基于CDIO工程教育模式的W eb開發(fā)課程教學改革*

林 菲，孫 勇

（1.杭州電子科技大學 軟件工程學院，浙江 杭州 310018；2.浙江交通職業(yè)技術(shù)學院 信息學院，浙江 杭州 311112）

基于CDIO工程教育模式的W eb開發(fā)課程教學改革*

林 菲1，孫 勇2

（1.杭州電子科技大學 軟件工程學院，浙江 杭州 310018；2.浙江交通職業(yè)技術(shù)學院 信息學院，浙江 杭州 311112）

W eb開發(fā)是一門綜合性較強的課程。在該課程中運用CDIO工程教育理念，通過團隊項目驅(qū)動的形式，對課程內(nèi)容、教學方法、考核方式等方面進行了教學改革的實踐探索。通過實踐證明，這種教學改革模式，對學生工程能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力提升有極大的幫助。

CDIO；工程教育；項目驅(qū)動；教學改革

一、引言

Web開發(fā)課程作為軟件工程專業(yè)培養(yǎng)體系的一個重要組成部分，承擔著學生的Web開發(fā)工程實踐能力的培養(yǎng)。課程的培養(yǎng)目標是讓學生理解Web開發(fā)的基本原理，掌握Web開發(fā)的流程，具有服務(wù)器端軟件開發(fā)的能力，最終培養(yǎng)能夠編寫高質(zhì)量代碼，并能調(diào)試代碼缺陷和完成模塊設(shè)計工作的Web開發(fā)的工程型、應(yīng)用型人才，該門課程綜合應(yīng)用了學生前期所學的程序設(shè)計基礎(chǔ)、軟件工程、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、靜態(tài)網(wǎng)頁設(shè)計等多門課程知識，是一門綜合工程能力提升的課程。

近年來，CDIO作為一個相對新穎而有效的工程型人才培養(yǎng)的教育理念，已逐步被國內(nèi)外高校認可和推廣。CDIO工程教育理念強調(diào)學生的實踐能力、學習能力以及系統(tǒng)掌控能力的培養(yǎng)，并提出了具有可操作性的能力培養(yǎng)、全面實施以及檢驗測評的12條標準，包括工程教育背景環(huán)境下課程計劃的設(shè)計與實施、學生的學習經(jīng)驗和能力、教師的工程實踐和教學能力、學習方法、實驗條件以及考核標準。[1]因此，本文利用CDIO工程教育理念對Web開發(fā)課程內(nèi)容進行重新設(shè)計。通過在教學過程中為學生建立真實企業(yè)軟件項目開發(fā)的工作框架，引導學生“做中學”,提高學生的學習能力和工程實踐能力，使學生結(jié)合某些具體工程項目來學習實踐以得到通用的能力，進而能夠處理解決一般工程項目全生命周期產(chǎn)生的問題，包括用戶需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、Web環(huán)境構(gòu)建、Web編程、系統(tǒng)測試、Web安全配置及系統(tǒng)部署與維護的能力，掌握Web項目開發(fā)流程、開發(fā)技巧和編程規(guī)范，并通過案例庫的拓展觸類旁通，能以小組為單位獨立開發(fā)一個實際的Web項目，能勝任.NET Web程序員。充分發(fā)揮Web項目開發(fā)課程在軟件工程專業(yè)課程體系中的核心作用。

二、課程內(nèi)容設(shè)計

本課程將立足于企業(yè)實際需求，采用CDIO的工程教學理念，對課程的教學內(nèi)容重新設(shè)計，并改革傳統(tǒng)的教學方法、教學手段和考試方式，探索出一套符合本課程實際的課程教學模式改革方案。在課程內(nèi)容設(shè)計上，突出工程教育的特點，施行理論教學、課內(nèi)實踐和課外實踐相結(jié)合的模式。

1．項目驅(qū)動的理論教學

課程圍繞服務(wù)器控件、狀態(tài)管理、網(wǎng)頁外觀設(shè)計與布局、站點導航、數(shù)據(jù)庫訪問、數(shù)據(jù)綁定及綁定控件、安全管理、Web服務(wù)、AJAX、Web應(yīng)用程序部署等技術(shù)的講授。以企業(yè)真實的Web項目貫穿整個理論教學過程，將課程內(nèi)容依據(jù)項目子功能劃分為若干個知識點，并根據(jù)知識點與項目子任務(wù)的形式設(shè)計理論教學環(huán)節(jié)。當完成所有理論課程后，便開發(fā)出一個完整的Web項目。這種對項目進行解構(gòu)與分離，分任務(wù)分模塊安排章節(jié)的教學設(shè)計思想符合項目教學、任務(wù)驅(qū)動的課程體系改革的目標。

2．團隊項目驅(qū)動的實踐教學

在實踐教學環(huán)節(jié)中，要求5~6人組成一個項目組，進行團隊項目開發(fā)。項目開發(fā)過程中，需按照Web項目研發(fā)的過程實施一個完整的軟件設(shè)計過程，如圖1所示。以項目組為單位深入市場調(diào)研，進行項目挖掘，并做好立項工作。項目確立后，進行需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實現(xiàn)、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)部署驗收等完整的項目開發(fā)過程。通過此流程，學生不僅掌握了Web開發(fā)相關(guān)技術(shù)的運用，更重要的是熟悉了項目的實際開發(fā)流程，做到與真實崗位的對接。

在項目開發(fā)流程中，首先要解決項目源的問題。因此，本課程主要采用以下三種途徑解決項目的來源問題：[2]

（1）校內(nèi)項目的挖掘。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，使得Web技術(shù)廣泛應(yīng)用在教學及科研工作中。信息化教育時代對教師提出了開發(fā)課程網(wǎng)站、畢業(yè)設(shè)計管理系統(tǒng)等Web應(yīng)用系統(tǒng)的需求，而大部分教師都不懂Web開發(fā)技術(shù)。這些系統(tǒng)的需求相對明確，規(guī)模相對較小，學生在一個學期內(nèi)基本能完成項目開發(fā)任務(wù)。如果能讓具備Web開發(fā)技能的教師帶著學生開發(fā)這些Web應(yīng)用系統(tǒng)，不僅能解決其他教師的實際需求，也能滿足學生通過實際項目的開發(fā)來訓練自身的Web開發(fā)技能的需求，獲得雙贏效果。

（2）校外項目的挖掘。通過與企業(yè)和社會的緊密聯(lián)系，結(jié)合學生Web開發(fā)的實際能力，承接一些可行性較高的Web項目。這種方式具有一定的風險和挑戰(zhàn)，但能有效地解決學生培養(yǎng)與實際社會需要脫節(jié)的問題。

（3）自主選擇項目。為提高學生項目開發(fā)的熱情和興趣，可以根據(jù)學生個人興趣及開發(fā)能力，讓其自主選擇項目。

當項目來源解決后，接下來最為重要的就是按圖2所示的各個任務(wù)完成項目的開發(fā)工作。每個任務(wù)的實施都包含下發(fā)任務(wù)、任務(wù)實施、任務(wù)評價和補充講授四個步驟。通過這四個任務(wù)實施步驟嚴格控制項目的實施過程，確保各個團隊項目順利進行。

三、教學方法改革

在本課程的教學中，將綜合運用多種教學方法：

（1）分組教學。整個教學過程中，將采取項目組的形式，將全班學生分為幾個項目組，一般項目組人數(shù)控制在5~6人，配有一個項目組長。教師在項目實施過程中充當總工程師和客戶代表的角色。以“自主、協(xié)作、創(chuàng)新”的新理念，充分發(fā)揮學生的自主能動性，提高學生團隊協(xié)作意識和創(chuàng)新精神。[3]

（2）互動式教學。在實踐環(huán)節(jié)的項目評審階段，學生將前一階段的項目設(shè)計內(nèi)容，制作成課件，以小組為單位，上講臺講解，并和其他小組進行交流討論。最后由教師負責點評各小組的前一階段設(shè)計，并要求各小組，針對討論和點評結(jié)果修改前一階段設(shè)計。以此強化學生的質(zhì)量意識，促進相互學習。

（3）啟發(fā)式教學。對教學重點講深講透，使學生能舉一反三；在講解知識點時，以問題的形式，啟發(fā)學生思考各個網(wǎng)站場景所使用的知識點。由于Web開發(fā)是各類技術(shù)的綜合應(yīng)用，因此在講解過程中，需要介紹其他相關(guān)技術(shù)，并啟發(fā)學生自主學習。

（4）創(chuàng)新獎勵法。在設(shè)計過程中鼓勵學生利用新知識、新技術(shù)，以提高自學能力。

總之，在教學方法上，注重學生分析和解決問題的能力培養(yǎng)，實施提問—判讀—思考—討論—總結(jié)的課堂啟發(fā)式教學，激發(fā)學生獨立思考，提高學生學習的主動性。開展第二課堂教育，通過業(yè)余時間輔導學生項目小組，鼓勵承接社會企業(yè)項目，鼓勵學生參加多媒體設(shè)計競賽和申報各類大學生項目。充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，鼓勵學生到網(wǎng)上交流，推薦學生瀏覽優(yōu)秀的學習網(wǎng)站，指導學生參與網(wǎng)上專題討論，學會通過網(wǎng)絡(luò)查找解決方案，形成了生動活潑的學習局面。

四、課程考核方式改革

本課程注重多元化的考核機制，從多個方面考核學生。著重考核學生的實際工程能力、團隊合作能力和創(chuàng)新意識。該課程的考核體系包括三部分：[4]

（1）平時表現(xiàn)情況，占20%。根據(jù)學生的出勤情況、課堂紀律情況和作業(yè)上交情況給分。每次上課講解的課堂案例，需要學生以作業(yè)的形式鞏固并通過作業(yè)提交系統(tǒng)提交上來，教師檢查完成情況，作為平時考核的一部分。

（2）項目完成情況，占40%。根據(jù)項目開發(fā)各階段的任務(wù)完成情況及項目最終完成情況評分。該部分的成績主要由教師、項目組長按照每人工作量的大小分配，避免學生偷懶，也有利于教師給每個學生打分。項目要求最后上交軟件、項目文檔。并要求各小組進行項目總結(jié)陳述及答辯。首先由項目組長進行項目總結(jié)，各項目小組成員陳述自己在開發(fā)過程中所完成的工作及收獲。教師將根據(jù)不同學生的陳述進行提問，并由學生回答。根據(jù)學生的回答及項目實現(xiàn)情況，給予相應(yīng)的成績。通過提問答辯的形式可以真實反映學生的實際工程能力。

（3）期末上機考試，占40%。由于該課程的實踐性較強，閉卷考試根本無法考核學生的實際工程能力，只能讓學生死記硬背，毫無意義，因此本課程期末考試采用上機開卷考試形式?？己说膬?nèi)容立足于課堂講解的知識，對課堂教學案例進行擴展，要求學生完成其擴展功能。根據(jù)完成情況，給予相應(yīng)成績。考試期間允許學生查閱各類參考書籍和MSDN等幫助信息。

以上三種考核方式結(jié)合，不僅能評測學生對課程內(nèi)容的掌握程度，更能對學生的獨創(chuàng)性、探索性、分析問題能力進行全面地評估。

五、結(jié)束語

本課程以CDIO工程教育理念為指導，以團隊項目為核心，對課程教學內(nèi)容進行重新設(shè)計。通過團隊項目驅(qū)動的形式引導學生“做中學”,提高學生的獨立分析問題和解決問題的能力，提高學生的開發(fā)技巧、編程規(guī)范和文檔書寫規(guī)范。課程教學中理論與實踐并重，以團隊項目實現(xiàn)為主線，利用學生的主觀能動性，調(diào)動學生的學習積極性，培養(yǎng)團隊協(xié)作意識。同時，本課程引入有效的考核機制，能有效評價學生實際工程能力，有利于培養(yǎng)真正具有實際工程能力的創(chuàng)新型軟件工程人才。

[1]韓智,張振虹,李興娟.基于CDIO 理念的軟件工程課程教學改革[J].計算機教育.2010（11）:56-59.

[2]林嶺.軟件工程的團隊項目驅(qū)動教學模式探討[J].福建師范大學學報（自然科學版）.2011,27（3）:14-17.

[3]劉林東.Web應(yīng)用開發(fā)課程的教學研究[J]，電腦知識與技術(shù).2009,27（5）:7834-7836．

[4]吳迪,李長榮.軟件工程專業(yè)W eb類課程實驗教學[J].計算機教育.2010,（18）：147-149.

（編輯：金冉）

G424

B

1673-8454（2012）03-0072-03

*本文系浙江省新世紀教改課題（ZC2010023）、校高教研究課題（ZC1102）的研究成果。