基于CDIO工程教育的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)模式的探索

郭麥成，杜松江 （長(zhǎng)江大學(xué)工程技術(shù)學(xué)院，湖北 荊州434023）

按照教育部的部署，地方本科院校辦學(xué)都要逐步轉(zhuǎn)型為應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)，學(xué)校專業(yè)建設(shè)要以適應(yīng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)、適應(yīng)企業(yè)需求為目標(biāo)。針對(duì)培養(yǎng)本科層次應(yīng)用技術(shù)類學(xué)生的要求，學(xué)院對(duì)往屆畢業(yè)生和學(xué)生工作的企業(yè)進(jìn)行了調(diào)研，發(fā)現(xiàn)學(xué)院培養(yǎng)的學(xué)生與用人企業(yè)的各方面的素質(zhì)要求相差較大，知識(shí)層面缺乏解決工程問(wèn)題的系統(tǒng)思路和方法，缺乏基本的抽象分析問(wèn)題和獨(dú)立解決問(wèn)題的能力，對(duì)工具和方法的應(yīng)用不夠熟練，價(jià)值取向和職業(yè)規(guī)劃不夠成熟，工作責(zé)任心、職業(yè)素養(yǎng)欠缺。因此，迫切需要總結(jié)和分析現(xiàn)有專業(yè)建設(shè)的問(wèn)題與不足，加快專業(yè)建設(shè)，培養(yǎng)出社會(huì)需要的一線工程師的應(yīng)用技術(shù)型人才。

CDIO是美國(guó)麻省理工大學(xué)和瑞典皇家學(xué)院等4所大學(xué)研究的新型工程教育模式，CDIO表示構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)以及運(yùn)作，是以產(chǎn)品生產(chǎn)或項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程為主線，通過(guò)強(qiáng)化工程專業(yè)中的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式開(kāi)展專業(yè)課程的學(xué)習(xí)；培養(yǎng)學(xué)生的能力從工程基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力4個(gè)層面進(jìn)行；教學(xué)組織上，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與，實(shí)現(xiàn)從“以教師為中心，灌輸為主”到以“以學(xué)生為中心，主動(dòng)學(xué)習(xí)”的轉(zhuǎn)變；課程設(shè)計(jì)上要充分體現(xiàn)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作 （操作）［2］。

通過(guò)分析和充分的調(diào)研論證，CDIO工程教育模式是非常適合計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教育的，對(duì)提高教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)合格的適應(yīng)社會(huì)需要的一線工程師具有良好的預(yù)期效果。

1 基于CDIO理念的工程教育培養(yǎng)模式

1.1 課程體系

根據(jù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)計(jì)算機(jī)人才需求，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)發(fā)展是軟硬兼顧，以向軟件應(yīng)用方向發(fā)展為主。結(jié)合CDIO的工程理念，以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心課程為課程框架，以應(yīng)用技術(shù)能力培養(yǎng)為主線，從就業(yè)的崗位職位分析，構(gòu)建適應(yīng)以.NET和JAVA為應(yīng)用技術(shù)的課程體系，如圖1所示。

該課程體系是以CDIO工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)為導(dǎo)向、工程能力培養(yǎng)為目標(biāo)的工程教育模式，通過(guò)項(xiàng)目設(shè)計(jì)將整個(gè)課程體系有機(jī)而系統(tǒng)地結(jié)合起來(lái)。其特點(diǎn)是，所有需要學(xué)習(xí)和掌握的內(nèi)容都圍繞項(xiàng)目設(shè)計(jì)這個(gè)核心，形成一個(gè)有機(jī)的整體。通過(guò)項(xiàng)目的教學(xué)方式，可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)專業(yè)課程產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到能力培養(yǎng)、綜合發(fā)展的目的。學(xué)院為了適應(yīng)CDIO的培養(yǎng)模式，把本科4年按3＋1教學(xué)方式安排，即3年理論教學(xué)時(shí)間，最后1年集中實(shí)踐；把每個(gè)學(xué)年分為3學(xué)期制，每年的第3學(xué)期集中進(jìn)行小型的項(xiàng)目設(shè)計(jì)；采用導(dǎo)師制，第1學(xué)年的第2學(xué)期末，由學(xué)生自由選擇導(dǎo)師，導(dǎo)師指導(dǎo)學(xué)業(yè)和參與導(dǎo)師組織的課題；建設(shè)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生搭建以團(tuán)隊(duì)合作進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)的課外平臺(tái)。

1.2 教學(xué)模式

基于CDIO的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)教學(xué)模式的項(xiàng)目，按規(guī)模和范圍劃分為3級(jí)：一級(jí)項(xiàng)目為計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)核心能力要求的項(xiàng)目；二級(jí)項(xiàng)目為包含一組相關(guān)核心課程群、能力要求的項(xiàng)目；三級(jí)項(xiàng)目是為單門課程而設(shè)的項(xiàng)目 （以項(xiàng)目的方式做課程設(shè)計(jì)），旨在增強(qiáng)理解和培養(yǎng)相關(guān)能力。

1）一級(jí)項(xiàng)目 一級(jí)項(xiàng)目要求完整地、前后銜接地貫穿于整個(gè)教學(xué)階段，使學(xué)生得到構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)作的系統(tǒng)訓(xùn)練［1］，對(duì)應(yīng)于計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)來(lái)說(shuō)，就是需求分析、設(shè)計(jì) （概要設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)）、實(shí)現(xiàn)、測(cè)試與維護(hù)。4年本科教學(xué)中安排有2個(gè)一級(jí)項(xiàng)目訓(xùn)練。

第1個(gè)一級(jí)項(xiàng)目從第1學(xué)年的第2學(xué)期結(jié)束由教師與學(xué)生雙向選擇，教師公布研究方向或應(yīng)用特長(zhǎng)，學(xué)生根據(jù)自己愛(ài)好主動(dòng)參與，選擇指導(dǎo)教師并進(jìn)入指導(dǎo)教師課題，一直到第4學(xué)年的第2個(gè)一級(jí)項(xiàng)目開(kāi)始而結(jié)束。第1個(gè)一級(jí)項(xiàng)目通過(guò)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，將學(xué)生逐步引入應(yīng)用開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，提高教師課題的參與度，逐步深入和提高應(yīng)用開(kāi)發(fā)的規(guī)模和水平。通過(guò)有針對(duì)性的重點(diǎn)指導(dǎo)，使學(xué)生了解應(yīng)用項(xiàng)目的各階段和各自的內(nèi)容與關(guān)系，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，建立起工程項(xiàng)目或軟件工程的初步概念。

第2個(gè)一級(jí)項(xiàng)目是軟件綜合應(yīng)用開(kāi)發(fā)＋畢業(yè)設(shè)計(jì)。軟件綜合應(yīng)用開(kāi)發(fā)由企業(yè)工程師指導(dǎo)，建立企業(yè)軟件開(kāi)發(fā)的工作環(huán)境和軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境，用類真實(shí)項(xiàng)目進(jìn)行訓(xùn)練。經(jīng)過(guò)相關(guān)課程與項(xiàng)目的訓(xùn)練，要求學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)，對(duì)一個(gè)產(chǎn)品軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)完整地展開(kāi)構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、運(yùn)用 （需求分析、軟件設(shè)計(jì)、編碼實(shí)現(xiàn)、測(cè)試維護(hù)），系統(tǒng)地完成一個(gè)工程實(shí)踐經(jīng)歷。畢業(yè)設(shè)計(jì)階段進(jìn)入企業(yè)，參與企業(yè)的真實(shí)課題。二次一級(jí)項(xiàng)目的目的是讓學(xué)生從解決工程問(wèn)題的角度學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，進(jìn)而形成對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)工程的興趣，并初步掌握工程思維方法，在開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的合作中培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作意識(shí)、職業(yè)意識(shí)、責(zé)任意識(shí)。

2）二級(jí)項(xiàng)目 二級(jí)項(xiàng)目以相關(guān)核心課程群和相關(guān)能力要求為基礎(chǔ)［1］。作為一級(jí)項(xiàng)目的支撐，二級(jí)項(xiàng)目既是對(duì)相關(guān)課程群的綜合，也是對(duì)整個(gè)教學(xué)體系的補(bǔ)充，主要培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用相關(guān)知識(shí)的能力。課程體系中安排4次二級(jí)項(xiàng)目，以基礎(chǔ)語(yǔ)言課程群為基礎(chǔ)的學(xué)生成績(jī)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)；以網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用課程群為基礎(chǔ)的的C／S系統(tǒng)設(shè)計(jì)；以軟件工程與WEB開(kāi)發(fā)應(yīng)用為基礎(chǔ)的B／S系統(tǒng)設(shè)計(jì)；以操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)組成與體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)。這4次二級(jí)項(xiàng)目旨在加強(qiáng)該專業(yè)核心課程的學(xué)習(xí)與應(yīng)用。

3）三級(jí)項(xiàng)目 三級(jí)項(xiàng)目是單門課程根據(jù)課程教學(xué)自身需要設(shè)立小規(guī)模實(shí)踐項(xiàng)目［1］，也可以成為以項(xiàng)目要求的課程設(shè)計(jì)，旨在加深和強(qiáng)化學(xué)生對(duì)課程內(nèi)容的理解與應(yīng)用。

整個(gè)培養(yǎng)計(jì)劃是以一級(jí)項(xiàng)目為主線，以二級(jí)項(xiàng)目為支撐，以三級(jí)項(xiàng)目與核心課程為基礎(chǔ)，將核心課程教育與對(duì)專業(yè)的整體認(rèn)識(shí)統(tǒng)一起來(lái)，并結(jié)合項(xiàng)目訓(xùn)練對(duì)學(xué)生的自我更新知識(shí)能力、人際和團(tuán)體交流能力以及對(duì)中型應(yīng)用開(kāi)發(fā)的掌握、運(yùn)行和調(diào)控能力進(jìn)行整體培養(yǎng)。

圖1 基于CDIO的計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程體系

2 基于CDIO的專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃

基于CDIO的理念，結(jié)合學(xué)院對(duì)培養(yǎng)定位為“一線工程師”或稱為“現(xiàn)場(chǎng)工程師”的要求，在培養(yǎng)計(jì)劃的公共基礎(chǔ)課程設(shè)置上，要求包括工程師職業(yè)道德在內(nèi)的通識(shí)課程，加強(qiáng)職業(yè)規(guī)劃課程，加入計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的導(dǎo)引課程；以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)核心課程為基礎(chǔ)，選擇偏向軟件應(yīng)用的重要課程，按照CDIO以項(xiàng)目為導(dǎo)向的原則，對(duì)這個(gè)課程體系的每門課程的要求，都按照構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)行來(lái)設(shè)計(jì)實(shí)踐環(huán)節(jié)；除了在課堂上、實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)中要求始終培養(yǎng)誠(chéng)信、責(zé)任、團(tuán)隊(duì)意識(shí)外，在第2課堂各種活動(dòng)和學(xué)科競(jìng)賽中倡導(dǎo)培養(yǎng)學(xué)生的個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)能力、系統(tǒng)調(diào)控能力，通過(guò)多渠道、多方式反復(fù)訓(xùn)練和強(qiáng)化，逐步提高學(xué)生的素質(zhì)。

在教學(xué)方法上，采取項(xiàng)目驅(qū)動(dòng)的教學(xué)方法，要求教師預(yù)先明確所授課程在該專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)中的地位和作用，以及學(xué)生學(xué)習(xí)該課程應(yīng)該掌握的基本知識(shí)和能力，特別強(qiáng)調(diào)相關(guān)知識(shí)和能力在實(shí)踐中的有機(jī)聯(lián)系。開(kāi)課初期發(fā)布項(xiàng)目?jī)?nèi)容，在授課的過(guò)程中從實(shí)際或已有知識(shí)中發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考，并把學(xué)習(xí)知識(shí)與項(xiàng)目的實(shí)施內(nèi)容結(jié)合起來(lái)，邊學(xué)邊練；在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中提高興趣，在學(xué)習(xí)中深化項(xiàng)目，學(xué)中用，用中學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)，促進(jìn)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題能力的養(yǎng)成。

強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)效果考核的多樣性，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)的過(guò)程化，要求實(shí)踐性強(qiáng)的課程過(guò)程化考核比例占60%以上。通過(guò)學(xué)習(xí)記錄、總結(jié)、項(xiàng)目報(bào)告、設(shè)計(jì)評(píng)估、自評(píng)、互評(píng)、論文、課堂交流、合作成效等方式考核，對(duì)理論知識(shí)的考核采取筆試、一頁(yè)開(kāi)卷等形式，改變對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的簡(jiǎn)單考核和評(píng)價(jià)。在學(xué)習(xí)構(gòu)架上，建立教學(xué)計(jì)劃、教學(xué)方法和考核方法之間的互相支持、良性互動(dòng)的構(gòu)架。

3 基于CDIO的實(shí)施過(guò)程

2006年學(xué)院對(duì)教育教學(xué)進(jìn)行了第一次大的改革，明確了培養(yǎng)定位為“一線工程師”的高級(jí)實(shí)用特色人才。在該定位與要求下，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)與北京全美教育技術(shù)服務(wù)有限公司 （ATA）進(jìn)行合作培養(yǎng)，按市場(chǎng)人才崗位需求結(jié)合計(jì)算機(jī)科學(xué)的最新技術(shù)與工具修訂人才培養(yǎng)方案，結(jié)合微軟現(xiàn)場(chǎng)工程師的要求，采用以項(xiàng)目為主導(dǎo)的理論與實(shí)踐相結(jié)合的人才培養(yǎng)模式，邊學(xué)邊做，理論指導(dǎo)項(xiàng)目，以項(xiàng)目的需求加強(qiáng)了理論的學(xué)習(xí)。加強(qiáng)了校企合作，先后與“上海微創(chuàng)公司”、“深圳怡拓電腦有限公司”、“北京石油技術(shù)研究所”等企業(yè)合作，頂崗實(shí)習(xí)，參與企業(yè)的研發(fā)。校內(nèi)教師以導(dǎo)師制的方式，帶領(lǐng)學(xué)生參與教師課題。近期對(duì)2006年實(shí)施教學(xué)改革的畢業(yè)生來(lái)看，這屆學(xué)生是工作最好、最受歡迎的一屆學(xué)生，大部分學(xué)生已經(jīng)進(jìn)入企業(yè)的核心研發(fā)隊(duì)伍。

2008年學(xué)院再次進(jìn)行教育教學(xué)改革，提出“2個(gè)壓縮、2個(gè)加強(qiáng)”教學(xué)改革，即壓縮總的教學(xué)學(xué)時(shí)，壓縮理論教學(xué)學(xué)時(shí)，加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)學(xué)時(shí)，加強(qiáng)學(xué)生適應(yīng)社會(huì)能力的培養(yǎng)。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)進(jìn)行了教學(xué)改革，學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力有了更大的提高。

2013年學(xué)院教育教學(xué)再次深入進(jìn)行特色專業(yè)建設(shè)改革，全體專業(yè)教師以CDIO理念為指導(dǎo)，梳理以往教育教學(xué)的成功和缺失，確立改革內(nèi)容，明確要探索與實(shí)施的內(nèi)容，主要做了如下工作。

3.1 以教學(xué)研究推動(dòng)教學(xué)改革

在學(xué)院教育教學(xué)改革的大力推動(dòng)下，配合學(xué)院應(yīng)用技術(shù)型大學(xué)轉(zhuǎn)型，基于CDIO理念，探索人才培養(yǎng)的新模式，成功申報(bào)并批準(zhǔn)了湖北省教學(xué)研究課題《獨(dú)立學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)特色專業(yè)建設(shè)的研究與實(shí)踐》。通過(guò)該課題的研究，將CDIO工程教育模式引入到專業(yè)建設(shè)之中，指導(dǎo)專業(yè)建設(shè)，改革人才培養(yǎng)方案；改革培養(yǎng)模式，把工程的基礎(chǔ)知識(shí)、個(gè)人能力、團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力方面的培養(yǎng)融合到教學(xué)的過(guò)程之中［3］；改革教學(xué)方法，讓學(xué)生以主動(dòng)的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)；加強(qiáng)教師培養(yǎng)，以建設(shè)一支結(jié)構(gòu)合理的“雙師型”教師隊(duì)伍為目標(biāo)；以實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)為突破口，建立并完善實(shí)訓(xùn)體制，突出學(xué)生的專業(yè)核心技能培養(yǎng)；以校企合作為途徑，深化與企業(yè)的戰(zhàn)略合作，利用雙方資源，建立聯(lián)合人才培養(yǎng)的新模式，共同開(kāi)展專業(yè)建設(shè)。專業(yè)教師圍繞省級(jí)課題，申報(bào)成功多個(gè)課題和課程建設(shè)項(xiàng)目。

3.2 師資隊(duì)伍建設(shè)

師資隊(duì)伍素質(zhì)、能力和水平是改革成敗的關(guān)鍵因素。依靠學(xué)院的政策支持，走“專兼結(jié)合、以專為主”之路，通過(guò)引進(jìn)緊缺教師，改善教師隊(duì)伍結(jié)構(gòu)，從企業(yè)、社會(huì)引進(jìn)一批既有理論修養(yǎng)，又有實(shí)干技能的“雙師型”計(jì)算機(jī)教師；采取“請(qǐng)進(jìn)來(lái)、走出去”的方法，在本地企業(yè)聘請(qǐng)有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家或?qū)I(yè)技術(shù)人員作為兼職教師；挖掘內(nèi)部潛力，培養(yǎng)教師能力：第一，選派中青年教師定期到IT企業(yè)掛職鍛煉，積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，自覺(jué)做到理論與實(shí)踐結(jié)合；第二，安排青年教師赴科研、企業(yè)單位進(jìn)行專業(yè)實(shí)習(xí)實(shí)踐，直接接觸工程實(shí)際，掌握該專業(yè)全面技術(shù)；第三，加強(qiáng)院內(nèi)科研與實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提高教師專業(yè)實(shí)踐的技能。

3.3 實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)

構(gòu)建以校內(nèi)校外為一體的實(shí)踐實(shí)訓(xùn)基地，學(xué)院與荊州國(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)共同建設(shè)省級(jí)實(shí)訓(xùn)實(shí)習(xí)基地，在基地中與信息技術(shù)為主的企業(yè)聯(lián)合建立實(shí)習(xí)基地，共同培養(yǎng)學(xué)生。與深圳易思博信息技術(shù)有限公司聯(lián)合，按軟件開(kāi)發(fā)的企業(yè)環(huán)境和資源環(huán)境建設(shè)校內(nèi)實(shí)訓(xùn)基地，目前已建成使用。

4 結(jié)語(yǔ)

基于CDIO的教學(xué)模式的改革，是需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作，需要付出艱苦的努力，最重要的任務(wù)是學(xué)校教師的觀念轉(zhuǎn)變，教師的工程意識(shí)、職業(yè)素質(zhì)和工程能力的提高，學(xué)校的各職能部門的配合和支持。

［1］ （美）克勞雷 .重新認(rèn)識(shí)工程教育：國(guó)際CDIO培養(yǎng)模式與方法 ［M］.顧佩華，沈民奮，陸小華 譯 .北京：高等教育出版社，2009.

［2］ 顧佩華，沈民奮，李升平，等 .從CDIO到EIP－CDIO——汕頭大學(xué)工程教育與人才培養(yǎng)模式探索 ［J］.高等工程教育研究，2008（1）：12－20.

［3］ 劉周，徐本川，羊海燕 .應(yīng)用技術(shù)型人才培養(yǎng)模式探索——以西南科技大學(xué)城市學(xué)院為例 ［J］.中國(guó)大學(xué)生就業(yè)，2014（8）：55－59.