基于CDIO的軟件工程專業實踐教學體系研究

楊冬黎，杜 娟，呂洪艷，尹曉喆，楊 雪

(1.東北石油大學計算機與信息技術學院，黑龍江 大慶 163318;2.大慶頭臺油田股份有限責任公司綜合服務管理中心，黑龍江 大慶 166512)

0 引言

CDIO工程教育模式是瑞典皇家工學院、美國麻省理工學院等4所大學從2000年起，經過4年的研究探索創設的，并成立了以CDIO命名的國際合作組織。CDIO的理念不僅繼承和發展了歐美20多年來工程教育改革的理念［1］，更重要的是系統地提出了具有可操作性的能力培養、全面實施以及檢驗測評的12 條標準［2］。CDIO(Conceive、Design、Implement、Operate 的縮寫)表示構思、設計、實現、以及操作［3］，它是以產品生產或項目開發過程為主線，將產品或項目開發的過程融入學習過程，從而將學生工程實踐和課程學習進行有機整合。讓學生以主動的、實踐的、課程之間有機聯系的方式學習知識。

1 CDIO的國內外研究現狀

2001年美國麻省理工學院、瑞典查爾姆斯技術學院等多所著名大學合作提出了CDIO工程教育模型。更重要的是系統提出了能力培養、實施過程、實施指導和結果檢驗的12條標準，具有很強的可操作性。迄今為止，已有幾十所世界著名大學加入了CDIO組織，全面采用CDIO工程教育理念和教學大綱，培養的學生深受社會與企業歡迎，取得了良好效果。在國內，2007年11月教育部組織召開了2007中國高等工程教育改革論壇和CDIO國際合作組織會議兩個大型會議，包括香港大學、清華大學在內的40多所國內外高校的專家學者對當前高等工程教育存在的熱點問題進行了熱烈的討論。此后，國內多所高校開始相繼陸續借鑒CDIO模式，構建自己培養體制和教學體系。目前CDIO模式在中國教育上的運用，最為重要的是如何基于CDIO提出適合校情、專業情況和學生實際情況的特色的教學模式和方法。

2 實踐教學體系研究的具體問題

軟件工程專業按照“創新性、實踐性、工程化、國家化”的人才培養目標，采用“3+1”的培養模式，即3年在校內學習，1年到企業進行實訓，對于學生實踐能力的培養貫穿于4年各環節中。軟件工程專業注重素質教育、重視實踐教學，提高實踐技能、重視創新能力的培養。基于CDIO理念開展的實踐教學采用“學中做”“做中學［4］”，把學習的主動權交給學生，能夠充分挖掘學生的潛能，讓每個學生都能達到最好的學習效果，真正實現人盡其能。在此過程中，形成衡量學生實踐能力水平的標準，建立項目實踐載體的分級標準，形成專業基礎知識、個人職業技能和團隊協作溝通三者之間的融合關系，最終使實踐教學活動更加有序、高效地開展，從而建立一整套軟件工程專業實踐教學體系。

3 實踐教學體系的研究內容

CDIO培養大綱考慮了工科畢業生在專業基礎知識、個人職業技能、人際團隊協作能力和工程系統能力四個層面，大綱要求以綜合的培養方式使學生在這四個層面達到預定目標。本項目根據CDIO的思想，按照軟件工程專業的實踐教學培養目標，提出了以“依托一個核心標準、培養二方面素質、重視三級項目技能、提升四層次實踐能力、狠抓五個實踐教學環節”為主要內容的具有軟件工程特色的實踐教學體系。“一個核心標準”即CDIO標準，依據這樣的標準，將CDIO的理念整合到實踐教學體系中，建立專業基礎知識、個人的職業技能和團隊協作溝通的人際技能三者之間的融合關系。專注兩方面的素質培養包括創新能力與團隊合作能力的培養。軟件學院為培養學生的創新實踐意識，注重課上和課下的互補，從設備、場地、資金、指導教師等方面對學生的科技創新活動提供支持，通過科技專項講座、科技競賽、創新實踐三個環節對學生進行培養鍛煉，目前取得了初步的效果。團隊合作意識的培養是軟件學院建院之初就堅持的目標。該專業一直注重在學生短學期課程設計和去企業參加實訓過程中全采取團隊開發模式，讓學生在實際課題和實際項目中得到訓練，逐漸養成團隊合作意識，這些在傳統的教學中是無法得到訓練的。三級項目技能分別是挑戰性技能、綜合性技能和企業級技能。主要是針對軟件工程專業的學生在中型、中小型、中到大型的項目中學生所要達到的技能和應該具有的創新能力。

提升四層次實踐能力。按照CDIO標準的劃分的四級實踐能力分別是:基礎級、課程級、項目級和企業級。基礎級這一層次是針對剛剛步入大學校門的大一學生而言的，新生要學習軟工專業基礎課程，其中會涉及到一些初步的編程語言。經過一到兩年的課程學習后，開始接觸軟工專業的核心課程群，學生進入到課程級層次。項目級層次，學生逐漸開始接觸各類中小型及更大的項目級別的實踐活動，更深入的進入到團體作戰環節。在企業級層次，學生通過企業實訓的方式參與實際的企業項目開發，體驗業界真實開發環境。在此過程中，重要的不僅僅是能力鍛煉，還有職業道德的培養，這對于學生成為真正意義上的軟件工程人才具有重要的意義。

狠抓五個實踐教學環節。本項目研究如何通過各個實踐環節的具體實施，使學生達到CDIO大綱的要求，成為“零適應期”的高校畢業生。軟工專業的實踐教學主要包括課內實驗、課外實踐活動(創新實驗、競賽和研究室實踐)、課程設計、企業實訓、畢業設計五個教學環節。學生可以同時參與一個或多個實踐環節。參加的目的是培養學生的動手能力和實踐能力，縮短學生畢業后進入企業的適應期。

4 研究具體措施

在全面體會和掌握CDIO理念的基礎上，構建創新培養機制，按照4級實踐能力，對實踐項目的等級進行劃分，從而建立項目庫。整合教學資源，注重第一課堂和第二課堂之間協調關系，科學合理地安排教學環節，增設創新方向，最終建立適合軟件學院教學和企業需要的完備的實踐教學體系。具體措施如下:

4.1 CDIO教育模式標準的研究

本課題的首要關鍵問題就是深入研究和理解CDIO標準，從而應用到軟件工程專業的實踐教學體系中，更好地指導實踐教學活動。

4.2 項目等級的劃分及項目庫的建立

結合不同的實踐階段、課程完成情況、實踐能力情況來分析學生可能具備的實踐能力級別，制定適宜的項目等級，發揮項目載體作用，使學生的實踐能力得到鍛煉。項目庫的建立需要長時間的總結和積累，尤其是分級別的項目更需要投入大量的人力和物力來獲取，因此項目庫的建立是本項目的一個關鍵問題。

4.3 四個能力級別的科學劃分

根據CDIO教育理念，將學生在不同學習階段應達到的實踐能力進行等級劃分。結合不同學習階段和實踐環節來劃分，每個階段的學生應達到此階段的能力級別從而使實踐教學環節的培養目標更加明確。

5 結語

通過在實驗室環境下“講練一體”的授課，軟件工程專業學生的動手能力明顯強于其他專業學生。遇到一個新的項目，該專業學生的系統構建能力、解決問題的能力和團隊協作能力也大大強于其他專業學生。該方式培養下的第一批軟工畢業生就業率達到90%以上。借鑒CDIO理念實踐教學體系在軟工專業已取得的效果明顯，值得應用和推廣。

［1］戴雯慧.基于CDIO理念的軟件專業課程體系的建設與研究［J］.電腦開發與應用，2011(12):23－25.

［2］顧佩華，沈民奮，李升平.從CDIO到EIP－CDIO—汕頭大學工程教育與人才培養模式探索［J］.高等工程教育研究，2008(1):12－20.

［3］陳蕓.基于CDIO理念的軟件人才培養模式的探索與實踐［J］.金華職業技術學院學報，2013(3):25－27.

［4］查建中.論“做中學”戰略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2008(3):1－6.