基于CDIO模式的軟件人才工程實踐能力成熟度模型

　　摘要：軟件學院軟件工程人才工程實踐能力培養體系是軟件學院人才整體培養方案的重要組成部分，本文重點闡述了我院軟件工程人才工程實踐能力培養模型，并介紹了我院人才培養的實踐與特色。
　　關鍵詞：軟件工程；工程實踐；成熟度模型
　　
　　華中科技大學軟件學院定位于培養具有國際競爭力的高素質應用型軟件工程人才。建院以來，學院建立以軟件工程本科學位和專業碩士學位等多層次的軟件工程人才培養體系；構建以計算機軟件基礎知識、數學、工程和職業基礎知識為基礎，以軟件工程’知識體系為核心，以軟件應用、軟件工具和領域知識為擴展的專業教育知識體系；綜合設計理論教學與實踐教學方案，建立強化學科專業基礎、突出工程實踐和創新能力、適應產業人才需求的一體化課程體系以及實驗、實訓、工程實踐一體化的工程實踐能力訓練體系。
　　
　　
　　
　　
　　1　軟件工程人才培養鏈
　　
　　軟件工程人才培養鏈是軟件學院人才培養的理論模型，是軟件學院遵循的人才培養規范。在人才培養鏈的探索過程中，軟件學院建立了具有自身特色的軟件人才實踐教學培養體系和課程體系，形成了軟件人才培養的新模式。
　　在人才培養的課程體系中，60％以上的專業課程采用雙語教學。基礎課、專業基礎課、專業課、實驗課、實訓課、工程實踐、論文及答辯構成了軟件人才知識和技能培養的鏈條。基礎語言課、聽說語言課、人文課和講座、創業課和講座等構成了軟件人才的綜合素質培養鏈條。英語和日語成為必修課或指定選修課。
　　圖1和圖2分別是軟件學院本科生和研究生的人才培養鏈示意圖，圖中圓括號數字意義如下：
　　①在編教師；②IT公司教師；③境外教師；④公司團隊教師(多位教師按角色上同一門課)：⑤工程實踐基地導師。
　　
　　2　軟件工程人才工程實踐能力培養模型
　　
　　2.1　模型框架
　　通過教學實踐，我們總結出了軟件工程人才工程實踐能力培養模型，又稱為軟件人才工程實踐能力成熟度模型(Soff-ware Talent Practice Capability Maturity
　　CSDA涉及的15個知識領域Model，STP-CMM)。STP-CMM分為四個級別，分別是面向認知的實踐級別(認知級)、面向課程群的實踐級別(課程級)、面向項目案例的實踐級別(項目級)和面向軟件工程的實踐級別(企業級)。軟件工程人才工程實踐能力培養模型是軟件學院人才培養體系的重要組成部分，如圖3所示。
　　
　　2.2　模型等級
　　2.2.1　等級1——認知級
　　在認知級時，學生剛剛入學，一般不具備軟件項目實踐的基本知識，對于軟件行業也沒有清楚、系統的認識。在這個階段，學生需要學習計算機和軟件相關基礎知識課程，如大學計算機基礎、信息技術導論等，還要掌握一門基礎性編程語言，如c語言等。
　　等級1時，學生的實踐能力基本為零，因為他們的行業背景比較弱。所以該階段的實踐內容主要集中在計算機系統的認識和編程領域的起步。
　　等級1的關鍵過程域如下：
　　(1)掌握高級編程語言。學生需要學習并掌握一門高級編程語言，能夠獨立自主完成一些初步的編程問題，開始了解軟件項目開發的一些基本知識。
　　(2)行業接觸。本階段學生的行業背景相關性弱，所以在提高實踐能力的過程中要了解一些行業的相關知識和信息，增進對軟件行業的認識。
　　2.2.2　等級2——課程級
　　在課程級時，學生已經學習了本科一年級的課程，對軟件工程領域有了基本認識。這一年，學生將接觸軟件工程基礎核心課程群，如軟件工程導論、數據結構與算法設計、操作系統原理等，專業知識和編程能力比等級1都有階段性提高。
　　等級2時，學生的實踐能力比等級1有了質的提高，能夠高效完成核心課程涉及的項目實踐，還能夠實現一些行業內特定問題的解決方案，同時要了解一些簡單的工程管理細節。
　　等級2的關鍵過程域如下：
　　(1)核心課程實踐。學生要能夠靈活運用課上學到的核心課程的知識，編程實現其中的實踐內容。
　　(2)實現問題解決方案。本階段的學生需要靈活運用學到的軟件工程理論知識和編程技巧，實現行業內一些特定問題的解決方案，在實現過程中做到理論和實踐的統一。
　　2.2.3　等級3——項目級
　　項目級時，學生經過兩年的學習實踐，已經打下了堅實的理論知識基礎，并且具備了良好的動手實踐能力。在這一學年，學生上課學習的是專業核心課程群的內容，例如需求工程、數據庫開發、軟件構架實踐等。
　　等級3時，學生已經不僅僅局限在實踐課程內容上了，要慢慢開始接觸各類中小型項目級別的實踐活動，開始體會項目團隊開發的流程，包括角色扮演、團隊協作等。
　　等級3的關鍵過程域如下：
　　(1)提出并實現問題解決方案。學生對軟件行業有了更加詳細的了解，編程水平有了更大的提升。這時他們需要分析一些行業內的特定問題，提出自己的解決方案，并運用掌握的知識和編程能力實現提出的解決方案。
　　(2)開發角色模擬。本階段的學生要開始組成團隊，完成軟件項目，學生在開發過程中需要擔任團隊中的具體角色，與其他團員分工合作，提高團隊協作意識及溝通能力。
　　2.2.4　等級4——企業級
　　在企業級時，學生已經到了畢業班，專業知識、專業技能都已經得到良好鍛煉，職業能力也有了一定提升。在這一學年，學生主要接觸一些專業方向課程，如前沿技術和領域動態講座。
　　等級4時，學生最重要的目標是提升職業能力。在這個階段，學生將體驗業界真實開發環境，扮演企業級項目開發團隊中的角色。同時，學生還要具備提出并實踐行業深度解決方案的能力。
　　等級4的關鍵過程域如下：
　　(1)領域問題接觸。本階段的學生除了要提出并實現行業內某些單一特定問題的解決方案，還要對領域問題作深入調查研究，以鍛煉學生提出和實現行業深度問題解決方案的能力。
　　(2)企業級開發管理。學生已經在等級3體驗過中小型項目管理流程，本階段將更進一步體驗企業真實項目開發過程中的管理流程，具備更良好的職業素質，畢業后更快更好地實現與企業的對接。
　　(3)遵守職業道德標準。學生即將踏入社會，這時進行職業道德教育，對學生成為真正意義上的軟件工程人才具有重要的意義。
　　
　　2.3　模型內涵分析
　　在介紹了STP-CMM的四個成熟度等級后，我們對STP-CMM模型進行一定的分析說明，其特征和目標總結如圖4所示。
　　圖4中的“表現方式”一欄清晰地說明了學生綜合實踐能力的成長過程。在認知級，學生初步接觸軟件工程領域知識，對學到的基礎課程知識不能進行系統級別的認識，所以各科知識呈分散狀態。到了課程級，接觸了學科基礎核心課程群后，學生已經能夠將各種知識組織成一個聚合的系統，但對于學科間內容的交互還沒有明確認識。然后是項目級，通過中小型項目的鍛煉，學生已經能夠靈活地運用各科知識交互解決問題，也開始接觸項目團隊開發流程。最后是企業級，學生已經能夠在企業化開發管理的框架內，通過運用學到的知識和掌握的編程能力，遵循特定的企業文化，合作完成企業級項目開發的目標。
　　
　　3　軟件工程人才工程實踐能力培養實踐與特色
　　
　　2001年12月，原國家計劃經濟委員會和教育部批準華中科技大學首批設立國家級示范性軟件學院。2002年4月，華中科技大學軟件學院正式成立，同年開始招收全日制軟件工程領域工程碩士學位研究生和學歷研究生。2002年9月，軟件學院同時招收四年制軟件工程專業本科生和兩年段軟件工程專業2+2本科生；2003年起停止招收兩年段軟件工程專業2+2本科生，開始招收在職申請軟件工程領域工程碩士學位研究生。
　　2006年底，華中科技大學軟件學院順利通過教育部示范性軟件學院驗收評估，專業建設和教學工作特別是實訓實踐環節得到了好評。2007年，華中科技大學軟件學院軟件工程專業、數字媒體技術專業均入選教育部質量工程——高等學校特色專業建設點。2008年，“國家示范性軟件學院人才培養模式的研究與實踐”項目分別獲得華中科技大學教學成果一等獎和湖北省教學成果獎。我院的人才培養特色主要體現在以下三方面：
　　一是著力構建產學合作的教學框架體系。軟件學院充分發揮華中科技大學的綜合辦學優勢，努力爭取行業、產業等各方資源，以創新的思路構筑校企合作的工程型軟件人才培養平臺與環境。學院建立了以系為核心的教學組織架構，每一個系都與一個或多個企業和組織機構合作，積極探索校企合作、院所合作的辦學模式，建立學校教學與產業實踐互動，激發學生創新熱情和創新實踐的培養機制，共同開展教學研究與人才培養，努力實現人才培養與社會需求無縫接軌，成為培養高層次、復合型、國際化、工程型軟件精英人才基地。
　　二是優化配置三三制師資隊伍結構。由于軟件產業發展快、升級迅速，軟件企業對人才的需求不斷發生變化，這就要求軟件學院人才培養計劃和教學內容應隨著市場需求和技術變化做出快速反應，并及時跟進。為此，我們提出構建面向軟件產業需求的高層次、復合型、國際化工程型軟件人才培養的三三制結構的師資隊伍，即教師隊伍由學院專職教師、IT公司兼職教師和境外外聘教師組成，實行動態管理、結構優化。
　　三是精心設計工程化的軟件人才培養方案(鏈)。為加強應用型軟件工程人才的培養，學院構建了理論教學、課程實踐、項目實訓、工程實踐一體化的軟件人才培養鏈，根據人才培養目標、行業需求和教學計劃，與企業聯合制定分層次、階梯式的綜合實訓實踐方案，豐富理論教學內涵，彌補實踐教學不足，做到軟件工程能力綜合實訓、實踐不斷線，循序漸進，校企合作，共同實施。我們強調實踐能力層次培養貫穿整個教學過程，通過設定階段能力目標分步實施實訓實踐教學計劃，并從基本技能、專業技能、技術應用能力、職業素質和創新能力等多個層面培養學生的工程實踐能力，最終達到人才培養方案設定的目標，實現學校與社會的無縫對接。
　　
　　4　結語
　　
　　軟件學院軟件工程人才工程實踐能力培養體系是軟件學院軟件工程人才整體培養方案的重要組成部分，我們將基于“軟件人才工程實踐能力成熟度模型”框架，根據技術進步和產業需求變化，不斷豐富和更新方案的具體內容，以滿足產業對高層次、復合型、國際化的軟件生產、服務的工程型人才和應用型軟件工程技術研究的研究型人才的需