軟件開(kāi)發(fā)類課程群CDIO模式教學(xué)改革研究與實(shí)踐

邵蘭潔 馬睿 魯小利 母俐麗

摘 ?要： 軟件開(kāi)發(fā)能力是衡量計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生水平和影響學(xué)生就業(yè)率的一個(gè)關(guān)鍵因素。為了提高計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)能力，以先進(jìn)的CDIO工程教育理念為指導(dǎo)，結(jié)合當(dāng)前軟件行業(yè)市場(chǎng)需求，探討了該專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)類課程群建設(shè)問(wèn)題，并就課程群的CDIO模式教學(xué)進(jìn)行了實(shí)踐研究，取得了較好的教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞： 軟件開(kāi)發(fā); 課程群; CDIO; 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G433 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1006-8228（2014）12-64-03

Research and practice on teaching reform of CDIO mode in software development course group

Shao Lanjie， Ma Rui， Lu Xiaoli， Mu Lili

（College of Information Science and Technology， Yanching Institute of Technology， Hebei， Langfang 065201， China）

Abstract： The ability of software development is a key factor in measuring students' computer professional level and affecting students' employment rate. In order to improve the software development capabilities of students majoring in computers， under the guidance of advanced CDIO engineering education concept， combined with the market needs of the software industry， the problems in the construction of software development course group are discussed. The CDIO engineering teaching mode in courses group are researched， which has obtained a good teaching effect.

Key words： software development; course group; CDIO; teaching reform

0 引言

CDIO工程教育模式是國(guó)際工程教育改革的最新成果，其愿景是為學(xué)生提供一種強(qiáng)調(diào)工程基礎(chǔ)的、建立在真實(shí)世界的產(chǎn)品和系統(tǒng)的構(gòu)思（Conceive）-設(shè)計(jì)（Design）-實(shí)現(xiàn)（Implement）-運(yùn)行（Operate）過(guò)程的背景環(huán)境基礎(chǔ)上的工程教育[1]。該模式于2009年在我國(guó)展開(kāi)試點(diǎn)，目前已掀起全國(guó)性的研究浪潮。針對(duì)目前高校計(jì)算機(jī)專業(yè)人才培養(yǎng)與市場(chǎng)人才需求脫節(jié)的問(wèn)題，在CDIO理念指導(dǎo)下，以培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和滿足軟件行業(yè)人才需求的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)扎實(shí)、專業(yè)技能過(guò)硬、具有創(chuàng)新能力和團(tuán)隊(duì)合作精神的復(fù)合應(yīng)用型人才為目標(biāo)，對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)類課程進(jìn)行課程群建設(shè)和CDIO模式教學(xué)改革，培養(yǎng)社會(huì)所需的高素質(zhì)工程型人才，是國(guó)內(nèi)外從事計(jì)算機(jī)專業(yè)教育工作者都在關(guān)注的課題。

1 軟件開(kāi)發(fā)類課程群建設(shè)

所謂課程群，是指以現(xiàn)代教育思想和理論為指導(dǎo)，把屬于同一能力培養(yǎng)范疇、縱向有承啟關(guān)系、橫向有內(nèi)在邏輯聯(lián)系的一類課程進(jìn)行重新規(guī)劃設(shè)計(jì)和整合構(gòu)建的課程集合[2-3]。課程群的構(gòu)建，需在CDIO理念指導(dǎo)下，打破單一軟件開(kāi)發(fā)類課程內(nèi)容的歸屬性，從軟件開(kāi)發(fā)能力培養(yǎng)的角度出發(fā)，對(duì)軟件開(kāi)發(fā)類課程進(jìn)行課程群建設(shè)，搭建合理的課程群體系架構(gòu)。

1.1 課程群建設(shè)小組

針對(duì)我校計(jì)算機(jī)專業(yè)（Java技術(shù)方向）的軟件開(kāi)發(fā)類課程群建設(shè)，為了建立起更加合理的課程體系，成立了專門(mén)的軟件開(kāi)發(fā)類課程群建設(shè)小組，設(shè)立課程群負(fù)責(zé)人、CDIO教學(xué)實(shí)踐項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、課程負(fù)責(zé)人和授課教師崗位。其中，課程群負(fù)責(zé)人的主要職責(zé)是進(jìn)行課程群的總體規(guī)劃，課程教學(xué)大綱、教學(xué)用實(shí)踐項(xiàng)目的審核、課程群團(tuán)隊(duì)管理等工作;項(xiàng)目負(fù)責(zé)人的主要職責(zé)是完成教學(xué)用實(shí)踐項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目?jī)?nèi)容安排、項(xiàng)目進(jìn)程控制、指導(dǎo)授課教師和學(xué)生完成項(xiàng)目實(shí)踐;課程負(fù)責(zé)人的主要職責(zé)是撰寫(xiě)自己所負(fù)責(zé)課程的教學(xué)大綱、審核授課教師編寫(xiě)的教案、授課及安排其他授課教師根據(jù)制定好的課程大綱和能力培養(yǎng)目標(biāo)同時(shí)進(jìn)行授課，完成課程教學(xué)改革;授課教師的主要職責(zé)是接受課程負(fù)責(zé)人安排，進(jìn)行授課，是課程教學(xué)改革的踐行者。

1.2 課程群體系結(jié)構(gòu)

課程群小組在我校計(jì)算機(jī)專業(yè)“3+1”人才培養(yǎng)模式框架下，依據(jù)軟件開(kāi)發(fā)能力的不同培養(yǎng)階段[4]，選擇對(duì)學(xué)生軟件開(kāi)發(fā)能力培養(yǎng)起關(guān)鍵作用的課程組成軟件開(kāi)發(fā)類課程群，課程群主要由以下課程組成。

⑴ 基礎(chǔ)階段：將C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)I、C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)II、C++面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)，歸為入門(mén)級(jí)專業(yè)基礎(chǔ)課程。開(kāi)設(shè)目的是讓學(xué)生熟悉一到兩門(mén)計(jì)算機(jī)高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，了解程序的基本結(jié)構(gòu)，掌握面向過(guò)程和面向?qū)ο髢煞N程序設(shè)計(jì)方法，對(duì)學(xué)生進(jìn)行一定程度上的邏輯思維能力的培養(yǎng)，為下一階段的課程學(xué)習(xí)打下語(yǔ)言和編程思想方面的基礎(chǔ)。

⑵ 提高階段：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用、算法設(shè)計(jì)與分析、Java程序設(shè)計(jì)I、Java程序設(shè)計(jì)II、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與制作基礎(chǔ)。其中，前三門(mén)課屬于核心專業(yè)基礎(chǔ)課程，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程主要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)抽象能力，數(shù)據(jù)庫(kù)原理與應(yīng)用主要培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)能力，算法設(shè)計(jì)與分析課程主要培養(yǎng)學(xué)生的算法設(shè)計(jì)能力、算法分析方法。后三門(mén)課屬于專業(yè)方向課，開(kāi)設(shè)目的是讓學(xué)生熟悉當(dāng)今主流軟件開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。

⑶ 高級(jí)階段：軟件工程、Web開(kāi)發(fā)原理、J2EE程序架構(gòu)與程序設(shè)計(jì)、移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)分析與建模技術(shù)、軟件測(cè)試技術(shù)。除軟件工程屬于核心專業(yè)基礎(chǔ)課外，其余課程屬于專業(yè)方向課。軟件工程課程的開(kāi)設(shè)目的是讓學(xué)生掌握軟件開(kāi)發(fā)的方法、技術(shù)、流程、工具、規(guī)范等內(nèi)容，使學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)能力無(wú)論在理論上還是在實(shí)踐上都得到升華。對(duì)于該階段專業(yè)方向課，其設(shè)置一定要與時(shí)俱進(jìn)，以軟件行業(yè)人才需求為導(dǎo)向，讓學(xué)生學(xué)習(xí)市場(chǎng)流行軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)，熟悉大型軟件的開(kāi)發(fā)方法和開(kāi)發(fā)平臺(tái)，使學(xué)生的軟件開(kāi)發(fā)能力符合市場(chǎng)需求，提高學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

⑷ 實(shí)踐階段：數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)、應(yīng)用軟件課程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件課程設(shè)計(jì)、企業(yè)級(jí)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)、畢業(yè)設(shè)計(jì)。該階段開(kāi)設(shè)的課程全部屬于實(shí)踐性課程，目的是使學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中進(jìn)一步理解和鞏固所學(xué)專業(yè)知識(shí)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立分析和解決問(wèn)題的能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

2 軟件開(kāi)發(fā)類課程群CDIO模式教學(xué)

2.1 理論教學(xué)

軟件開(kāi)發(fā)類課程群強(qiáng)調(diào)一體化建設(shè)，注重課程的知識(shí)重組、知識(shí)融合。對(duì)課程間重復(fù)知識(shí)點(diǎn)的處理，做到明確其劃分，消除重復(fù)。如C++和Java程序設(shè)計(jì)這兩門(mén)課皆為面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，對(duì)于這兩門(mén)課程的重復(fù)知識(shí)點(diǎn)——面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)（抽象、類、繼承和多態(tài)），我們的辦法是把該內(nèi)容的教學(xué)放在C++中去重點(diǎn)講授，而在Java教學(xué)中對(duì)這部分內(nèi)容進(jìn)行弱化，留給學(xué)生自學(xué)，并讓學(xué)生在項(xiàng)目實(shí)踐中進(jìn)行消化吸收。把Java程序設(shè)計(jì)的教學(xué)重點(diǎn)放在Java的可視化編程、多線程編程、網(wǎng)絡(luò)編程、數(shù)據(jù)庫(kù)編程、設(shè)計(jì)模式方面。又如軟件工程、系統(tǒng)分析與建模技術(shù)、軟件測(cè)試技術(shù)這三門(mén)課，也存在交叉的教學(xué)內(nèi)容。一般來(lái)說(shuō)軟件工程的教學(xué)內(nèi)容涵蓋面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與建模技術(shù)和軟件測(cè)試技術(shù)，我們的辦法是把軟件工程的教學(xué)重點(diǎn)定位在面向過(guò)程的軟件開(kāi)發(fā)理論與實(shí)踐，而把面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)放在系統(tǒng)分析與建模技術(shù)課程中講授，把軟件測(cè)試放在軟件測(cè)試技術(shù)課程中講授。

在教學(xué)用實(shí)踐項(xiàng)目的選擇方面，我們以涵蓋盡可能多的知識(shí)點(diǎn)、貼近企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目、有一定綜合性且難度適中、項(xiàng)目應(yīng)用領(lǐng)域?qū)W生比較熟悉為原則，由課程群項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和校企合作單位共同研討決定。教學(xué)實(shí)踐表明，對(duì)同一門(mén)課程的不同知識(shí)點(diǎn)或不同的課程，能選用一個(gè)項(xiàng)目的就選用同一個(gè)項(xiàng)目，這樣教學(xué)效果較好，更能讓學(xué)生體會(huì)學(xué)習(xí)同一課程每一知識(shí)點(diǎn)或不同課程的意義所在。如C和C++的教學(xué)，我們都選用針對(duì)學(xué)校圖書(shū)館使用的圖書(shū)管理系統(tǒng)，在C語(yǔ)言學(xué)習(xí)過(guò)程中，要求學(xué)生用面向過(guò)程的程序設(shè)計(jì)方法去開(kāi)發(fā)，而在C++學(xué)習(xí)過(guò)程中，要求學(xué)生用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法再一次開(kāi)發(fā)此系統(tǒng)。學(xué)生通過(guò)對(duì)同一系統(tǒng)不同程序設(shè)計(jì)方法的比較，在親身實(shí)踐中體會(huì)到了面向過(guò)程和面向?qū)ο髢煞N編程思想的根本區(qū)別、二者的優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)于后繼或高級(jí)階段很多課程的教學(xué)，同樣可以繼續(xù)選用該系統(tǒng)。如在軟件工程教學(xué)中，繼續(xù)選用該系統(tǒng)，讓學(xué)生把之前開(kāi)發(fā)流程不規(guī)范的部分按規(guī)范開(kāi)發(fā)流程補(bǔ)全各階段資料。這個(gè)過(guò)程可以讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)規(guī)范理論指導(dǎo)的意義所在。

在課程教學(xué)中，引入CDIO工程教育理念，以項(xiàng)目為主線，以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)，讓學(xué)生學(xué)中做，做中學(xué)。教學(xué)方法以項(xiàng)目教學(xué)法為主，案例教學(xué)法、問(wèn)題驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)法、討論法、翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)法等為支撐。這些教學(xué)法在調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力、獨(dú)立思考能力、工程實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力、團(tuán)隊(duì)合作能力等方面都發(fā)揮著積極作用，教學(xué)效果較好。

2.2 實(shí)踐教學(xué)

課程群實(shí)踐教學(xué)分為五個(gè)層次：課程實(shí)驗(yàn)→課程設(shè)計(jì)→綜合課程設(shè)計(jì)→企業(yè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)→畢業(yè)設(shè)計(jì)。軟件開(kāi)發(fā)類課程是實(shí)踐性很強(qiáng)的一類課程，每門(mén)課程都安排有課程實(shí)驗(yàn)，核心專業(yè)課程則專門(mén)開(kāi)設(shè)課程設(shè)計(jì)，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)。而綜合課程設(shè)計(jì)可以鍛煉學(xué)生綜合、靈活運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，如應(yīng)用軟件課程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件課程設(shè)計(jì)[5]。企業(yè)項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)為學(xué)生提供企業(yè)環(huán)境背景下的項(xiàng)目實(shí)踐鍛煉，所從事的是企業(yè)實(shí)際項(xiàng)目開(kāi)發(fā)，其在提升學(xué)生就業(yè)技能方面有舉足輕重的作用。畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生四年學(xué)習(xí)成果的結(jié)晶，畢業(yè)設(shè)計(jì)質(zhì)量的高低直接反應(yīng)教學(xué)質(zhì)量，是教學(xué)改革的助推劑。

2.3 考核方式改革

對(duì)課程群課程實(shí)施CDIO模式教學(xué)后，課程考核方式也要相應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，從傳統(tǒng)終結(jié)性考核（期末考試）方式修改為形成性考核和終結(jié)性考核相結(jié)合的方式[6]，從教學(xué)過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)學(xué)生進(jìn)行全方位的考核。表1以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)C++課程為例列出了課程考核具體細(xì)則，以供參考。

表1 ?面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)C++課程考核細(xì)則

表1中，期中/期末考試可根據(jù)課程的性質(zhì)予以取舍，對(duì)于實(shí)踐性較強(qiáng)的選修課及課程設(shè)計(jì)，可以取消這兩項(xiàng)考核，相應(yīng)加大其他考核項(xiàng)的權(quán)重。

3 特別強(qiáng)調(diào)的問(wèn)題

3.1 師資隊(duì)伍建設(shè)

師資隊(duì)伍建設(shè)是課程群建設(shè)的基本保證，以軟件開(kāi)發(fā)能力為培養(yǎng)目標(biāo)的課程群對(duì)任課教師的要求是，應(yīng)具備較高的軟件開(kāi)發(fā)能力，有較豐富的軟件開(kāi)發(fā)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。為此，我們引入校企合作企業(yè)的軟件工程師參與課程授課;加大“雙師型”教師的培養(yǎng)力度，每學(xué)期有計(jì)劃地安排教師深入生產(chǎn)第一線，接受一段時(shí)間的實(shí)踐鍛煉，提高實(shí)踐操作能力;鼓勵(lì)教師參加技能培訓(xùn)。

3.2 教材建設(shè)

高水平的課程群建設(shè)應(yīng)該有一系列高質(zhì)量的教材相配合。我們的教材建設(shè)包括對(duì)優(yōu)秀教材的選用和自編教材。在自編教材建設(shè)中，我們已出版三本教材：C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)、C++程序設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（C語(yǔ)言版），把課程群教學(xué)實(shí)踐中積累的優(yōu)秀教學(xué)項(xiàng)目寫(xiě)進(jìn)教材，受到選用教材兄弟院校的好評(píng)。

3.3 校企合作

校企合作在CDIO工程教育模式中起著至關(guān)重要的作用。合作企業(yè)為學(xué)生提供企業(yè)實(shí)踐環(huán)境，并在培養(yǎng)學(xué)生方面做到了應(yīng)社會(huì)所需，與市場(chǎng)接軌。我校計(jì)算機(jī)專業(yè)目前已與北京東方尚智公司、紫光軟件集團(tuán)、達(dá)內(nèi)集團(tuán)等建立了長(zhǎng)期校企戰(zhàn)略合作，建立校內(nèi)企業(yè)實(shí)訓(xùn)基地兩個(gè)，校外實(shí)訓(xùn)基地五個(gè)。

3.4 教學(xué)平臺(tái)建設(shè)

課程群小組搭建了計(jì)算機(jī)專業(yè)CDIO模式教學(xué)改革網(wǎng)站，包括教學(xué)資源模塊、答疑模塊、論壇模塊、作業(yè)管理模塊、在線測(cè)試模塊、學(xué)生優(yōu)秀項(xiàng)目作品展示模塊等。在實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)建設(shè)上，除學(xué)校和校企合作企業(yè)為學(xué)生搭建的實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)外，我們還借助“挑戰(zhàn)杯”、“藍(lán)橋杯”大賽等平臺(tái)，鍛煉學(xué)生的算法設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

4 結(jié)束語(yǔ)

CDIO理念指導(dǎo)下的軟件開(kāi)發(fā)類課程群體系結(jié)構(gòu)的搭建必須以學(xué)生軟件開(kāi)發(fā)能力的形成為依據(jù)，同時(shí)又要考慮軟件開(kāi)發(fā)市場(chǎng)需求，對(duì)軟件開(kāi)發(fā)類專業(yè)方向課的設(shè)置實(shí)時(shí)更新。在此思想指導(dǎo)下，我校CDIO課程群建設(shè)小組對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件開(kāi)發(fā)類課程的體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，并進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)，取得了良好的效果，學(xué)生的工程實(shí)踐能力明顯提升，基本達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。當(dāng)然，還有諸多問(wèn)題值得進(jìn)一步研究，特別是課程群建設(shè)和教學(xué)改革主力軍的“雙師型”教師隊(duì)伍培養(yǎng)問(wèn)題。

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