基于CDIO的計算機軟件工程專業教學模式改革

劉徑妤

摘 要：在數字化轉型的時代背景下，為了提升計算機軟件工程專業的教學質量，本文分析計算機軟件工程專業教學模式的發展現狀，研究了教學模式的創新改革方法，結合計算機軟件工程專業教學模式的重要性及發展意義，基于CDIO工程教育模式，對教學模式的改革創新提出了以下建議：以培養計算機實踐應用型人才為基礎，建設計算機軟件工程專業的CDIO實驗與教學平臺，完善計算機軟件工程專業的實踐課程與教育評估體系，增設軟件工程專業教學的創業項目與實習基地，為國家的軟件工程產業培養優質的、具有綜合實踐素養的應用型計算機人才，滿足數字化轉型背景下企業與社會對應用型人才的發展需求。

關鍵詞：計算機網絡技術 計算機軟件工程教育 創新教學模式 CDIO理念

現今，我國社會正處于以計算機網絡技術為核心的數字化信息時代。［1］計算機軟件工程學科是一項專業性和實踐性較強的教學課程，我國以往的教學模式難以達到理想教學目標，不利于專業學科教育的進一步發展。［2］CDIO模式是一種將思想、設計、實際操作以及運行等過程進行協同、結合的教學模式。這種教育模式注重對學生綜合實踐能力的培養，以提高學生的綜合素質以及專業素養為目標。［3］本文通過對計算機軟件工程專業教學模式發展現狀的分析，結合專業教學以及CDIO模式的發展意義，應用CDIO教學理念，提出一系列計算機軟件工程專業教學模式的改革創新路徑，希望可以建立一套與社會發展和時代背景接軌的、多元化的、以實踐為核心的教學模式，以此來提升計算機軟件工程專業的教學質量，為國家培養具有計算思維能力及實際操作能力的優質人才，為我國科學技術以及社會經濟的發展奠定良好的基礎。

一、計算機軟件工程專業教學模式發展現狀

（一）教學工具與環境較為單一

傳統的計算機軟件工程專業教學，多數是以教師課堂講授理論知識，并結合多媒體的方式，或者簡單的計算機上機操作，進行淺層知識理論的教學。［4］由于計算機軟件工程專業的特殊性，學生在學習的過程中必須結合計算機以及對應的軟件進行深度的學習，才能真正地將理論知識轉化為實際的學習成果。在單一的教學工具與環境當中，學生沒有對計算機知識進行實際的操作，從而不能深刻地理解與消化學習內容，僅僅了解專業課程的基本定義，不能體會所學專業知識的內在邏輯關系，在難以學懂、學會的情況下，會遏制自己對計算機軟件工程專業的學習興趣，影響了專業的教學質量與效果。

（二）教育評估體系缺乏合理性

在現階段的計算機軟件工程專業教學中，教育評估僅僅存在于專業課程的期中、期末階段，且評估考核內容較為淺顯。這種時間跨度長、內容過于簡單的教育評估體系以及浮于表面的評估形式，不能真實客觀地呈現學生對專業課程的學習狀態與學習效果，降低了專業知識、專業學科的教學效果與質量。

（三）教學內容與實際崗位內容不對接

許多院校對計算機軟件工程的教學，是以課本的基本內容為單位，分散在多個課時與學期進行該專業的授課與教學。計算機軟件工程是一種更新換代速度非常快的技術性內容。［5］時間跨度大的教學方法，會出現之前的教學內容與現階段教學內容不相符的情況，造成學生學習內容與實際的職業崗位需求不對接的問題。這種與實際崗位工作內容相脫離的教學模式培養的學生具有較低的綜合實踐能力與職業素質，無法滿足對應崗位的職業技能需求。這種教學內容與實際崗位不能有效對接的教學現狀，嚴重阻礙了我國計算機相關產業的發展進程。

二、基于CDIO計算機軟件工程專業教學的意義

大數據時代的到來，使越來越多的新興產業以及傳統產業開始應用計算機軟件工程方法進行生產運作，包括對信息數據的采集、存儲、分析處理以及監測與管理。這種數字智能化的發展趨勢，逐漸蔓延至全國的各個領域。［6］為了跟隨時代的發展腳步，我們必須加強對高質量計算機應用型人才的培養，才能滿足我國軟件產業對人才的發展需求。將CDIO教育理念應用在計算機軟件工程專業課程以及專業教學模式的設計中，可以加強對學生專業課程相關實踐操作能力的培養，正確引導學生對專業課程學習的積極性，讓學生在實際的操作中與理論知識相協同，真正地掌握計算機軟件工程專業的核心內容以及核心邏輯，以此來提升專業課程的教學質量。現今，以CDIO理念為基礎的計算機軟件工程教育的規模逐漸增加，具體體現在以下多個方面。舉辦軟件工程相關的研討會、培訓、國際項目交流活動；設立軟件工程實踐課題小組；加強校企合作，展開軟件工程的試點工作。這些計算機軟件工程專業項目的展開，通過將科學理論、科學技術與非技術以及工程實踐進行融合，促進協同發展，保證我國軟件工程領域的進步與發展，為我國數字化經濟的轉型與改革奠定了良好的基礎。

三、計算機軟件工程專業教學模式的改革路徑

（一）建設專業課程的CDIO實踐與教學平臺

優質的專業課程實踐與教學平臺，是保證專業教學穩步順利開展的基礎環節。CDIO是一種以系統或過程的生命周期為基礎，適應實際的環境或背景的、協同專業理論知識與系統或過程實踐能力的、針對工程設計領域的人才培養理念。這與計算機軟件工程專業教學的實踐性以及應用性特征相符。因此基于CDIO教育理念，建設以智能網絡為載體的專業實驗環境與教學平臺，為每一位學生提供無個體差異的學習工具與平臺，讓學生真正將學到的專業理論知識應用在計算機網絡當中。通過實際的計算機操作，加強對專業理論知識的學習印象，使學習內容深入人心，從根本上提升計算機軟件工程專業的教學效果與質量。［7］在以智能網絡為載體的實踐教學平臺中，設計滿足專業需求的硬件、軟件環境，對于計算機軟件工程專業來說，主要包括軟件工程的建模工具、計算機人工智能技術的開發以及承載工具等為基礎的開發環境等。這些基礎的專業性軟件環境，是教學平臺最重要的配置，保證實踐教學平臺滿足專業課程及其引申項目的需求，保證基于CDIO實踐理論的專業課程的順利開展。

（二）完善專業的實踐課程與教學評估體系

引入CDIO教育理念，應用在計算機軟件工程專業的課程以及教學評估體系的設計中，加強對專業課程相關實踐操作能力的培養，讓學生將實際的操作與理論知識相結合，掌握計算機軟件工程專業的核心邏輯，提升專業課程的教學質量。［8］根據CDIO的工程教育理念，我們設計了不同學習階段的實踐課程及對應學生綜合能力的培養方案，如表1所示。

教師在授課的過程中，將表1所示的CDIO理念的實踐課程步驟應用在所有的計算機軟件工程專業的課程中，進行階段性的學習任務分配，將專業知識對應的實際項目作為教學的主線，協同理論知識與實際操作，多方面、多角度地進行專業課程的實用性講解，加強專業知識的實用度，以此來提高學生對專業知識的遷移能力，開發學生的計算思維能力，實現對學生綜合能力以及工程素質的教育與培養。

除了實踐課程的結合學習，我們也要改善計算機軟件工程專業的教學評估體系。教學評估是保證學生專業學習效果的基礎，在實踐型、應用型人才培養原則的基礎上，將傳統的理論考核與實踐課程的考核相結合，建立多元化的考核方式，形成一種新型的以設計、報告等實踐操作考核為主，以理論知識考核為輔的考評體系，將學生的虛擬項目或者實習項目作為考核的最終模式，突出學生的學習能力、創新能力以及團隊協作能力。學生通過多種軟件工程的專業技能培養強化學習，且在鞏固專業基礎知識的同時，加強專業的實踐應用能力，為自身的就業提供基礎的保障。

（三）增設軟件工程專業教學的創業項目與實習基地

對于以CDIO為理論基礎的計算機軟件工程的實踐教學，完成實際項目的開發設計是專業課程人才培養的核心目標。為了應對現階段專業課程與實際職業崗位不能合理對接的現狀，我們增設與計算機軟件工程專業教學相關的創業項目以及實習基地，實現學生與職業崗位的“零距離”對接。一系列實踐項目的展開，與軟件工程專業更新換代速度快的自身特性相符。這種與實際項目接軌的教學模式，是培養高質量計算機人才的最直接、最有效的方案。以CDIO理念以及工程化實踐理念為基礎，加強校企合作項目的展開，開設與專業對接的實習基地，增加專業的實踐創業項目。在校企合作前，校方需結合本院校的實際情況，在充分的調研與論證的基礎上，選擇合理的企業進行合作。在校企合作的過程中，學院需要不斷地探索與改進，以建設適合專業以及本校學生的合作環境，鼓勵學生在實際的創業項目中通過實踐操作完成學習。校企合作實習基地的開設，形成相關企業的軟件工程開發系統與學校系統共享的實踐模式，按照企業的實際工作步驟、工作模式進行運作，可以讓學生設身處地體驗實際崗位的需求以及企業的工作環境。以實際的操作項目為基礎，按照企業嚴格、真實的項目規范與原則，一步步完成項目的分析分解、項目規模的估算、工作量的估算以及項目網絡程序的實踐開發等任務，以顯著提升學生的綜合實踐能力，為學生提供一個更好的與職業崗位接軌的跳板，滿足現代軟件工程產業與社會對應用型計算機人才的發展需求。

四、結語

為了培養新型的、具有創新實踐思維的計算機應用型人才，應用CDIO理念優化計算機軟件工程專業的教學模式，以此來推動我國整體的創新教育思維與實踐教學模式的深層次改革，從根本上提升我國的綜合國力與經濟實力。

參考文獻：

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［2］ 王啟要，張蕾蕾，常雅寧，等.新工科背景下以CDIO理念為引領的虛擬仿真實驗教學探索與實踐［J］.化工高等教育，2021（4）：114-119.

［3］ 張建軍.基于OBE-CDIO理念的物流系統分析與設計課程教學改革理論與實踐［J］.物流科技，2022（3）：180-183.

［4］ 孟艷艷，賈長洪，劉萌.新工科背景下基于CDIO工程教育理念的應用型本科院校人才培養研究［J］.高教學刊，2021（3）：152-155.

［5］ 張欣婷.新工科背景下基于OBE-CDIO理念的實踐教學改革探索［J］.黑龍江科學，2022（5）：126-127.

［6］ 閆婷.新工科背景下基于CDIO工程教育模式的《軟件測試技術》教學改革［J］.辦公自動化，2022（7）：14-16，9.

［7］ 王宇英.軟件素養與軟件過程核心能力協同培養的軟件工程專業建設探索［J］.高教學刊，2022（25）：155-158.

［8］ 張迪，任志宏，張樂芳.應用型高校軟件工程專業人才培養改革研究［J］.教育教學論壇，2022（33）：61-64.