基于CDIO模式的Python教学研究

摘 要：Python语言是近几年发展迅猛的计算机语言，但在国内市场较小，中文资料匮乏，实用案例较少，教学难度大。本文首先阐述Python语言的特点和CDIO工程教育模式的概念及理念，然后分析目前教学模式下存在的问题，提出了改革措施。

关键词：Python语言;CDIO模式;教学改革

一、引言

1989年，荷兰人Guido van Rossum在阿姆斯特丹以ABC 语言为基础，开发了一个新的脚本解释程序，这就是Python。1991年，第一个Python编译器公开发行。Python具有开源、免费、简单易学等特点，Python标准库非常丰富，支持命令式编程、面向对象程序设计、函数式编程等多种编程范式。Python可以把其他计算机语言编写的各种模块联结在一起，又被称为胶水语言。CDIO教育模式是由麻省理工学院等高校组成的跨国教育研究组织所创立的工程教育理念，CDIO分别代表产品生命周期中的四个主要环节：构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）。CDIO模式倡导“做中学”，引导学生在学习过程中结合实际的工程项目，在工程项目中学习教学理念，遵循案例导向、项目驱动的实践教学模式，把工程训练过程融入课程教学中，将课程理论与实践操作相结合，培养学生的综合学习能力。计算机语言类课程在学习过程中需要对实际问题进行算法分析，进而通过计算机语言编写程序实现算法，解决现实中的问题。

二、现状分析

一是课程教材中提供的实例往往是单纯的解释某条指令的用法，或是解决某种算法问题，缺少解决现实问题的例子，难以激发学生的学习兴趣。

二是以往课堂理论教学，课下上机实践的教学模式，理论与实践教学环节是分别独立进行的，存在理论与实践脱节的问题，学习效果不太理想。

三是教学方法单一、呆板，没有根据不同的教学内容进行有针对性的教学设计，没有根据教学过程中不同的技术内容进行教学设计，无法充分激发学生的学习热情。

近些年来开展了一系列相关学科的教育教学改革，并在教学过程中尝试一些新的教学方法，但从学生学习情况的反馈来看，教学效果不是很理想，没有达到预期目标。

三、教学改革

将CDIO模式引入Python课堂教学中，主要是加强理论与实践教学环节相结合，在加深学生理论知识理解的同时，强化学生的实践动手能力。针对以往教学过程中存在的问题，具体改革措施如下。

1. 丰富实例内容。选择一些生活中遇到的问题作为例子，分析问题、设计算法并通过编写程序解决问题，可以适当加入一些硬件编程的内容，加强学生对编程的理解，提升学生的学习兴趣。选择实例时要注意编程难度，由浅入深地引导学生学习，并且实例内容要涵盖主要教学知识点。

2. 打破传统教学模式中课堂理论教学，课下上机实践的教学模式。将部分重点难点内容的讲授安排在上机实践环节进行，边讲解边操作，教师在讲授并演示的过程中，学生可在自己的计算机上同步完成操作，实现理论与实践环节的紧密结合，教学效果显著增强。

例1. 猜拳小程序

编写程序从键盘输入“包、剪、锤”，计算机通过随机函数生成“包、剪、锤”，比较双方出拳判断胜负并输出结果。

这个小程序简单有趣，并且涵盖了输入、输出、选择结构、逻辑运算和模块导入等主要课程知识点。

例2. Kinect体感应用

Python编写程序通过Kinect捕捉人体关节，实现游戏控制。

这个项目设计是对硬件编程，需要安装Python功能扩展工具，体现了Python强大的扩展能力。体感控制对学生来说新鲜有趣，可以充分调动学生编程的兴趣。

四、结语

本文主要說明了河北工程大学在Python语言教学过程中的一些探索，结合CDIO工程教育模式对现有教学模式进行改革，通过丰富实例内容、设计教学项目等方法，加强理论与实践环节结合，可以有效地激发学生的学习兴趣，提升自主学习能力，提高学生的综合素质。可以为我校相关专业课程开展CDIO模式提供一定的参考。

参考文献：

李竹林，张根耀，王文发，等.基于CDIO的计算机专业课程教学改革与效果分析[J].计算机教育，2014（16）：64-66.

作者简介：蔡恒（1978— ），河北邯郸人，硕士，实验师，研究方向：计算机应用技术。