

  何磊等[6]围绕高等教育立德树人的核心任务,以工程导论为例,通过调整课程大纲、配置融合思想政治理念和工程知识资源库,设立课程评价体系进行基于 CDIO 工程教育模式的专业课程思政建设。叶进等[7]探索 CDIO 理念在高校思想政治教育实践育人的独特优势和二者之间的共同愿景、层次纲领、实践路径等方面的契合性,在 CDIO 理念的基础上提出构建多元一体的复合主体。Java 语言是目前互联网最受欢迎的语言之一[8-10],同时 Java 课程也是计算机类专业的核心课程,是 Java Web、J2EE、软件工程、移动终端开发与实践等课程的先修课程,集理论性、应用型、实践性和工程性于一体。通过学习该课程,使学生掌握面向对象程序设计的基本原理与方法,具备面向对象的编程思维,将现实世界的实际问题采用面向对象方式进行建模,并编写代码进行建模。林宏等[11]依据 CDIO 能力大纲,以 Java 程序设计为例讨论了在有限教学环境和师资条件下的课程建设及改革措施。

  杨晓欢等[12]以西南财经大学天府学院为例,基于 CDIO 教学模式对 Java 课程群教学中存在的问题,以就业为导向,以项目驱动为载体进行教学模式改革。李金忠等[13]以CDIO工程教育理念为指导,基于翻转课堂教学模式实践框架,以项目驱动和小组讨论方法为教学手段,探索了多维度混合式教学改革探索,针对思政教育难以有机融入专业课程问题,探索了如何将思政元素有机融入课程教学,并从课程思政意识、教学内容、教学方法、课外实践 4 个方面提出面向对象程序设计课程思政的实施措施。通过以上文献分析发现,目前针对 Java 课程进行“CDIO+思政”模式的教学改革研究较少。为此,本文采用线上、线下混合式教学模式,以项目驱动和小组讨论等教学方法为手段,探索Java面向对象程序设计课程教学改革。

  1 Java程序设计课程问题

  Java 课程是大学二年级开设的专业基础课程,涵盖内容较多,面向对象程序设计思想较为抽象,实践性较强,学习难度大,目前在教学中仍存在诸多问题尚待解决。

  1.1 缺乏明确的学习目标高等教育的专业性特点要求学生掌握扎实的专业基础知识,强调学生主观能动性与自学能力的培养。但是大部分学生的学习目标并不明确,缺乏学习动力和正确的价值导向,沉迷于网络游戏,在学习过程中一味地被动接收知识,学习效果一般。

  1.2 基础知识与实际应用相脱节Java 课程中涵盖的知识点较多,面向对象概念较为抽象,Java 的基本语法及基础应用占用了大量学时,使学生无法深入了解面向对象程序设计的高级部分。此外,教学采用的案例较为陈旧,知识点间的关联性不强,缺乏系统性学习,编程练习大多为一些验证性实验,无法激发学生的学习兴趣,导致在面对具体问题时,学生的动手能力依然较差。

  1.3 教学模式单一,教学手段陈旧Java 课程强调理论与实践相结合,因此采用理论课结合上机实践的模式进行教学。理论课主要以教师为主体,学生被动接收知识,然而目前的教学案例相对分散,难以使学生形成系统思维,学生学习兴趣较差,课堂参与度低;上机实践则针对理论课讲授的知识点,要求学生编写相对简单的程序,因此在课程结束后,学生依然未能开发实际项目。

  1.4 考核模式单一Java 课程的考核分为过程性考核和期末考核。过程性考核主要以实验和出勤成绩为主;期末考核为则主要为机试,仅考核课程的理论性知识与学生的实际编程能力。

  2 基于“CDIO+思政”理念的教学改革与实践

  Java 课程注重培养学生的实践能力和创新能力,使学生能采用面向对象程序设计的思维解决实际问题,在具备扎实的专业知识基础上,建立对专业的感性认识,产生专业认同感、归属感和使命感。基于“CDIO+思政”理念的教学改革与实践思路通常以“CDIO+思政”理念为指导,在课程中融入思政元素,培育和践行学生的社会主义核心价值观,做到润物细无声,采用线上、线下混合式教学模式,以项目驱动和小组讨论教学方法为手段,探索面向普通本科院校学生的教学改革与实践分析。

  2.1 明确学习目标帮助学生了解专业特点、研究领域和就业前景,明确课程学习中应掌握的理论知识、专业技能和学习目标。在学习过程中,充分发挥自身的主观能动性,积极参与课堂教学,提高学生的自学能力和工程实践能力。此外,还应该培养学生从课程所涉及的专业领域、发展历史、国内外发展形式中建立专业认同、职业道德和职业规范,增强学生的科技报国使命感。

  2.2 项目驱动的加强理论学习在教学过程中,要实现以教师为主导,学生为主体的教学理念,教师根据课程教学目标及能力要求将所授知识融入实际项目,在项目实施中按照软件工程思想进行分析问题、详细设计、编码实现、调试总结,引导学生在掌握理论知识的基础上完成项目开发,构建系统化知识体系,增强项目实战能力。

  2.3 教学模式创新采用线上线下混合式教学方法,将传统面授教学和网络教学相结合[14-15],打破了传统教学时间和空间的限制,实现了以教师为主导,学生为主体的教育理念,丰富了教学内容与形式,有助于激发学生的学习兴趣,提高自学能力,培养良好的学习习惯。线上教学采用优慕课平台(http://eplat.imau.edu.cn/meol/jpk/course/blended_module/index.jsp?courseId=36889)。其中,在线学习包括课程预习、在线测试、作业、答疑讨论、问卷调查等内容。在教学组织上,从课前、课中、课后三个模块组织教学。

  (1)课前模块。教师将基础知识以 PPT、动画、播客或代码形式通过线上网络教学形式呈现,增加教学趣味性,提升学生学习体验,通过动画形式对晦涩理论提供直观感受,改善学生学习体验。同时,以线上视频或文档形式加入领域模范人物和先进事迹,对学生进行思想政治教育。教师通过网络教学平台布置学习任务、发布学习通知,学生在收到通知后进行在线学习,通过自主查阅 PPT、观看播客等方式进行课前预习,并完成在线测试。在此基础上,通过编写代码加深对所学知识的理解,并进行在线提问。此外,对于难点知识学生也能够通过线上资源进行反复学习。

  (2)课中模块。教师在课堂授课前,先查看线上学习反馈结果,制定针对性地讲解方案。由教师发布课堂作业,学生进行小组讨论,在对问题及解题思路有了充分的认识后,由学生进行随堂演示。对于项目遇见的问题将由教师和学生共同解决,凸显学生主体地位,加强师生、生生互动,对于学生的优秀作业,可上传至网络教学平台作为典范,供其他同学参考学习。通过学生彼此之间答疑解惑以提高学生的荣誉感与获得感,发掘榜样力量,激发学生的学习热情,提升课堂教学质量。

  (3)课后模块。教师针对现阶段的学习情况,不定期发布课程问卷,学生以匿名形式进行作答,也可发帖畅所欲言。此外,学生可通过网络教学平台对学习内容温故知新,并通过答疑讨论模块进行提问,让学生将所学知识充分内化吸收。在实践课堂中,教师根据 Java课程教学目标及能力要求,综合考虑知识点的相关关系。将所学知识融入项目,按软件工程思想引导学生在掌握理论知识的基础上,以3~4人的小组形式完成项目开发,并通过项目答辩进行考核。在项目完成过程中,着重培养学生不怕困难、锐意进取的科学态度和团队协作精神,切实履行计算机行业的职业道德规范。

  2.4 考核标准改革

  基于“CDIO+思政”理念的 Java 课程凸显学生的主体地位,注重培养学生的工程实践能力。因此,需要改革现有考核标准,加强过程性考核,将平时成绩聚焦学生的学习效果,注重考核学生对基础知识和技能的掌握。通过作业考察学生的项目完成和团队协作能力;线上学习考核学生的自学能力;课堂问答或讨论考核学生的课堂参与能力;期末测试则是对学生学习情况的总结性考核。

  3 实践效果分析

  在Java课程改革中,以2019届内蒙古农业大学计算机与信息工程学院计科专业为例,在实施“CDIO+思政”理念教学改革后,学生学习热情显著提高,能够主动进行编程演示,积极参与课堂讨论,在编程纠错互动环节参与度较高。在课外,学生能够主动通过查阅网络教学平台资源、进行学习。此外,学生工程实践能力也得到了显著提升,学生在遇见实际问题时,能从工程角度对其进行分析、设计,并以代码形式进行建模。

  4 结语

  本文以立德树人为根本出发点,从课堂教育理念、课堂教学模式、课堂教学方法等方面,以“CDIO+思政”理念为指导,采用线上、线下混合式教学模式,以项目驱动和小组讨论教学方法为手段,探索并实践了 Java 课程教学改革。通过实践证明,该教学模式取得了不错的成效,能够进一步凸显“教师为主导、学生为主体”的教育理念。

  参考文献:

  [1] QI Y Z,SUN Q R. Practice of course ideological and political constructionin agricultural and forestry universities[J]. The Party Building and Ideo⁃logical Education in Schools,2021(6):46-48.漆勇政,孙倩茹 . 农林高校课程思政建设的实践路径[J]. 学校党建与思想教育,2021(6):46-48.

  [2] XU J. Reflections on the integration of professional education and ideologi⁃cal and political education[J]. The Party Building and Ideological Educa⁃tion in Schools,2021(6):49-50.徐杰. 对专业教育与思政教育融合的几点思考[J]. 学校党建与思想教育,2021(6):49-50.

  [3] ZHANG Q Y. Research on the reform of blended teaching mode of ideolog⁃ical and political course in colleges and universities[J]. Scientific Con⁃sult,2021(11):26-27.张启云 . 高校思政课混合式教学模式改革探究[J]. 科学咨询,2021(11):26-27

  选自期刊《软件导刊》第 21卷 第 7期

  作者信息:谢聪娇,陈俊杰,左东石