刘亚同

摘要：在新工科背景下，传统的大学教育模式已经不合时宜，因此本文对新工科背景下大学计算机CDIO教育模式创新进行研究。重新确定教学目标，基于CDIO教育模式重构教学体系，并更新学生评价体系，使学生更具备实际动手能力，最后还需要增强教师队伍的工程实践能力。为判断CDIO的教育模式是否能更好地培养符合新工科理念的学生，对某校计算机专业对比实验，结果表明，本文介绍的方法在实践教学领域的能力远高于传统教学模式。

关键词：新工科;大学教育;计算机教育;CDIO教育模式;创新教育

中图分类号：G647      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）19-0193-03

所谓新工科背景下的教育模式创新，就是在当前科技迅速发展的背景下为新时代的科技产业发展培养工科人才[1]。因此，设计新的教育模式是当前新工科建设的关键任务。本文以大学计算机专业为例，将CDIO教育模式与新工科背景相结合，创新探索新工科背景下大学计算机CDIO教育模式。CDIO教育是近年来国际教育学研究的最新成果，包含构思、设计、实施和运行。CDIO教育认为工科学生必须具备一定的工程基础知识、设计工业产品的能力、团队合作的理念以及动手操作的能力[2]，给工学院的学生们提供了一个强调产品和系统的教育理念。本文构建新的工科教学模式，将某校计算机专业两个班级作为实验组和对照组，分别运用CDIO的教育模式和传统教育模式，测试结果表明，本文方法在实践教学领域的能力远高于传统教学模式。

1 构建大学计算机课程CDIO教学模式

1.1 重新确定教学目标

创新教学模式，首先需要确定教学目标，在新工科背景下，大学计算机教学的发展目标是培养出德智体美全面发展，拥有实事求是、积极思考、勇于创新等良好品行的人才。在掌握本专业基本文化知识的同时，还需要拥有一定的实际操作能力，能够满足现代社会对于计算机人才的需求。因此基于CDIO教育模式，本文设计了新工科背景下的计算机专业的教育模式创新研究方案，并制定了人才的培养方案及与之对应的毕业标准。将新工科背景下的教育要求与CDIO教育模式相结合，可以得到如表1所示的教学目标。

1.2 重构课程体系

新工科的CDIO教育模式在课程体系方面跟传统工科课程体系相比有很大的区别，新工科为了培养现代社会需要的工科人才，更注重实践性课程，而在传统的课程体系中，存在“重理论，轻实践”的现象。因此，在新工科背景下，CDIO教育模式的创新必须重新构建与以往不同的教学体系。

构建新的教育模式课程体系最重要的就是实践课程的建设。在新工科背景下，实践课是必不可少的提升学生动手能力和工程实践能力的重要课程，也是新工科背景下工科专业重构课程体系的主要改革方向。在当前计算机技术飞速发展的大背景下，大学生们基本都拥有一定的计算机应用能力，计算机专业的学生为了区别于非专业者，其实践课程就必须更具备专业性，例如计算机组成原理、计算机语言、计算机系统设计等。同时，学校还应该加强与校外相关企业的联系，在技术、科研、实习就业等方面合作，使学生能够真正地接受实践方面的培训，提高学生在社会实践环境下解决问题的能力。

新的教学体系还需要时刻关注新兴产业的发展，并随之增添新的教学培养方向。当今社会的计算机行业发展快如闪电，尤其是在人工智能、大数据等新理念扎根于互联网的前提下，很多新兴产业都需要大量的计算机相关人才。因此，学校需要不断根据新兴产业的发展改革学校教学课程。因此，可以将计算机专业的课程分为核心课程和分支课程，核心课程是所有计算机学科的基础课程，而分支课程则是新的计算机发展方向所引进的课程。计算机专业的核心课程包括计算机组成原理、计算机系统结构、计算机网络、编译原理、数据库、数据结构、C语言、操作系统等。核心课程的主要作用是使学生获得新工科所需求的专业理论知识以及培养学生思维逻辑，这些课程是不能改变的。而分支课程就需要依据实际情况做出相应改变，例如在大数据时代，学校就应当开设相应的大数据原理及实现、大数据与云计算等分支课程。在人工智能时代，学校就需要开设智能系统实现、智能制造及機器人应用等相关分支课程。学校还应当妥善协调好核心课程与分支课程之间的关系，将核心课程定位为基础必修课，设置大量学分，将分支课程定位为选择必修课，学生在各分支课程之间选择一个方向学习，学分的设置可以略低。

基于CDIO教育模式的课程体系应重点培养学生的创新能力和动手能力，使学生习惯于思考，并能够将自己的灵感转化为作品。所谓创新实际上就是在计算机工程方面的构思和设计，这些构思和设计并不是一蹴而就的，灵感也并不能等同于构思，这是需要对学生进行一定的知识积累和实践培养的。因此学校需要鼓励学生参加专业竞赛，在专业竞赛中培养学生的实际动手能力和团队合作能力，并将创意转换为现实作品。

1.3 更新学生评价体系

传统的学生评价体系一般只局限在期末考试以及学分和绩点的计算，而CDIO教育模式更注重对于学生综合素质的培养，尤其是在创新、实践、合作探究等方面的能力。因此，原本只从卷面判断学生成绩好坏的学生评价方法已经不适用了。此时，应尽量减小笔试成绩对学生评价最终结果的影响，将评价内容拓展到日常教学活动以及学期末的综合实践中。将学生的成绩分为三部分，平时成绩、期末理论测试（笔试）、期末综合实践。其中平时成绩分为两部分，分别是上课表现以及课后作业，每隔一段时间，教师设置一个课外实践作业，然后通过作业和上课时的具体表现确定本学期学生的平时成绩，在期末时统一结算，占据总成绩的30%。期末理论测试就是学生的笔试，占总成绩的30%。期末综合实践是每学期期末的团队（或个人）对于本学期学到的知识的一次总结实践，相当于一次班级或学院内部的竞赛，最终作品的分数占总成绩的40%。利用多方面、高实践性的评价体系评价学生的创新能力、实际动手能力以及团队合作能力。