基于CDIO與PSP/TSP/CMMI的軟件課程項目實施研究

張翔

摘 要：CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，CMMI是軟件企業(yè)的軟件過程能力的評估依據(jù)，TSP是小組軟件開發(fā)過程，PSP是個體軟件過程，在CDIO工程教育的大背景下，引進(jìn)軟件行業(yè)的實施與評價模型，對軟件專業(yè)的項目實施的工程化具有重要意義。

關(guān)鍵詞：CDIO；PSP；TSP；CMMI；軟件課程

引言

由傳統(tǒng)專科教育轉(zhuǎn)型邇來的高等職業(yè)教育，存在偏理論輕實踐、強(qiáng)調(diào)個人技術(shù)能力而忽視團(tuán)隊協(xié)作精神、重視知識學(xué)習(xí)而輕視開拓創(chuàng)新的培養(yǎng)等問題。學(xué)生在校內(nèi)幾乎沒有受到 project 和team工作的實際訓(xùn)練，缺乏以團(tuán)隊方式解決實際問題的能力，局限了其職業(yè)生涯。

CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，CMMI是軟件企業(yè)的軟件過程能力的評估依據(jù)，TSP是小組軟件開發(fā)過程，PSP是個體軟件過程，在CDIO工程教育的大背景下，引進(jìn)軟件行業(yè)的實施與評價模型，對軟件專業(yè)的項目實施的工程化具有重要意義。

實施團(tuán)隊教學(xué)的實體，是由多個團(tuán)隊及個人組成的，組織級的過程改進(jìn)需要團(tuán)隊及個人行為的改變，要高質(zhì)量的完成軟件課程的教學(xué)過程，需要參與過程的每位同學(xué)都能高質(zhì)量地完成學(xué)習(xí)工作。PSP和TSP是專門設(shè)計用以使個人和團(tuán)隊的工作優(yōu)化及規(guī)范化，通過讓個人和團(tuán)隊使用些預(yù)定義的標(biāo)準(zhǔn)流程來建立可測量的目標(biāo)，跟蹤目標(biāo)的完成情況，從而提高教學(xué)質(zhì)量，與CMMI相結(jié)合，逐級構(gòu)建高績效的學(xué)習(xí)工作團(tuán)隊，優(yōu)化整個教學(xué)組織的流程。

一、CDIO與PSP/TSP/CMMI簡介

CDIO工程教育模式是目前國際國內(nèi)教育改革的熱點(diǎn)，其先進(jìn)可行的理念與方法，適合工科教育教學(xué)過程各個環(huán)節(jié)的改革。CDIO是直接按照工業(yè)界的要求建立的一整套工程教育理念和實施體系,得到了國際高等工程教育界的認(rèn)同。CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實現(xiàn)(Implement)、運(yùn)作(Operate)4個英文單詞的縮寫,其名稱來源于產(chǎn)品/系統(tǒng)的生命周期過程,體現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品從構(gòu)思研發(fā)到運(yùn)行改良的生命全過程。是“做中學(xué)”原則和“基于項目的教育和學(xué)習(xí)”的集中體現(xiàn)。它以工程項目(包括產(chǎn)品、生產(chǎn)流程和系統(tǒng))從研發(fā)到運(yùn)行的生命周期為載體,讓學(xué)生以主動的、實踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程。

CMM能力成熟度模型(Capability Maturity Model)，是對軟件組織在定義，實現(xiàn)，度量，控制和改善其軟件過程的進(jìn)程中各個發(fā)展階段的描述。軟件管理工程和其它工程管理相比有其特殊性，軟件是知識產(chǎn)品，進(jìn)度和質(zhì)量都難以度量，生產(chǎn)效率也難以保證。其次，軟件系統(tǒng)復(fù)雜程度也是超乎想象的。這點(diǎn)在教學(xué)上也是表現(xiàn)的比較突出。CMM的作用歸納兩個主要方面：科學(xué)地評價軟件開發(fā)單位的軟件能力成熟等級; 幫助軟件開發(fā)單位進(jìn)行自檢，了解自己的強(qiáng)項和弱項，從而不斷完善和改進(jìn)單位的軟件開發(fā)過程，確保軟件質(zhì)量，提高軟件開發(fā)能效率。

PSP 個體軟件過程（Personal Software Process）由美國Carnegie Mellon大學(xué)軟件工程研究所(CMU/SEI)于1995年推出，是由定向軟件工程走向定量軟件工程的一個標(biāo)志。是由定向軟件工程走向定量軟件工程的一個標(biāo)志。PSP是一種可用于控制、管理和改進(jìn)個人工作方式的自我改善過程，是一個包括軟件開發(fā)表格、指南和規(guī)程的結(jié)構(gòu)化框架。 PSP為基于個體和小型群組軟件過程的優(yōu)化提供了具體而有效的途徑，例如如何制訂計劃，如何控制質(zhì)量，如何與其他人相互協(xié)作等等。在軟件設(shè)計階段， PSP的著眼點(diǎn)在于軟件缺陷的預(yù)防，其具體辦法是強(qiáng)化設(shè)計結(jié)束準(zhǔn)則，而不是設(shè)計方法的選擇。PSP保障軟件產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要途徑是提高設(shè)計質(zhì)量。

TSP群組軟件過程(Team Software Process)指導(dǎo)項目組成員有效規(guī)劃和管理所面臨的項目開發(fā)任務(wù)，指導(dǎo)管理軟件開發(fā)隊伍，使整體系統(tǒng)狀態(tài)最佳。TSP實施集體管理與自我管理相結(jié)合，指導(dǎo)開發(fā)人員如何在最少的時間內(nèi)，以預(yù)定的費(fèi)用生產(chǎn)出高質(zhì)量的軟件產(chǎn)品。結(jié)合了CMM的管理方法和PSP的工程技能，將個體過程結(jié)合進(jìn)小組軟件過程提供方法，并將小組與組織及整個管理系統(tǒng)相聯(lián)系；通過告訴管理層如何支持和授權(quán)項目小組，堅持高質(zhì)量的工作，并且依據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行項目的管理，向組織展示如何應(yīng)用CMM的原則和PSP的技能去生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。

二、應(yīng)用現(xiàn)狀

CMM/PSP/TSP是1987年美國 Carnegie Mellon 大學(xué)CMU/SEI以W.S.Humphrey為首的研究組發(fā)表的研究成果"承制方軟件工程能力的評估方法"；目前，學(xué)術(shù)界和工業(yè)界公認(rèn)軟件能力成熟度模型CMM是當(dāng)前最好的軟件過程，已成為業(yè)界事實上的軟件過程的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

CMMI是領(lǐng)先的系統(tǒng)集成和軟件組織用來評價和改進(jìn)管理過程與能力的一種標(biāo)準(zhǔn)。在中國已有許多組織通過或正在進(jìn)行CMMI的咨詢與評估。PSP/TSP的實施能促進(jìn)過程改進(jìn)所能帶來的收益，同時也能加速企業(yè)通過CMMI的各級評估，更重要的是，PSP/TSP還能將改進(jìn)的結(jié)果持續(xù)保持下去。

PSP是SEI等國際知名大學(xué)或軟件學(xué)院中學(xué)生的必修課程，同時在各行業(yè)中也有廣泛的應(yīng)用。全世界有越來越多的企業(yè)實施了PSP/TSP來增強(qiáng)企業(yè)的競爭力，其中軟件企業(yè)有Microsoft，Quarksoft， BAAN，Intuit，Advanced Information Services，Teradyne等，還有諸如集成電路，系統(tǒng)集成等行業(yè)的公司，如：ABB, Honeywell ，Motorola，Allied Signal，Boeing，XEROX等。PSP/TSP的實施，為這些組織在軟件質(zhì)量，成本控制等方面帶來的顯著的成效。TSP塑造團(tuán)隊，降低缺陷，改進(jìn)質(zhì)量，節(jié)省成本。從整個企業(yè)角度來看，所有經(jīng)驗證明PSP、TSP能加速CMMI在企業(yè)范圍內(nèi)的實施，同時也是維持改進(jìn)的需要，是一種循序漸進(jìn)的模式。

三、結(jié)合點(diǎn)

作為開發(fā)人員，通過PSP能夠?qū)W到軟件過程管理和項目管理方面最先進(jìn)的技能和最佳實踐管理，從而提高項目質(zhì)量，改進(jìn)預(yù)估和計劃能力，同時減少產(chǎn)品缺陷。作為開發(fā)團(tuán)隊，TSP的實施能夠在較短時間內(nèi)建立高績效的團(tuán)隊，能夠確保團(tuán)隊開發(fā)產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性，更好地計劃并控制項目時間與成本，從而改進(jìn)組織的過程管理。從整個企業(yè)角度來看，所有經(jīng)驗證明PSP、TSP能加速CMMI在企業(yè)范圍內(nèi)的實施，同時也是維持改進(jìn)的需要，是一種循序漸進(jìn)的模式。

在CDIO改革大背景下，在CDIO整體框架下，引進(jìn)PSP/TSP/CMMI中的先進(jìn)方法流程，構(gòu)建更高效的工程化教育流程，及評價體系，具有其先進(jìn)性與可行性，具體的工作思路如下：

1.研究分析基于CDIO教育模式的軟件專業(yè)教學(xué)過程與CMM軟件過程的切合點(diǎn)

2.研究分析TSP、PSP的實施規(guī)范與流程在基于CDIO教育模式的軟件專業(yè)教學(xué)中的實施點(diǎn)

3.探索CMMI的能力成熟度評估模型在基于CDIO教育模式的軟件專業(yè)教學(xué)評價體系中的應(yīng)用

四、結(jié)語

CDIO工程教育中引進(jìn)行業(yè)先進(jìn)的實施標(biāo)準(zhǔn)PSP/TSP/CMM進(jìn)行項目實施標(biāo)準(zhǔn)的研究和流程的設(shè)計，對軟件課程的項目設(shè)計、項目實施及項目評價具有現(xiàn)實意義，對軟件人才專業(yè)能力的培養(yǎng)，提高與行業(yè)的融合性，給出了可行之路。