基于CDIO模式的《軟件工程》課程教學改革

羅宏芳 吳 佩

(湖北工業大學工程技術學院電氣系，湖北 武漢 430068)

0 引言

《軟件工程》是計算機軟件工程專業非常重要的核心課程之一，是傳授學生進行軟件開發和維護的一門綜合性課程，課程的教學效果直接決定了學生畢業后從事軟件實際項目的管理和開發能力。軟件工程中的技術、方法和原理往往比較復雜，難以掌握，在實際教學過程中，教師也會覺得該課程教起來相當困難，想要達到較好的教學效果，培養學生較強的實踐能力十分困難。學生在學的過程中則感覺內容空洞、瑣碎、枯燥乏味，易產生學不會、不想學的思想。本文研究將CDIO教育模式引入軟件工程教學，通過創新教學模式的實踐，采用“做中學”和“項目案例”的教學方式貫穿整個教學過程，使學生通過學習課程理論知識以后，能夠運用所學知識去解決軟件項目開發過程中的實際問題，最終實現學以致用。

1 教學現狀分析

《軟件工程》課程是軟件工程專業培養方案中十分重要的一門必修課程,通過該課程的學習，學生將獲得從事軟件開發與維護相關工作所需的專業素養和理論基礎。在實際的教學過程中，由于《軟件工程》課程具有理論抽象、實踐性強等特點，往往導致理論教學與實驗教學存在脫節的問題，這些因素導致許多學生對這門課程不感興趣。通過多年從事《軟件工程》課程教學，我們對該門課程的教學經驗進行了總結，針對本校該門課程的教學過程存在的實際問題，需要從以下幾個方面進行教學改革。

1.1 專業培養計劃中專業課程開設順序不合理

《軟件工程》是針對計算機本科專業一門綜合性非常強的基礎核心課程,通過教學使學生掌握軟件工程基本概念、軟件工程目標及軟件過程模型；掌握結構化方法中的軟件生命周期各階段的任務、過程、方法和工具，面向對象方法中的面向對象分析、面向對象設計和面向對象實現的方法和工具；學會用工程化的方法開發軟件；了解軟件工程中的高級課題，把握軟件工程發展動態和方向。在學習這門課程之前需要學生完成相關前置課程的學習。而在我們現行的培養計劃中，相關專業課程的設置順序不夠合理，本應該讓學生前置學習的課程沒有合理開設，從而導致學生在學習《軟件工程》課程難度加大，甚至喪失課程學習興趣[1-2]。

1.2 課程總學時偏少，理論學時和實驗學時分配不合理

《軟件工程》是計算機專業的一門專業課，與其它專業課相比，其理論性尤為突出。由于課程理論性很強，因此需要給予授課教師足夠的課程學時進行講授。同時本課程是一門實踐性很強的課程，學生在學習的過程中不但需要掌握軟件工程的基本概念和原理，而且還需要掌握理論知識在實踐中的實際運用，因此在進行實驗學時分配時，適當調整實驗學時和理論學時的比例，這樣才能保證學生通過實驗教學將理論與實踐結合起來，激發學生的學習興趣。

1.3 實踐性要求高但學生缺乏工程實踐的機會

目前，學院的辦學模式還屬于半封閉的方式，沒有注重人才培養過程中與產業需求進行對接。學生在進行課程學習的過程中，很難有軟件工程實踐的機會，即便是有也可能是一些小型的軟件項目或者是一些虛擬的實驗項目。這些項目由于其局限性，所能覆蓋的專業知識面非常小，基本上沒有需求背景，因此學生在進行軟件項目實踐時，通常是直接進行編碼設計，沒有進行前期的軟件需求分析，也沒有進行后期的軟件測試和維護。在這種模式下所培養的學生，根本無法在實踐過程中體會到軟件工程的精髓，缺乏實踐動手的能力，根本無法滿足企業的實際需求。

1.4 師資隊伍缺乏項目開發的實踐能力和經驗

由于很多任課教師長期工作于高校，缺乏對社會及企業實際需求的了解，缺乏深入企業一線直接獲取實踐經驗的環節，特別是青年教師，很多是由知識學習到知識講授直接過渡，課堂教學內容因教學過程規范性的限制導致無法適應市場和技術的發展要求，這些造成學生在校所學的知識落后，無法滿足社會和產業發展的需求。

2 基于CDIO模式的《軟件工程》課程教學改革

2.1 CDIO模式的內涵

CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)，是國際工程教學模式改革的最新成果，專門用于解決工程教育過程中如何解決實現學生基本理論知識儲備與實踐能力之間的有效銜接與平衡問題。其倡導的以“做中學”和“項目案例”為載體組織教學活動的新型教學方法，主要全面培養學生堅實的工程科學基礎、突出的個人能力、團隊合作能力和扎實的工程系統能力。

2.2 調整現行專業培養計劃，增加課程學時，優化理論與實踐學時比例

根據CDIO工程教育模式，對現行的軟件工程專業培養計劃進行優化調整，確保《軟件工程》前置學習課程按時開設，同時建議增加該課程的總學時，保證授課教師有足夠的課程學時進行講授，適當調整實驗學時和理論學時的比例，確保學生能夠通過實驗教學加強實踐動手能力。

2.3 采用多元化考評模式，加強考核方式改革

CDIO工程教育模式強調核心是加強學生的實踐動手能力，重視“做中學”。因此在課程教學過程中，需要對傳統的課程考核模式進行改革，因此我們提出多元化的考核評價方式，通過建立課程成績綜合評價體系，將理論知識能力、實驗操作能力、社會實踐能力等因素綜合起來，強調對課程教學過程環節的考核評價，對原有傳統考評機制進行了調整，以充分調動學生課程學習的積極性[3-4]。

對原有傳統考評機制進行了調整，將以往單一的(平時30%+期末試卷成績70%)考核模式調整為多元化的考評模式(筆試40%+課后練習10%+實驗實踐20%+項目總結20%)，通過以上4個方面對學生的課程成績進行綜合評定。其中筆試即傳統的紙質試卷考核成績，通過對課程理論知識的考核，檢驗學生的實際掌握程度；課后練習指要求學生在課程學習的過程中以5～6人小組項目的方式，成員之間進行具體分工，不同階段由不同人負責，項目成員全體參與合作，這樣可以讓所有學生都能夠得到全面鍛煉，課后練習目的主要是考核學生運用課程所學知識進行實際項目開發的能力，同時通過項目實踐促使學生加深對課程知識點的理解和鞏固；實驗實踐指的是要求學生在實驗實踐過程中通過實際項目的參與，促進學生自主學習，培養學生自學能力和創新能力；項目總結要求學生在參與實際項目的過程中，建立個人開發日志，最后形成項目經驗總結[4]。

2.4 采用多層次案例教學模式，加強課程實驗教學模式改革

獨立學院在CDIO工程教育模式的基礎上，要加強對課程實驗教學模式的改革，在實驗教學過程中引入多層次案例式教學和引導式實驗相結合的實驗教學方法，采取任務驅動的方式，將課程的理論教學內容和實驗教學內容串聯起來，形成有機的整體，這樣才能夠讓學生更容易理解接受。

在實際教學過程中，采用多層次的案例教學模式符合CDIO工程教育理念“做中學”，遵循“案例導向、項目驅動”的實驗教學模式，多層次的案例教學模式可以細分為：教師課堂案例、小組項目案例等，能夠有效解決學生光聽不練教學現狀[5]。

3 結束語

通過幾年的不斷教學實踐，該教學改革模式已經陸續在本院計算機相關專業中開展教學實踐驗證，結果顯示該教學模式使得原本枯燥、難以理解的課程內容變得生動具體，深受學生的好評，效果非常好。因此，CDIO模式具有很好的推廣價值和應用前景。