基于CDIO的學生軟件項目管理機制

摘要：針對目前軟件學院普遍存在著實踐環節缺少統籌安排，條塊現象明顯，無法為學生提供保證就業的能力等現狀，提出基于CDIO的項目管理機制，即利用CDIO思想建立一體化的課程體系，建立整個學院的實踐體系，建立完善的項目庫。

關鍵詞：CDIO；項目管理；項目庫；項目實訓

文章編號：1672-5913（2013）03-0066-05

中圖分類號：G642

1 研究背景

“卓越計劃”對于高等教育服務社會需求，按照社會需求培養人才，對于人才培養結構的調整，提高人才培養質量，進一步推動教育教學改革，促進畢業生就業能力具有十分重要的示范和引導作用，并促進我國從工程教育大國走向工程教育強國。

哈爾濱師范大學計算機科學與信息工程學院積極引進國際工程教育的最新成果CDIO（構思、設計、實現及運作，即Conceive、Design、Implement、Operate）工程教育理念，并被學校確立為CDIO工程教育改革試點，積極推行CDIO工程教育改革，堅持與軟件企業聯合培養軟件工程專業本科生。

1）創新人才培養模式，與企業合作探索出了“2年基礎理論教育，1年專業知識教育（半年專業基礎課程教育+半年校企聯合專業方向課程教育），1年校企聯合實踐培養”的人才培養模式，即“2+1+1”人才培養模式。

2）改革人才培養方案和課程體系，以軟件行業“主流工作崗位目標需求”為導向，以培養學生的軟件工程實踐能力為核心，以校企合作為基礎，與企業聯合制定人才培養目標與培養計劃，改革專業課程體系，試行CDIO工程教育改革，取得了初步的成效。

3）成立校企合作辦公室，以加強校企合作，共同培養滿足企業和社會需求的軟件工程技術人才。

以CDIO高等工程教育理念為指導思想，根據學院的總體部署，在不同課程的不同學習階段，為學生安排虛擬項目，要求學生組隊承接，幫助學生養成良好的團隊合作意識，鍛煉協作能力，讓學生對軟件產品開發流程有更清醒的認識，為其今后的發展奠定良好的基礎。

然而，在實際的實踐過程中，我們發現存在著很多實際問題：

1）實踐項目的設計不能完全適合企業的需要和學生的實際水平；

2）學生軟件團隊的分組機制不健全，導致兩極分化；

3）團隊組長無法起到項目經理的作用，溝通能力差。

4）無法嚴格按照項目管理的思想和流程進行項目開發，在計劃、質量、溝通等方面缺乏系統管理。

因此，研究基于CDIO的學生軟件項目管理機制旨在解決上述問題，對于未來學生快速融入到實際的企業公司開發團隊，具有重要的實際和長遠意義。

2 國內外研究現狀

近年來，國內外的很多大學展開了CDIO工程教育模式的改革，CDIO教學模式采用了綜合性強且廣泛適用的過程來改進教學大綱、老師教學、學生學習以及實踐場所，并通過穩健的評估和變革過程予以支持。CDIO工程教育改革的目標是培養學生構建問題、估計、建模并解決問題的能力，鼓勵學生以應用研究的方式對課題進行深入的學習。CDIO工程教育改革的即時成果是吸引學生學習工程，并將其培養成真正的工程師。在開展CDIO工程教育改革時，首要的兩條是CDIO大綱和CDIO標準，解決了教育改革“教什么”和“如何教”的問題，通過課程、模塊、教學環節來落實產業界對能力的要求。采用CDIO教學方法，對于教學效果、學生能力、溝通和團隊合作能力等都有很大的提高。

在中國，從工科類大學畢業的160萬名年輕工程師中，只有10%的人可以達到跨國公司的用人標準，而在印度是25%，比利時是75%以上。我國現行的工程教育模式不能與現代工業實踐對高級工程人才的要求相適應，存在的問題主要有以下幾點：①教育學術化；②重理論輕實踐；③專業設置口徑窄；④工程教育缺乏系統規劃。針對重理論輕實踐、強調個人學術能力而忽視團隊協作精神等問題，為適應新時代對未來職場的需要，我國高校開始在工科教育各個環節的教學改革中推廣CDIO教學模式，已經取得了初步成果，但基于CDIO應用型人才畢業設計培養模式的研究與實踐開展工作目前尚少。

中南大學軟件學院構建了基于CDIO-CMM的工程型本科人才培養方案優化改進的基本理論框架。通過軟件工程本科人才培養實踐表明，基于CDIO-CMM的人才培養方案優化有助于本科生CDIO工程能力的形成，能消除人才培養方案制定的盲目性，可有效提高培養方案的實施效果。蘇州工業園區職業技術學院基于CDIO工程教育模式制定的高職軟件技術專業人才培養方案，探討基于CDIO工程教育模式的軟件人才培養方案制定方法。重點闡述了CDIO思想在具體課程教學中的應用和設計。

綜合以上研究，發現他們都是從課程建設的角度探討課程建設的內容，是基于CDIO課程的設計和教學質量的研究，沒有很好地考慮到學生軟件項目的建設，更缺乏實際的可操作性的CDIO的一般性的內容。

“卓越計劃”具有三個特點：一是行業/企業深度參與培養過程；二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才；三是強化培養學生的工程能力和創新能力。這與哈爾濱師范大學軟件學院的辦學理念、培養目標不謀而合。作為黑龍江省示范性軟件學院、黑龍江省軟件服務外包培訓基地，學院積極調整學科結構，深化教學改革，全面提高教學質量，促進產學研結合并擴大中外合作辦學。學院始終堅持以培養滿足軟件行業/企業實際需求的實用性應用型軟件工程專業人才為目標，突出體現軟件人才培養的多層次、復合型和國際化特點，著重培養學生的工程實踐能力和工業化素質。

3 一體化課程設計

一體化課程設計以實踐授課為主，重點培養學生的動手能力和實踐操作水平，使其能適應企業需要，達到教學目的。一個一體化課程計劃包括三個部分：導論性課程、學科課程、專業課程及總結性實踐。導論性課程的目的在于建立工程師在社會中的工作和貢獻的框架，由此激發學生對工程領域的興趣并加強其主動性。從導論性課程得到的經驗支持這樣一種觀點：“設計-實現”項目提高了學生在處理沒有明確解決方案的問題時的工作水平。學生都希望能有機會在項目中實現自己的想法，而且珍惜把自己的想法變成現實的機會。一體化課程計劃的第二部分是學科課程，通常是構成專業的一般或必要的核心內容的工程方面的課程和相關的設計項目。利用學習經驗進行組織促使其成為一系列全新的結構，更有利于學習效果與學科學習效果的整合。課程計劃的第三部分是專業課程及總結性實踐，包括專業課、選修課和總結性等的“設計-實現”經驗。在這一階段，最好把重點放在總結性的“設計-實現”課程中。

大部分高校都把課程計劃分為模塊化的課程結構，但即使在同一學期所開設的課程也很難反映出課程對學習整體主題思想的整合。對于軟件項目而言，若缺乏項目成員之間的溝通，系統的構建等能力培養就很難整合到相應的計劃中。為此，采用一體化的課程設計勢在必行。

在一體化設計中（如圖1所示），最重要的是為實踐項目庫的建設奠定基礎，在不同學科中體現相互支持，知識與能力的兼顧，對在不同階段的學習提出不同的能力要求。而在項目庫的建設中，如何體現工程能力的訓練，尤其是交流和團隊工作、職業道德、創造能力等都是需要在項目庫建設中得到保證和很好實施的。

一體化的課程設計為項目庫建設提供可能。在實踐中鍛煉個人、人際、產品、過程和系統的觀點和能力。基于一體化的課程設計，本文提出了軟件學院的“2+1+1”實踐培養模式，如圖2所示。

在具體課程實施過程中，我們盡可能與軟件開發接軌，在講述基本教學理論后，講述大量的工程技能和工程案例，并在很多課程中安排了課程“大作業”，這些作業以項目的方式存在，將學生分組，以小組方式承接并完成虛擬項目，組內同學協作學習和工作，項目終結時進行項目結題答辯，調整考評方式，將傳統的3（平時成績）-7（期末試卷成績）制考評方式調整為7-3制，重視學生動手能力的培養。

4 項目庫建設

項目的設定和安排上考慮層次性、多樣性、公益性和可行性。層次性上考慮學生的實際水平，以調查問卷的方式調查學生的實際學習情況和掌握開發的初步經驗；多樣性上注重學生的語言工具掌握情況；可行性上考慮學生的實際工作實踐及其工作量的完成效率。CDIO項目初步設想包括如下兩類：

1）參與教師承擔的科研項目。充分利用創新型人才培養的關鍵期。教師挑選一部分學生參與課題，輔導學生進行基本的科研訓練，為學生營造良好的研究氛圍和實踐場所。

2）參與企業實訓開發。利用學校和企業之間搭建的“學企”結合的人才培養實訓平臺，為提高學生的創新實踐能力與創業能力奠定基礎。

CDIO項目庫的建設方案將注重搜集和組織有效的實踐資源，以培養學生的工程能力為核心，有效地配合和銜接實驗、課程設計和實習實訓等各個實踐環節。通過內容的整體設計，形成一個梯度合理、層次分明、有階段性的實踐教學體系。

根據學院的實踐體系和CDIO的工程思想，我們提出了建設項目庫的幾點原則。

1）項目設計滿足核心工程基礎知識的思想。

根據課程的一體化設計方案，采用總線型體系結構，將兩門或者更多的課程所分配的實踐的一部分轉化為一種起連接作用的知識元素，類似于課程“總線”。這個總線是一個項目，體現“設計一實現”的軟件項目。

2）項目題目設計在內容上要體現個人能力和態度、職業能力和態度與系統思維的訓練。

在項目的設計過程中，要將培養學生的職業精神作為首要任務：實事求是地與他人合作，勇于承擔責任，不斷地學習，敢于堅持原則。

3）注重團隊合作訓練。

項目模塊要體現合作精神，個人完成自己的任務并不代表完成所有的任務，要體現交流、反饋、職業溝通的培養。例如，我們安排一個開源項目：模擬器的二次開發——PeerfactSim.KOM，學生只有通過彼此培訓、彼此配合才能夠完成任務。為了更好地進行團隊訓練，使用SVN進行開發，每個成員隨時可以看到彼此的成果，進行彼此激勵。

根據上述原則，我們對四個年級的項目而設計的結構概念圖如圖3所示。

5 基于CDIO的學生軟件團隊的考核機制

一旦明確了一門課程、一種模式或其他學習經驗的預期學習效果，就可以將預期學習效果分為不同的類別，以便選擇合適的評估方法。通過收集學生在學習之前、學習期間和學習之后三個不同時期的學習證據，全面了解學生的學習成績和學習態度有何轉變。在學習的過程中使用某些評估方法，可以獲得與教學方法一樣的效果。可以通過筆試、口試、表現評分、產品審查、學習日志、卷案以及其他自我測評的方法收集學生學習的證據，并將表現的準則和標準與評分范圍和評分表相結合，以評估學生的學習質量和學習成績。將能力考核放在首位，以能力的提高促進知識的充實，強化學生面對實際工程問題的解決能力。項目考核可以提高學生的主觀能動性，改變傳統的自上而下的學習模式使之變為自下而上的學習模式，這樣學生根據自身的興趣、能力及技術特點來選擇題目。

項目活動要進一步體現CDIO能力大綱的宗旨。首先是個性化考核。通過學生積累的基礎知識和能力，發揮特長，進一步進行創造性學習和思考。其次是綜合能力考核。項目實施為學生提供了一個很好的溝通平臺，可以提高學生的日常表達能力、專業技術的交流能力和人際溝通能力。在選題的時候，各組進行充分的討論，這樣有利于成員間的知識流動，挖掘創新點。

允許成績異議期。設立成績異議期的好處在于學生可以為自己的項目活動作出總結，并且可以更好的鍛煉和教師（也就是未來的項目經理）的溝通。但是，在這個過程中，反對辯解，項目組組長要負起全部的責任。每個下屬也要對組長負責任。培養一榮俱榮、一損俱損的企業精神。

6 實施過程中需要注意的事情

1）建立工程過程架構和體系，完成從學校到企業實訓的無縫連接。

CDIO工程實踐場所在學生的團隊建設方面發揮著核心的作用。學生除了進行“設計一實現”項目之外，還可以利用工程實踐場所進行學科課程方面和非正式社會功能的研究。學生對工程實踐場所的環境給予了積極的肯定。工程實踐場所使他們有機會對產品、過程和系統進行構思、設計、實施和運行，并把這些活動作為課內和課外活動的一部分。

課程實訓環境從校內生產性實訓環境，平滑過渡到校外實訓基地。每一個學習情境都以企業實際研發項目、典型產品案例或學生創新項目作為案例，還可利用電子郵件、QQ聊天軟件、學校師生論壇等網絡工具，讓師生之間可以隨時隨地進行交流。為了確保過程體系適用、有效，標準是必不可少的。學生演練時要嚴格按照流程執行，對于開發流程、編碼規范、操作指南、過程記錄、評審質量等都要一一進行查驗。

2）以基于CDIO的實訓為基本培養方式，提高學生團隊內部協作與外部融合能力。

實訓培養在計算機工程人才培養過程中起到了重要作用，以大分值來占據實踐環節，改變我國大部分高校“重視理論，輕視實踐”的培養模式。采取企業和學校師資的雙向流動，在流動過程中達到雙贏的目的。課堂教學環節中引入雙導師制的方式進行教學。

學生軟件團隊內部溝通是一個很重要的問題，團隊內部的個性化成員很多，導致溝通效果較差，同時因為軟件開發過程中本身存在很多技術和方法上的爭論，這種爭論往往是沒有什么下文的，不僅無法形成結論，而且還吞噬著寶貴的時間。如何來終結這種爭論呢？改變爭論雙方的對稱關系或許是最好的辦法了。爭論過程中，甲乙兩方都認為自己和對方在所爭論問題上地位是對等的。從系統論的觀點講，爭論雙方形成對稱系統，而這種系統是最不穩定的，而解決問題的一般方法就在于將這種對稱關系改變為互補關系。例如，一方放棄自己的觀點或權威方的介入。而常常見到的權威即項目經理，在遇到爭議的時候一定要發揮本身專業的權威特點，充分利用自己對項目的決策權。電子郵件、項目管理軟件等現代化工具的確可以提高溝通效率，拉近溝通雙方的距離，減少不必要的面談和會議。

（見習編輯：劉麗麗；編輯：白杰）