基于CDIO的高職軟件工程教育模式研究

蘇樹鵬　裴先華

【摘 要】闡述將CDIO工程教學理念融入軟件技術專業教學環節，構建以“更新教學觀念、重基礎、精方向、強化系統工程、培育雙師型師資隊伍、完善的評價機制”為內涵，通過校企深度合作，實施CDIO工程教育、能力遞進的人才培養模式。

【關鍵詞】高職 CDIO 軟件工程 教育模式 工程意識

【中圖分類號】G【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2013）08C-0143-02

信息技術已進入智能化時代，技術大環境正在發生深刻變革，行業要求技術人員具備“優化”、“時代”、“創新”等更全面的意識。對此，各高職院校的人才培養模式應不斷適應軟件產業發展的方向。可考慮將CDIO工程教學理念融入軟件技術專業教學環節，構建以“更新教學觀念、重基礎、精方向、強化系統工程、培育雙師型師資隊伍、完善的評價機制”為內涵，通過校企深度合作，實施CDIO工程教育、能力遞進的人才培養模式，全面鍛煉和培養學生的工程意識，使學生在軟件開發行業具有較強的競爭力。

一、CDIO工程教育模式與工程意識

CDIO工程教育模式是歐美高校經過20多年對工程教育探索研究收獲的最新成果，CDIO的理念是歐美工業現代化和工程教育改革結合的產物，系統提出了實施培養工程能力的可行性和能力測評機制。蘋果公司高級主管詹姆斯指出“近年全球經濟危機沖擊著IT企業，IT企業要在競爭中生存就得在降低成本的同時快速研發滿足市場需求靈活多變的產品和提供可靠性服務。”“而IT公司的傳統人才結構和創新模式也受到嚴峻的挑戰。人才結構和業務模式升級的需求亟待展開。”支撐現代IT企業業務創新和技術革新最核心、最基礎的因素之一便是工程意識，所以工程意識應貫穿整個軟件人才培養方案。應用CDIO工程教育模式，學生從構思開始，接著完成設計、應用、運行等項目開發完整流程，在大腦中形成特有的軟件工程意識，這有助于培養現代企業所需要的具有良好團隊合作意識、工程意識和出色管理能力的復合型人才。

二、基于CDIO工程的軟件專業教學體系設計

（一）CDIO與教學體系的關系

通過分析CDIO的基本內容，結合軟件工程意識內涵，將軟件技術專業的學生技能劃分為工程基礎級、工程項目開發級、工程創新級和工程系統整合級。在不同的等級中，學生接受CDIO工程教育不同的內容且反映每個等級的特征。教學體系是以CDIO能力，工學結合為指導思想，借助現代信息技術設計好每個教學環節，實施教學創新過程和教學質量跟蹤評估，邀請校企合作的企業教師參與教學質量評估，并且將根據評估結果修正教學計劃、教學方法和教學內容，將工程意識貫穿在每個教學環節。以CDIO工程教學為指導，形成集教學理念、重基礎、精方向、強工程、評價機制為立體的教學系統。圖1說明了CDIO與立體教學體系的關系。

（二）基于CDIO的立體教學體系

在廣西機電職業技術學院國家示范性內涵建設指導下，軟件技術專業教師深入企業調研，邀請企業技術骨干和兄弟院校同行舉行人才培養研討會，優化人才培養方案，積極推進以基于CDIO的項目教學為核心的教學方式，構建有助于啟發學生工程理解力、工程想象力、工程應變能力的教學體系，其中分別闡述了教學理念、重基礎、精方向、強工程、評價機制。表1是基于CDIO立體教學體系模型。

1.教學理念。先進的理念是行動的驅動力，是制定科學教學目標的根源，是實現教學目標的助推力。利用CDIO工程教學先進理念結合本校的實際情況，通過項目教學豐富教學內容，利用先進的多媒體技術輔助教學手段，確立“以就業為導向、工程意識為核心”工程化教學體系，體現工程意識和職業技能交融培養的思路，加強學生工程意識，以適應現代行業的需求。

2.重基礎教學。在第一個學期向學生傳授專業基礎知識，通過動畫教學讓學生加深理解專業知識的工作原理，培養學生的興趣愛好，促進學生創新思維的形成。安排學生到校企合作的企事業單位進行實習，讓學生更早了解工程的本質和內涵，由感性認識升華到理性認識。第二個學期開展模塊化學習，把一個項目按知識點分解成若干模塊，每個模塊都是使用工程化的教學手段進行授課，同時讓學生帶著思考問題進行實踐。通過理論理解和實踐的思考，在學生大腦中形成自己理解的工程概念，同時為每個班級配備專業班主任，負責指導班級專業方向選擇和學習方法指導。

3.精方向教學。根據深入企業調研結果，多數系統架構基本采取B/S模式，再從開發速度和規模來分，中小型項目大多采取基于.Net開發模式，大型項目采取基于Struts+Spring+Hibernate架構開發，因此在第三、第四學期按能力遞進方式同時開設兩支路授課，一是基于.net架構的項目開發，另一支路是基于Struts+Spring+Hibernate架構項目開發，同時引進校企合作的技術骨干擔任實踐指導教師，采取以CDIO的工程教學和解決問題為向導的學習模式，使學生具備工程化思考思維，綜合運用各學科知識、技術和技能解決開發過程中的實際問題，強化學生理解力、創新力和工程意識。在專業技能認證方面，邀請企業參與從授課的兩個支路進行培訓，將軟件行業所需理論知識和實踐技能融入教學體系。

4.強工程教學。第五學期繼承第四個學期分兩個支路教學，進行大中型項目開發教學，以小組的形式進行選題開發，小組成員都有明確的任務，培養團隊合作精神和系統整合能力。第六學期到校企合作的企業中進行項目開發，獲取項目經驗，根據工程開發的標準化進行畢業設計，進一步提升學生的工程意識。

5.教學評估機制。教學體系中必須有與之對應的完善的評估機制，評估機制應該對教與學兩方面進行評估，對教的評估是針對教學課程設計是否合理，教師教學方法是否適合本專業學生的具體情況等；對學的評估是針對學生對課程學習評估、對學生實踐學習評估和對學生具備的工程意識評估，等等。

三、軟件技術專業CDIO立體教學體系的實施

（一）工程教學體系主體技能

教學體系中主要活動是教師在教、學生在學，教師擁有工程經驗實施基于CDIO工程教學活動效果更好，學生通過接受系統的基于CDIO工程教學活動獲取工程能力和工程意識。可根據學生與教師的各自特征，分別建立學生CDIO能力模型及教師能力模型。

教師COIO能力模型對教師素質要求：具備豐富理論知識，擁有參加開發中大型項目的經驗，較好的溝通能力。軟件技術專業年輕教師居多，且缺乏項目經驗，計算機系制定送教師出去鍛煉和引進企業技術骨干的機制。每個學期派選年輕教師到IT企業進行項目開發，提升工程素質，同時也鼓勵教師提高學歷，參加學術會議。另外，從校企合作的企事業單位中選拔技術出眾和溝通能力出色的員工擔任實踐教學工作，從而建立一支專業理論知識豐富、專業知識結構合理、工程素質出色的可持續發展的教師隊伍。

依據學生CDIO能力模型，將CDIO能力分為四個級別：工程基礎級、工程項目開發級、工程創新級和工程系統整合級。通過CDIO能力級別體現學生在CDIO工程教學系統中不同階段的學習內容和掌握的技能。

（二）基于CDIO工程化課程體系

為了加強學生的工程意識培養，軟件技術專業制定的課程是在CDIO工程教學理念指導下進行設置的，第一學期中需要強調專業基礎素養教育，通過動畫教學和到IT企業中實習，培養學生對專業的感性認識、專業興趣。第二學期通過項目教學法，把項目分解到各個知識點，讓學生在做中學，對工程理解由感性認識升華到理性認識，培養基礎的工程理念和工程意識，第三、四個學期精選兩個方向進行項目教學，培養學生的創新能力，同時加深對項目工程化開發的理解。第五個學期繼承前面精選方向教學，組織學生小組開發大中型項目教學，培養學生的協調、溝通能力和系統整合能力，第六學期安排學生到校企合作的企事業單位中參與項目開發和技能培訓，使學生的技能達到企事業單位要求。通過工程化課程體系的學習，學生依靠形成的工程意識，在工作崗位上根據項目需求更新知識和理念。

（三）教學層次的構建

按照CDIO對能力的劃分，把學生能力分為四個層次，即工程基礎級、工程項目開發級、工程創新級和工程系統整合級，在這四層教學實踐中都將工程意識貫穿其中，工程基礎級主要強調基礎知識培養，C+程序設計類似課程實踐完成，在實訓中通過開發小游戲加深對軟件開發邏輯理解；工程項目開發級強調對項目開發掌握工程化標準和工程化意識培養（SSH，ASP，.NET等基礎項目）；工程創新級加強系統架構的構建能力培養，通過參與大中型項目開發，培養項目開發所具備的工程意識；工程系統整合級強調整合系統能力、團隊協同開發和溝通能力培養，主要參與校企合作的項目開發和校園網項目開發。

（四）評價機制的實施

科學的評價機制保證了高效的教學體系的實施。評價機制對教學中的教與學的活動進行評估，在教師的評價中，在校教學的教師評估教學質量、學術論文和科研能力，在企業鍛煉的教師由其所在企業評價其工程素質。對學生評價中，包括學生理論課評價、實驗課評價、實訓課評價、企事業單位實習評價及教師教學評價。以基于ASP.NET項目開發課程的評價為例，依據評價結果，繪出各個評價得分的柱形圖。通過分析柱形圖，得出相應結論。

實踐證明，計算機系軟件技術專業實施基于CDIO的軟件工程教育模式能夠取得較好的教學成果，學生在該教育模式下系統學習，擁有較強的工程意識和過硬的技能，在企事業單位中能夠勝任多種崗位，深受眾公司歡迎，但本項目仍需進一步研究、完善。

【參考文獻】

[1]顧學雍.聯結理論與實踐的CDIO[J].高等工程教育研究，2009（1）

[2]康全禮，陸小華，熊光晶.CDIO 大綱與工程創新型人才培養[J].高等教育研究學報，2008（12）

【作者簡介】蘇樹鵬（1980- ），男，廣西南寧人，壯族，廣西機電職業技術學院講師，工程師，碩士，研究方向：軟件設計、云計算、計算機教育；裴先華（1979- ），男，廣西北海人，廣西機電職業技術學院講師，工程師，研究方向：圖文信息、云計算、計算機教育。

（責編 王 一）