CDIO在統一建模語言課程教學中的應用探討

商鵬　蘇晶

【摘 要】對于統一建模語言課程，傳統的課堂教學和改進的案例式教學在提高課程實踐應用方面具有局限性。將CDIO工程教育模式引入課程教學，以培養學生工程能力為目標，重點從教學過程、評價過程與其他課程結合等方面進行CDIO課程應用的探討，著力培養學生的工程價值觀和解決工程問題的能力。

【關鍵詞】統一建模語言；CDIO；工程能力

中圖分類號： TP311.5-4；G642.0 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）30-0186-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.082

Application of CDIO in UML course teaching

SHANG Peng SU Jing

（College of Computer Science and Technology， ShanDong University of Technology， Zibo Shandong 255049， China）

【Abstract】For the course of Unified Modeling Language， traditional classroom teaching and case-based teaching have limitations in improving the practical application of the course. CDIO engineering education mode is introduced into curriculum teaching， aiming at cultivating students'engineering ability. The application of CDIO course is discussed from the aspects of teaching process， evaluation process and combination with other courses， so as to cultivate students' engineering values and ability to solve engineering problems.

【Key words】Unified Modeling Language； CDIO； Engineering ability

0 引言

目前很多高校的計算機專業和軟件工程專業都開設了軟件建模的相關課程，而統一建模語言是軟件建模的主要構成。但課程在開課過程中存在很多問題和限制，按部就班的理論教學、細節知識繁多的課程內容和枯燥乏味的抽象表示等都給知識的應用帶來很大困難，學生難以理解UML的實際應用價值，難以對課程與軟件開發實踐的聯系感同身受。將工程理念和CDIO模式引入統一建模語言課程教學，注重課程的工程性和實踐性是課程改革和發展的必然。

1 CDIO模式介紹

CDIO代表了構思、設計、實現和運作。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，繼承和發展了歐美20多年來工程教育改革的理念。CDIO 的理念從產品研發到產品運行，以其生命周期為載體，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類課程和知識。

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的能力是CDIO對學生的全面要求，采用綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。現今，已有多所世界著名高校加入了CDIO組織，在多個專業和領域，按照CDIO模式培養學生。在國內，很多高校和專業已經或正在展開CDIO工程教育模式的推廣和普及。

2 CDIO的課程應用意義

統一建模語言課程是軟件工程課程體系的重要組成，是面向對象分析與設計的重要工具和方法。本課程在此之前已經拋掉了傳統的填鴨式知識教授方式，采用了案例驅動式教學，以案例貫穿教學過程。但課程特點決定了工程性的內容仍讓學生感到無從下手、難以把握。CDIO工程教育模式是“做中學”和“基于項目教育和學習”的集中概括和抽象表達，將CDIO工程教育模式應用于統一建模語言UML課程教學，將“構思—設計—實現—運作”融入課程實踐，不僅有利于進一步解決目前教學中存在的問題，還加快了課程的工程化腳步，更好的達到工程化教育的目標。

3 CDIO課程應用探討

CDIO模式在本課程的應用規劃從教學方式、實踐鍛煉和教學評價考核等多個方面進行。在教學方式和教學過程上，對教學內容和教學方案進行改革，改進前期基于案例項目的學徒式設計，延續“做中學”的教學模式，將項目分析、項目設計、文檔能力等融入課程體系，零散知識點之間通過項目銜接，化點為線，形成“知識+能力+素質”的培養思路；實踐鍛煉采用課上+課下、課堂+教學平臺、小項目+大項目的方式，讓學生接觸更多的實踐項目，在實踐中理解理論知識，體驗團隊合作，更好的體會UML在分析和設計中的作用；評價考核，更多的融入對學生能力和素質的考察，通過實踐鍛煉和成果展示、評議等方式幫助學生更好的提高綜合能力水平。

3.1 教學方式設計

在教學方案上，改進前期基于案例項目的學徒式設計，延續“做中學”的教學模式，采用以產品為導向的漸進式項目。擯棄散碎的知識點羅列，通過項目貫穿和銜接知識點，采用合適的項目產品連接抽象理論知識與具體產品，在項目中學習知識，幫助學生體會抽象知識的工程價值。

教學過程設計為理論知識+項目訓練并進，邊學邊練，網絡教學資源輔助的形式。理論知識在項目中學習，體現本課程理論與實踐并重的特點。采用課堂講解、項目串聯知識點、案例分析與討論、課外拓展等形式，理論指導項目，漸進式項目貫穿課程。項目訓練設計為課堂訓練+課外作業的形式，課堂訓練奠定理論基礎，課外作業以簡單項目為主，強調作業之間的相關性，讓學生體會到產品建模和開發的連續性，通過實踐向學生傳輸可持久化的工程理念。充分利用網絡教學資源，發布高階知識內容，學習案例、訓練項目、展開討論、學生項目展示和評議等，增強學生自主學習能力培養。教學過程模式設計為“課堂教學-課堂訓練-網絡提高-課外作業-討論交流”的閉環循環教學模式。

3.2 實踐教學設計

實踐教學設計為基礎實踐+綜合實踐的形式。基礎實踐為理論知識提供實踐支撐，注重專業知識的掌握和啟發性，幫助學生進一步理解UML的各種模型以及它們在系統建模中的作用；綜合實踐提倡學生自主選擇項目設計，團隊開發模式，結合工程案例，以項目小組的方式分工合作，積極主動查閱相關系統的資料，構建系統模型，按照軟件工程思想展開設計開發過程，啟發學生在系統中靈活應用已學的知識和方法。盡量采用啟發式教學模式，給學生留下充足的自學和獨立思考的余地，以此拓寬思路，培養解決問題能力，并激發學生創新性，加強學生的設計能力，使實踐效果得到最大程度的發揮。

3.3 教學過程評價改進

教學過程評價從教學過程的各個環節得到反饋。通過課堂訓練、課外作業和學生討論的情況考察學生對各相關模型的掌握情況，據此結合各模型的特點對教學過程和教學方案進行差異化設計；實踐訓練、自主項目和互動評議等，考察學生綜合應用UML 模型進行系統分析與設計的能力，據此制定對實踐過程項目內容和項目過程的改進方案；期末考核不以考核而以進一步提高能力為目的，反饋教學改革實施的效果、不足，據此改進課程的教學過程。

4 UML與其他課程結合

統一建模語言UML課程教學過程和教學體系成型后，可以將本課程與軟件工程課程體系其他課程，如軟件工程、軟件測試、面向對象、IT項目管理等更緊密結合，實現案例互通、項目互通、過程互通，將項目的開發過程貫穿課程體系的多門課程，避免單門課程與軟件開發過程的脫節，使學生更深入的體會從項目計劃、構建系統模型，編程實現系統、項目測試、項目管理等的完整工程過程。

5 總結

在工程教育認證的大背景下，專業課程與CDIO工程教育理念的融合和應用，成為必然要求。本文探討將CDIO工程教育模式應用于統一建模語言課程教學，整個課程教授過程形成“知識+能力+素質”的培養思路，通過分析并完成項目模型，學生可以體會到抽象的軟件工程知識和各種UML模型的工程價值，將項目設計、能力培養、自主學習、團隊合作等融入課程體系，培養學生的綜合工程能力。將理論性強的軟件工程類課程更好的與工程教育、工程培養、工程能力相結合，使學生更好的理解軟件工程的應用，將專業理論知識轉化為個人的工程能力和專業技能。

【參考文獻】

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