基于cdio理念统一建模语言uml教学改革探索

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1、基于CDIO理念统一建模语言UML教学改革探索　　摘要：分析了目前“统一建模语言UML”课程的教学状况，阐明课程教学改革的必要性以及运用CDIO工程教育理念进行改革的可行性，提出“知识+能力+素质”并行培养的一体化教学方法，将项目设计、能力培养融入课程体系，知识点之间通过项目相互关联，培养学生的CDIO能力。构建了课程质量控制环，不仅及时反映课程章节的教学效果，还能整体地把握课程教学质量。关键词：CDIO；统一建模语言；一体化；教学改革中图分类号：G642.0文献标志码：A文章编号：1674-9324（2013）19-0013-04一、引言10面向对象方法是软件开发方法的主流，事实已经证明，

2、它适合于在各种问题域中建造各种规模和复杂度的系统。“统一建模语言UML”主要讲授面向对象分析与设计的方法和工具，培养计算机专业人员必备的分析设计系统的能力，是计算机科学与技术专业学生的必修课程。然而，目前的教学模式不能很好地满足培养要求，具体表现在以下几个方面：（1）传统的填鸭式教学偏重专业知识，且只有老师一个人在台上表演，缺少互动和讨论，更没有学生参与，难以达到启萌与诱训学生分析解决问题和自学创新能力的效果，更谈不上交流沟通和团队协作能力的培养。（2）实践教学内容的单一使传统知识与实践应用间的链接载体匮乏无力，缺少可操作的可视度，自然就缺少那种知识交迭中碰撞出创新灵感火花的导火线，致使学生

3、不能更好地适应企业环境。（3）教学结果过于看重考试成绩，缺少结合形象思维、构思表达和创造设计这种综合能力的考核和测评。10因此，急需一种更加合理的教学理念，以改进当前的教学方法，构建一种全新的教学模式。2000年10月以来，由美国麻省理工学院（MIT）等四所大学组成的工程教育改革研究组提出全新的CDIO（Conceiving-Designing-Implementing-Operation）即构思—设计—实现—运行的工程教育理念，指出对应四种能力培养的CDIO大纲（四个层次）和检验CDIO改革程度的12条标准[1]。将工程教育视为一系列的服务性工程产品制造过程，并以层次化的架构来组织师生的学

4、习活动。MIT的《航空工程和设计导论》课程运用CDIO进行教学改革，学生小组要自己动手努力完成一项飞行器设计专题，通过实际项目使理论与实践结合[2]。清华大学顾学雍教授将CDIO运用于“数据结构及算法”和“数据库原理”课程的教学改革，学生通过运用课程中所学原理创造出具象的产品，不但渐进式地加强了运用抽象知识创造产品的能力，也理解了更深层的数据结构和信息处理的理念[3]。CDIO在课程中的成功实践，证明了其应用于课程教学改革的可行性和广阔前景。二、基于CDIO理念的教学改革就课程本身而言，统一建模语言UML授课内容是枯燥的系统分析设计理论，授课对象是一群没有系统分析设计应用环境的学生，他们因为

5、无法直观地认知课程内容与工程技术的连接关系而缺乏学习的兴趣。另外，课程的教学受到很多环境因素的影响，如学生、教师、学习风气等。许多学生片面地认为学校所教的各项工程技术和原理是获取学历而不得不去攻克的关卡，这种学习态度极大地降低了学生在课堂内外的学习主动性和创新动机。学生的真正问题恰恰是缺乏学习动力，从而影响到对课程的理解与学习。许多学生处于非常被动的状态：他们不知道课程知识点之间的连接关系，不知道专业知识如何在实践中具体应用，在安排学习时间的决策上，经常是被动地受到同学和教师的影响，教师要求严格，花的时间就多。这种态度使他们不能有效地达到学习的整体目标。课程的考核是以期末的考试得分为主，这也

6、错误地将学生的学习重点指向了考试的分数。10以如何培养学生学习兴趣、调动学生积极性、培养学生工程价值观为突破口对课程教学改革作探索，采用合适的产品来连接抽象理论知识与具象产品，帮助学生体会到抽象知识的工程价值，提高学习兴趣；确定评分手段使其尽可能与提升素质的目标保持一致，并将这些考量纳入具体课程活动中；系统地帮助学生培养个人及群体的学习习惯，使学生主动地发掘课程知识点之间的关系，而且找到贯穿全部课程的学习策略。倡导尊崇工程与科学素养的价值观，让学生对工程师的本质有所认识，在设计课程教学时必须培养学生的工程价值观。（一）课程教学的构思明确“统一建模语言UML”课程在整个专业培养体系中的作用，确

7、定课程目标：培养学生面向对象分析设计的能力，提高个人素质、职业能力；培养学生人际交流能力、在企业和社会环境下构思、设计、实施、运行系统的能力。表1给出了各种CDIO能力在课程中的培养情况。表注：对于表中第二列所列技能应对照CDIO大纲全文来理解。目标栏内以A，B，C，D来表示对此条能力要求达到的程度，A为最高要求，无要求则留空。接触指在教、学活动中有所提及但没有训练和测试要求；训练指有明确要求并有测试项目；应