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第 39 卷 第 2 期 福 建 电 脑 Vol.39 No.2 2023 年 2 月 Journal of Fujian Computer Feb.2023 本文得到教育部高等教育司产学合作协同育人项目资助（No.201902109018）、四川文理学院20202022年校级教改项目（No.2020JZ041、No.2020JY004）资助。成淑萍(通信作者)，女，1988年生，主要研究领域为网络安全、移动应用开发、计算机教学。E-mail:。吴晓燕，女，1981年生，主要研究领域为计算机网络技术、计算机教学。E-mail:。CDIO 模式下的移动应用开发的教学改革 成淑萍 吴晓燕 (四川文理学院 四川 达州 635001)摘 要 为了培养学生的系统能力，提升学生的工程实践能力，以及解决移动应用开发课程在师资、教学内容、课时以及考核方式中存在的问题，本文基于 CDIO 理念，从课程的层面上从教学内容、教学模式和教学评价三个方面进行教学改革，引入多主体、多过程、多元化考核方式。实践教学显示，提出的教学改革提高学生了分析、解决问题的工程实践能力，培养了学生的团队协作能力。关键词 工程教育；移动应用开发；项目；考核方式 中图法分类号 TP311.1 DOI:10.16707/ki.fjpc.2023.02.028 Teaching Reform of Mobile Application Development in CDIO Mode CHENG Shuping,WU Xiaoyan(Sichuan University of Arts and Science,Dazhou,China,635001)Abstract In order to cultivate students systematic ability and improve their engineering practice ability,this paper aims at the problems existing in the mobile application development curriculum in terms of teachers,teaching content,class hours and assessment methods.Under the concept of CDIO,the teaching reform is carried out from three aspects of teaching content,teaching mode and teaching evaluation at the level of curriculum,introducing multi subject,multi process and diversified assessment methods.Practical teaching shows that the proposed teaching reform not only puts forward students engineering practice ability to analyze and solve problems,but also cultivates students teamwork ability.Keywords Engineering Education;Mobile Application Development Course;Project;Evaluation Mode 1 引言 近年来，工程教育在我国得到迅速发展。实践CDIO（Conceive Design Implement Operate，CDIO）工程教育模式引入我国至今已有 17 年，并在各个学科中进行了实践，是一种非常成熟的教育模式。受产品从研发到运行整个生命周期的启示，CDIO工程教育模式倡导学生以主动、实践、课程之间有机联系的方式学习工程知识和技能，是国外工程教育领域一种全新的教育体系1。计算机专业是典型的工程实践学科2。将 CDIO引入计算机的专业教学会得到事半功能的效果。将CDIO 运用到计算机类专业，首先需要对课程体系进行优化和改革3，然后在各门课程中运行 CDIO的教育理念4-7。但将 CDIO 融入课程的教学改革基本上都是 C 语言、Java 语言、Python 程序设计等专业基础课程，复合培养课程的研究较少。移动应用开发是一门复合培养课程。该课程的教学目标更贴切 CDIO 的教育理念。本文从教学内容、教学方式和考核方式来进行教学改革的探讨，最后从学习成绩、创新创业项目等数据来分析教学效果。2 CDIO 模式下的教学改革 2023 年 福 建 电 脑 119 移动应用开发教学分为移动应用开发基础和移动开发高级应用两门课程。针对两门课程的知识点和侧重点不一样。对于移动应用开发基础，在采用翻转课堂的基础上对教学内容进行分类处理，使学生先掌握实现系统的基本技术；对于移动开发高级应用，则进行项目驱动教学模式，使学生综合运用基础知识，从而实现设计一个完整的系统。2.1 教学内容的改革 基础知识点扩展知识点熟悉开发环境搭建开发环境活动UI界面布局和新控件及新属性Sqlite数据库网络数据库广播服务内容提供者网络编程多线程HTTP通信新特性 图 1 教学内容分类结构图 在师资和课时不足的情况下，为了更好地完成教学，在教学过程中采用了翻转课堂。学生课前自主学习将知识内化，上课时完成主题讲解、组织讨论、知识扩展检验自主学习效果并进行扩展总结，课后分析总结、成绩评定8。由于 Android 操作系统更新，教学内容也需要更新，翻转课堂的课前自主学习的教学视频都需要不断更新，给移动应用课程教学带来了巨大的挑战。因此，需要对教学内容进行改革。教学内容结构如图 1 所示，将教学内容进行分为基础知识点和扩展知识点。其中理论教学内容为不更新的基础知识点，容易更新变动的知识点则放到扩展知识中。实践教学在完成基础知识点的实验后再进行扩展，扩展的内容为扩展知点中。这样既减少了反复录制教学视频的工作压力，又完成了知识更新的课程要求。2.2 教学模式的改革 项目驱动教学模式（PBT）是一种建立在建构主义教学理论基础上的教学法，为 CDIO 理念所倡导的教学模式9。与传统教学模式相比，PBT 以学生为中心，将学生的学习活动与实际的工程项目相结合，通过完成完整的项目过程，逐步深入开展教学的一种方式。它可以充分发挥学生的主观能主性，在完成项目中寻找成就感，提高学习的兴趣。结合 PBT 的特点，将知识点融入项目中，以项目带动教学内容，其教学设计如表 1 所示。首先把该课程内容分为课堂教学知识点和扩展知识点，再把所有的知识点分解到 5 个独立完整的项目中。在课堂教学中完成从项目的需求分析、功能设计、功能实现到最后的测试整个项目开发的过程，并在功能实现中引入主要知识点的讲解及应用。完成一个项目后对其进行总结，引入可扩展知识点的学习方式，使学生完成自主学习，并完成相应的课后练习作业。表 1 基于项目驱动的教学设计内容表 项目 理论学时 实践学时 主要知识点 扩展知识 手机通信录 3 5 SQLite 数据库、Content Priverder、文件存储 聊天室 2 4 Socket、多线程 天气预报 2 6 Http、xml 数据解析、JSon数据解析 与web服务器交互 地图应用 3 5 地图的 App 开发 其他 摇一摇 4 4 Android 平台中多媒体（图片、动画和声音）的应用、传感器（加速度）的使用 其他传感器的使用 2.3 考核方式的改革施 课程考核是课程教学的重要环节，是检验教学和学习效果的一种手段。能不能全面地进行考核也是 CDIO 工程教育的重要研究内容。传统教学考核方式分为考试和考查，以教师为主体，主要考核学生的学习效果。在 CDIO 工程教育理念下，教学考核方式需要转变以学生为中心的多主体、多过程、多元化考核方式。多主体是将学生、教师、同行教师、校委企合作专家、督导专家都纳入考核参与对象中。多过程是考核成绩由平时成绩、实验成绩和课程设计成绩三部组成，其中平时成绩占 15%，实验成绩占 25%，课程设计占 60%。课程设计成绩体现了 CDIO 的考核部分，分别从系统分析、设计、实现和运作四个过程对学生进行考核。多元化是课程设计成绩需从界面设计、功能实现、相关文档和答辩多个方面进行评定。课程设计考核流程分为 5 个阶段，如图 2 所示。第一个阶段为：宣讲阶段。教师对课程设计的考核要求，包括功能、技术要求、时间节点具体以120 成淑萍等：CDIO 模式下的移动应用开发的教学改革 第 2 期 及相关的注意事项。第二个阶段为：分组选题。学生根据宣讲的要求结合自身实际情况进行组队或者独立完面，确定课程设计的题目并完成可行性分析和需求分析。教师检查需求分析中的功能、技术、小组分工以及时间安排并结合学生的情况给出建议，并给出设计阶段的成绩。第三个阶段为：项目研发阶段。学生根据需求分析完成界面、数据库和功能实现；教师在相应的时间节点检查项目研发的进度，并给出实现阶段的成绩。第四个阶段为：完善项目资料。项目资料是一个软件系统的重要组成部分，也是课程考核的一部分。学生在该阶段需完善项目研发的过程和相关专业文档，教师则检查文档并提出修改意见和成绩。第五个阶段为：项目评审阶段。它是实现多主体考核的环节。学生需要先介绍项目的整体情况并回答评审小组的提问。教师邀请同行教师、校委企合作专家、督导专家组成项目评审小组，对学生的项目进行提问并给出成绩。图 2 课程设计考核流程图 课程设计成绩比例分配见图 3，由 4 部分组成。其中系统分析占 10%，系统设计占 10%，系统研发占 40%，系统评审占 40%。图 3 课程设计成绩比例分配图 3 实践与效果分析 2022年在移动应用开发课程中实施CDIO理念教学实践。其与2021年的教学效果对比数据见表2。另外统计了近两年移动应用开发方向的创新创业实践效果（大学生科研项目、大学生创新创业项目及参加专业比赛获奖数）的相关数据：2021 年 9 项，2022 年 16 项。2022 年在完成课程设计的基础上，学生的学习成绩有所提高，不及格率和标准差均降低。这说明教学改革提高了学生学习的积极性，使得更多的学生受益。同时学生的系统能力、创新和工程实践能力均得到了显著的提高。表 2 教学效果对比 年份 学习人数 平均成绩 标准差 不及格率 考核方式 2021 211 70.74 12.7 11%传统考查课程设计 2022 192 72.98 3.99 5%分阶段考查课程设计 4 总结 本文从移动应用开发课程师资不足、课时不够、教学内容更新过快、考核方式单一等问题的分析出发，提出了基于 CDIO 工程教育理念，在翻转课程中对教学内容进行分类改革，以项目驱动的教学方式引导学生进入系统开发的流程，并提出了以学生为中心的多主体、多过程、多元化考核方式。它在一定程度上提高了学生的移动应用开发能力以及在移动应用开发方向的就业能力。参 考 文 献 1 王硕旺,洪成文.CDIO：美国麻省理工学院工程教育的经典模式基于对CDIO课程大纲的解读.理工高教研究,2009(4):116-119 2 蒋宗礼.新工科建设背景下的计算机类专业改革.中国大学教学,2017(08):34-39 3 姜万昌,郭树强,苏畅,霍光,王敬东.CDIO模式下软件专业工程类课程体系优化研究.无线互联科技,2020,17(07):90-91 4 谢聪娇,陈俊杰,左东石.“CDIO+思政”的Java程序设计改革与实践.软件导刊,2022,21(07):109-113 5 刘洋,杨华,高娜,雷福宝.基于CDIO-OBE理念的“数据库系统原理与应用”课程教学实践.科技风,2022(14):140-142 6 赵胜楠,朱立才,张辉.基于CDIO模式的Python程序设计课程教学实践研究.计算机时代,2022(03):83-85