基于CDIO模式的軟件技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革*

朱亞玲　張睿敏（蘭州工業(yè)學(xué)院，甘肅蘭州730050）

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基于CDIO模式的軟件技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革*

朱亞玲張睿敏
（蘭州工業(yè)學(xué)院，甘肅蘭州730050）

引言

我國大學(xué)生工程能力培養(yǎng)過程中目前存在的問題主要有以下幾點：陳舊的培養(yǎng)模式、僵化的課程體系、單一的教學(xué)手段、填鴨式教學(xué)、不合理的大學(xué)生評價和激勵機制、創(chuàng)新環(huán)境的缺乏[1]等等。課題組經(jīng)過多年的探索，認為：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，啟發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)和實踐，是“三個能力”培養(yǎng)的關(guān)鍵所在。課題組針對這一情況，以我國及甘肅省軟件產(chǎn)業(yè)發(fā)展作為背景，從分析并解決軟件技術(shù)專業(yè)教學(xué)改革過程中的主要矛盾著手，打破傳統(tǒng)教育觀念的桎梏，充分借鑒了CDIO切實可行的工程教育理念及國內(nèi)同類學(xué)校相關(guān)專業(yè)的教學(xué)改革經(jīng)驗，結(jié)合我校的實際教育現(xiàn)狀，采取“邊研究，邊改革，邊實踐”的技術(shù)路線，以提升學(xué)生的工程設(shè)計能力、工程實踐能力和工程創(chuàng)新能力為目標(biāo)進行了探索與實踐。

一、CDIO工程模式簡介

CDIO是2000年起，麻省理工學(xué)院等四所大學(xué)經(jīng)過四年探索研究創(chuàng)立的工程教育理念。CDIO代表構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(Design)、實施(Implement)和運作(Operate)四個部分。它的核心思想是以真實軟件系統(tǒng)為基礎(chǔ)，將軟件產(chǎn)品從構(gòu)思、設(shè)計、研發(fā)到運行的生命周期作為載體，教導(dǎo)學(xué)生尋找問題、分析問題、解決問題的手段和方法，讓學(xué)生主動地把課程知識結(jié)構(gòu)有機地融入到學(xué)習(xí)、實踐的全部過程當(dāng)中，培養(yǎng)學(xué)生的工程實踐能力。這種工程能力不僅包括專業(yè)知識本身，而且還包括學(xué)生的終身學(xué)習(xí)能力、團隊交流能力，從而達到培養(yǎng)適應(yīng)社會需求的人才目標(biāo)。

培養(yǎng)理論與實踐相結(jié)合，工程技術(shù)與市場需求相結(jié)合的高級專門人才是應(yīng)用型高校本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。所以，CDIO的教學(xué)目標(biāo)完全符合應(yīng)用型高校本科專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)。因此，我們借鑒CDIO工程教育理念對我校軟件技術(shù)專業(yè)進行了教學(xué)改革，這種改革不是簡單的教材的變換或課程內(nèi)容的更新，而是對軟件技術(shù)專業(yè)的人才培養(yǎng)方案、課程體系、教學(xué)模式、評價標(biāo)準(zhǔn)和師資隊伍等多方面進行了工程化的改革[2]。

二、CDIO實施原則

CDIO教學(xué)大綱中詳細闡述了工程化人才的培養(yǎng)目標(biāo)。同時，CDIO教學(xué)大綱按照技術(shù)知識、個人能力、人際交往能力和在企業(yè)與社會環(huán)境下的工程綜合能力四個方面，對工程化人才應(yīng)該具備的知識、能力和態(tài)度以逐級細化的方式表達出來，形成具體化的，對教師和學(xué)生都具有重要指導(dǎo)意義的目標(biāo)體系[3,4]。

同時，CDIO組織參照工業(yè)界需求提出了12條CDIO改革的評價和實施指南標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)1闡述了專業(yè)培養(yǎng)理念，標(biāo)準(zhǔn)2、3、4論述了課程計劃開發(fā)，標(biāo)準(zhǔn)5、6給出了設(shè)計-實現(xiàn)經(jīng)驗和實踐場所，標(biāo)準(zhǔn)7、8提出教與學(xué)的方法，標(biāo)準(zhǔn)9、10考察師資能力的提高，標(biāo)準(zhǔn)11、12是考核和評估標(biāo)準(zhǔn)[3]。12條標(biāo)準(zhǔn)主要圍繞系統(tǒng)能力培養(yǎng)大綱和全面實施指導(dǎo)的培養(yǎng)計劃、教學(xué)方法、實施過程和結(jié)果檢驗展開，完成了從理念到課程到教學(xué)到評估的整體改革。

三、CDIO模式的教學(xué)改革

CDIO的標(biāo)準(zhǔn)是對培養(yǎng)方法的具體指引。我們學(xué)習(xí)并研討了CDIO培養(yǎng)大綱和標(biāo)準(zhǔn)，對照教學(xué)大綱，找出現(xiàn)有差距，針對實際情況，明確教改目標(biāo)，依據(jù)CDIO課程計劃設(shè)計“一體化課程計劃、工程化導(dǎo)論、設(shè)計-實現(xiàn)經(jīng)驗”[6]的基本準(zhǔn)則進行相關(guān)的改革。

（一）構(gòu)建一體化課程教學(xué)體系

CDIO標(biāo)準(zhǔn)3是“一體化課程計劃”，要求課程體系按照CDIO教學(xué)大綱描述的技術(shù)知識、個人能力、人際交往能力和

工程綜合能力四方面進行構(gòu)建，課程應(yīng)是跨學(xué)科的和相互聯(lián)系相互支撐的。在課程設(shè)置和教學(xué)內(nèi)容方面，按照“理論、實踐、素質(zhì)”三條主線構(gòu)建課程體系，通過基本素質(zhì)、專業(yè)基礎(chǔ)知識與技術(shù)、專業(yè)應(yīng)用理論與技術(shù)、職業(yè)技術(shù)和崗位應(yīng)用能力四個層面遴選內(nèi)容。以專業(yè)優(yōu)質(zhì)的核心課程建設(shè)為重點，帶動其它課程的建設(shè)，建設(shè)共享教學(xué)資源庫，提升專業(yè)整體教學(xué)水平；在教學(xué)方式上，實行案例教學(xué)，將理論教學(xué)與實踐教學(xué)融為一體，對學(xué)生實行分類指導(dǎo)，突出實踐性，注重學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，如圖1所示。

圖1　CDIO理念的一體化教學(xué)體系

（二）基于“工作過程”的項目教學(xué)

CDIO標(biāo)準(zhǔn)5是“培養(yǎng)設(shè)計經(jīng)驗”，要求課程計劃中包含多門培養(yǎng)設(shè)計經(jīng)驗的課程，既包括培養(yǎng)基本技能的課程，又包括培養(yǎng)高級技能的課程；引導(dǎo)學(xué)生在課內(nèi)外活動中多多參與軟件產(chǎn)品的構(gòu)思、設(shè)計、實施和運行[6]。借鑒CDIO教育理念，課程圍繞項目以軟件系統(tǒng)研發(fā)到運行的生命周期作為載體，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容將軟件產(chǎn)品開發(fā)過程中的典型工作任務(wù)進行提煉和加工，分解成適宜教學(xué)的工作任務(wù)，并且將課程依據(jù)完成工作任務(wù)需要的職業(yè)能力進行序列化，以一個完整的工作任務(wù)的完成所需要的基本知識、基本技能和素質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計教學(xué)方案，按照完成一個任務(wù)的工作過程組織并實施教學(xué)。軟件開發(fā)的5個工作環(huán)節(jié)（需求分析、設(shè)計、編碼、測試、運行）分別對應(yīng)教學(xué)過程的5個階段。學(xué)生通過課程內(nèi)容地學(xué)習(xí)逐步漸進完成教學(xué)項目，從而將零散、無頭緒的知識匯聚成整體，并對知識的應(yīng)用有了更深層次的理解。

（三）分階段分層次主動式學(xué)習(xí)

CDIO標(biāo)準(zhǔn)7是“綜合性學(xué)習(xí)經(jīng)驗”，即通過綜合學(xué)習(xí)經(jīng)驗，讓學(xué)生獲得基本知識、基本能力、人際關(guān)系技能、軟件系統(tǒng)建構(gòu)技能和軟件產(chǎn)品的設(shè)計、實施和運作等能力；CDIO標(biāo)準(zhǔn)8是“主動學(xué)習(xí)”，即讓學(xué)生直接參與到軟件項目開發(fā)中，引導(dǎo)學(xué)生獨立思考問題，讓學(xué)生運用知識去操作、應(yīng)用、主動解決問題和評測[6]，盡量避免讓學(xué)生被動的接受知識。借鑒CDIO先進的工程教育理念，采用“項目教學(xué)、分階段分層次實踐”的措施，實現(xiàn)學(xué)生工程能力的逐步增長。我們以項目和案例為主線，將職業(yè)崗位能力的形成過程分為技能的積累、能力的發(fā)展和綜合實踐三個階段，從而將教學(xué)氛圍基礎(chǔ)實驗、課程實訓(xùn)、課程群實訓(xùn)、綜合性真實實訓(xùn)四個層次，學(xué)生在完成工作任務(wù)的過程中，逐步提高職業(yè)能力，形成了完整的“初級滲透、中級提高、高級思維”的學(xué)習(xí)過程，達到人才培養(yǎng)目標(biāo)的要求。

基礎(chǔ)實驗將項目依據(jù)教學(xué)內(nèi)容進行分解成多個實驗任務(wù)，學(xué)生通過學(xué)習(xí)課程內(nèi)容逐步累加地完成實驗任務(wù)。

在某門課程學(xué)習(xí)結(jié)束后開設(shè)基于該課程的實訓(xùn)，從構(gòu)思、設(shè)計、實施、運行，全部由學(xué)生自主完成，教師從旁協(xié)助，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計、創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、溝通能力，使學(xué)生學(xué)會以探究方式獲取知識、應(yīng)用知識，有機會把知識有機的聯(lián)系起來，達到由知識積累向能力生成的轉(zhuǎn)化過程。

針對課程群布置綜合性項目，教師扮演客戶，學(xué)生建立項目開發(fā)團隊，分別擔(dān)任項目組長、系統(tǒng)分析師、程序設(shè)計師、測試員、數(shù)據(jù)庫管理員。各角色成員根據(jù)職責(zé)劃分任務(wù)，相互協(xié)作，相互配合完成任務(wù)，使學(xué)生能夠?qū)⒄n程知識有機的結(jié)合成一個整體，認識到有機、關(guān)聯(lián)的知識群而非孤立的知識點，加強學(xué)生對所學(xué)知識總體的把握和綜合運用的能力。

依托校企合作、實踐實訓(xùn)基地建設(shè)、或以老師科研中的真實項目為基礎(chǔ)開展綜合性真實實訓(xùn)，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，讓學(xué)生對問題主動地分析討論，進而給出問題的解決方案，使得學(xué)生能夠主動地在學(xué)習(xí)和實踐過程中將課程知識結(jié)構(gòu)融入其中。通過完成一個真實完整的工程項目，加強對知識的理解、應(yīng)用和強化，提高學(xué)生的工程設(shè)計能力、工程實踐能力和工程創(chuàng)新能力。

四、結(jié)束語

隨著經(jīng)濟發(fā)展與社會的需要，軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)質(zhì)量的不斷提高是一項艱難的系統(tǒng)工程。以典型工作任務(wù)為載體，工學(xué)結(jié)合為手段，將CDIO先進的工程教育理念貫穿于軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)體系，改革人才培養(yǎng)方案，強化實踐教學(xué)，加強師資隊伍建設(shè)，緊密結(jié)合行業(yè)需求，培養(yǎng)出高質(zhì)量的軟件工程師是計算機教育工作者的不懈追求。

參考文獻

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[3]康嵐蘭，胡健，彭潔.CDIO工程教育模式在獨立學(xué)院計算機專業(yè)中的探索與實踐[J].江西理工大學(xué)學(xué)報，2012，4（2）.

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[6]易著梁，黃偉.基于CDIO教育模式軟件技術(shù)專業(yè)項目教學(xué)實踐[J].計算機教育，2010，6（11）：140-143.

摘要：本文以高校軟件技術(shù)專業(yè)學(xué)生工程能力的培養(yǎng)問題作為切入點，在軟件技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)中引入CDIO工程教育理念。依據(jù)CDIO大綱和實施標(biāo)準(zhǔn)，針對軟件技術(shù)專業(yè)探索改革CDIO人才培養(yǎng)模式的課程體系的建立、理論教學(xué)和實踐教學(xué)的設(shè)置。

關(guān)鍵詞：CDIO；教學(xué)改革；項目教學(xué)；工程教育

*基金項目院全國創(chuàng)新教學(xué)方法與創(chuàng)新型教師培養(yǎng)行動研究課題淵CTF120573冤院CDIO創(chuàng)新教育模式在軟件技術(shù)類課程教學(xué)中的實踐與研究淵GS0961冤曰蘭州工業(yè)學(xué)院教學(xué)改革項目淵基于CDIO的軟件技術(shù)類課程教學(xué)模式的改革研究冤遙

Abstract:In this paper, the CDIO engineering education concept is introduced into the training of software technology professionals for the aim of improving the engineering ability of software technology professional in uni-versity. According to the CDIO program and the standards of implementation, the paper focuses on the establishment of the curriculum system, theory teaching and practice teaching based on CDIO mode for the software technology specialty.

Keywords:CDIO; teaching reform; project teaching; engineering education

作者簡介：朱亞玲（1983-），女，漢，甘肅蘭州，講師，工學(xué)碩士，主要研究方向：數(shù)據(jù)挖掘。

中圖分類號：G642

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）02-0117-02