基于CDIO模式的軟件工程課程教改探討

寧彬　袁磊　谷瓊　熊啟軍

摘 要： CDIO是以項目為載體，以能力培養為目的，倡導基于項目教育和學習的教學模式。針對目前軟件工程導論課程理論教學與實驗教學之間存在的嚴重脫節問題，提出CDIO模式在軟件工程導論課程教學改革中的應用，主要包括CDIO的構思、設計、實施和運行四個階段，從理論、實驗和考核三個方面進行教學探索。經過二年多的實踐檢驗，表明CDIO模式在軟件工程導論課程中的教學改革是有效的，這為踐行應用型教改開辟了一個途徑。

關鍵詞： CDIO； 教學模式； 教學改革； 軟件工程

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2014）03-44-02

0 引言

軟件工程導論作為計算科學、軟件工程等專業的核心課程，具有理論抽象、實踐性強等特點，在現實中存在理論教學和實驗教學嚴重脫節的問題，因此對該課程進行教學改革十分重要。本文針對軟件工程導論課程教學過程中存在的問題，嘗試引入CDIO模式，將能力培養模式和方法應用到軟件工程導論課程的理論教學、實驗（實踐）教學和考核過程中，體現以案例開發過程為驅動來安排教學內容和方法的教學思想。

1 CDIO模式的內涵

CDIO模式是近年來國際工程教育改革的最新成果。從2000年起，由麻省理工學院和瑞典皇家工學院等四所大學組成的跨國研究團隊，經過四年的探索研究，創立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。

CDIO代表構思（Conceive）、設計（Design）、實現（Implement）和運作（Operate）四個方面，以產品研發到產品運行的生命周期為載體，讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習工程[1]。其倡導“做中學”和“基于項目教育和學習”的新型教學方法，在工程基礎知識、個人能力、人際團隊能力和工程系統能力四個層面上進行綜合培養的教學模式。CDIO模式是能力本位的培養模式，本質上區別于傳統的知識本位的培養模式[2]。

2 CDIO模式在軟件工程導論中的應用

CDIO模式在軟件工程導論課程中的應用原則：①根據軟件工程課程對學生的培養目標，進一步明確對學生知識、能力和素質的要求，以軟件（系統）工程設計為導向，以項目訓練為載體，重新設置課堂、實驗（實踐）和考核模式；②一方面設置小規模實踐項目或驗證性的項目，加深和強化學生對課程內容的理解與應用，另一方面，選取合適的工程項目案例，將其完整地、前后銜接地貫穿于整個課程的各個教學階段，使學生得到構思、設計、實現、運作四個層面上的系統訓練，以培養學生的綜合創新思維能力。

2.1 理論教學改革

軟件工程導論所涉及到的理論知識內容相對抽象，需要與實踐的案例（項目）構建為一個整體，同時為實踐教學做好補充、深化和拓展。這就需要改變傳統課題教學模式，主要體現在教師教學與學生學習的過程中，側重于學習的經驗獲取方式及技能的訓練方法上。

CDIO模式不僅注重培養學生的自學能力，也強調教師團隊的指導作用。在理論教學實施過程中圍繞某問題、任務或項目開展，以項目為載體，由教師引導學生自主學習和探索。教師成為教學的組織者、引導者、咨詢者和評價者；學生不再是知識的被動接受者，而成為知識的主動建構者，即實現三個轉變：以教師為中心轉變為以學生為中心，由以課本為中心轉變為以項目為中心，由以課堂為中心轉變為以實際經驗為中心[3]。

選擇“書店信息管理系統”項目作為教學案例，貫穿整個理論教學過程。將課程項目劃分成計劃訂購管理、書庫管理、銷售管理和書店日常事務管理等若干個模塊，并把每個模塊涉及的知識點羅列出來，對其要實現的目標和要求，結合軟件工程導論中的需求分析、概要設計、詳細設計、測試、維護等方面的理論，進行詳細的講解。

在理論教學過程中，注重由項目案例中的應用，導入基本的概念和方法，提出問題引導學生思考應用，將理論的應用貫穿于軟件工程導論課程的教學中，增加學生主動學習和動手實踐的興趣，強調分析問題和解決問題的能力，增強概念學習。

2.2 實驗（實踐）教學改革

CDIO模式倡導在“在工程項目中學習”的教學理念，遵循“案例導向、項目驅動”的實驗教學模式。結合軟件開發的實際場景，以團隊為單位進行[4]。以團隊負責人為核心，組織對員進行需求分析、軟件設計、編碼、測試、維護等，既可分工協作，也可集中完成某一個階段的任務。在實驗教學過程中，遇到問題，先由學生間討論來解決，并制定解決方案進行相應的嘗試或驗證。在學生不能解決問題的情況下，由教師指導完成。在這個過程中，教師肩負著答疑和指導的任務，鼓勵學生團隊用不同方法完成任務，針對具體情況提出改進建議。借助這種途徑，學生共同參與、協作完成項目，從而鍛煉了他們的交流與合作能力、自學和思考能力、解決問題和創造性思維能力。

2.3 考核方式改革

在教學過程中，改變過去單一的考試模式，建立多樣性的評價模式，以充分調動學生的積極性。在教學任務完成后，針對CDIO模式的構思、設計、實施、運行四個階段的工作進行總結，指導學生撰寫課程學習報告。指導教師對每個團隊及其成員的表現進行點評，對發現的亮點進行表揚和推廣。考核不僅僅是關注最終的結果，更重要的是借助考核形式，引導學生在教學過程的每一個階段注重知識學習，積極參與技能練習，全面提高學生的綜合職業能力。考核時，主要包括這些方面：①職業素質的考核，考核學生平時的到課率和上課表現，循序漸進地對學生進行職業素質的培養；②學習過程的考核，在CDIO的四個階段分別進行考核并給定相應的分數，其目的在于調動學生平時學習的積極性、主動性，這項考核是反映和檢驗學生在學習過程中努力程度的標志；③綜合應用能力考核，以演示、答辯的方式展現學生的勞動成果，一方面可以展示學生的學習成果，鼓勵學生互相學習，另一方面，可以培養學生的交流能力，從而提高學生的成就感和學習積極性；④職業所需的理論素養考核，對理論知識的考核以筆試的方式進行，側重于考核職業崗位所需的基本理論與基本知識[5]。

3 結束語

經過兩年多的不斷探索，基于CDIO模式的軟件工程導論課程在我院計算機科學與技術、軟件工程本科專業中開展教學改革，打破傳統的以驗證理論為主的課程教學模式，開設綜合性工程實踐課程，為學生提供系統連貫的實踐機會和創新能力訓練的機會，實現了一個新型的教學設計邏輯思路：以軟件項目的現實條件為背景，以軟件實現過程的構思、設計、實施和運行的生命周期為載體，全面地培養學生的專業知識、專業能力和團隊寫作能力。這樣，既有效地解決了軟件工程導論課程在理論教學、實驗（實踐）和考核之間的矛盾，也為計算機專業的相關專業課程的教學改革提供了借鑒，為培養應用型計算機類專業人才奠定基礎。因此，CDIO模式具有很好的推廣價值和應用前景。

參考文獻：

[1] 易著梁，黃偉.基于CDIO教育模式軟件技術專業項目教學實踐[J].計

算機教育，2012.13：4661-4663

[2] 畢忠勤，單美靜.基于CDIO的軟件工程專業培養體系建設[J].計算機

教育，2013.8：23-26

[3] 袁磊，黃健，寧彬.軟件工程實訓課程體系研究[J].計算機教育，

2010.22：138-141

[4] 寧彬，龔雄興，袁磊.開放式計算機實驗教學體系探索[J].電腦知識與

技術，2012.13：4661-4663

[5] 馬培軍，劉曙.軟件工程專業逐步工業化教學模式的探索[J].計算機

教育，2013.8：85-88