本科計算機類專業CDIO培養模式的研究

韋良芬，王 樂

(1.安徽三聯學院 計算機科學與技術系，合肥 230601;2.東北師范大學 信息化管理與規劃辦公室，長春 130024)

工程技術水平的進步直接推動著社會經濟的發展，而工程技術人才的培養對工程技術水平和發展速度都起著決定性的作用。因此，世界各國都非常重視工程教育，并趨于一致的認為培養現代工程師是高等教育的軸心［1］。但我國的高等工程教育明顯不能滿足經濟發展的需要，培養的工程技術人才遠遠不能滿足現代企業的要求。就其原因主要是我國一直沒有找到有效的實踐教學模式及方法，教學中通常只重視知識學習而忽略了開拓創新思維的培養、只強調個人學術能力的提高而忽略了團隊協作精神的培養。我國培養的工程技術人才中大部分不能適應國際化公司的公司的工作，因此，在高等教育中接受project和團隊工作的實際訓練，培養與國際接軌的中國工程師是我國高等工科教育所面臨的迫切任務。

CDIO是指構思(Conceive)、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)。CDIO教育理念強調“做中學”，是以產品研發到產品運行為周期，讓學生能夠主動的體驗、實踐和熟悉真正的工程［4］，國內外的經驗表明該教育理念是先進可行的，是系統培養工科學生工程技術能力的有效方法。因此，根據計算機類專業的特點及現狀，應用CDIO教育理念為導向，實施基于工程項目的實踐教學模式，讓學生“學中做”、“做中學”對培養高素質的工程技術及創新型人才將起著積極的作用。

1 計算機類專業實踐教學現狀

重視實踐教學已經成為高等教育的共識。但是對于大多數高校來說，重視實踐教學就是增加實踐教學時間和實踐環節，相應的也就壓縮了理論教學的時間和內容。當前高校計算機類專業的實踐教學形式已經非常豐富，通常有:與理論同步的基礎實驗、校內外實習、課程設計、實習項目、畢業設計、參加各種技能競賽等等。實踐環節非常豐富，實踐時間也不少，但卻沒起到應有的教學效果，就其原因是當前的實踐教學主要存在如下問題:

(1)實驗環節的開設沒有充分考慮專業課程特點及各課程之間的縱向聯系，實踐環節相互孤立，沒有形成循序漸進、環環相扣的實踐教學體系，致使學生“只見樹木，不見森林”，沒有整體的項目思路;

(2)決策理念與執行情況不統一，決策落實情況差;

(3)沒有給每個實驗環節提供合適的實驗環境及場所，致使實踐過程得不到保障，難以得到滿意的實踐結果;

(4)人才培養模式單一，教學內容和教學方法陳舊;

(5)面向實際的工程訓練不足，實踐內容與企業需求嚴重脫節;

(6)教師本身缺乏工程實踐經驗與能力，嚴重影響工程教育質量的提高。

在這些因素及背景的影響下，很多實踐環節流于形式，使得學生花費了大量的時間進行實踐學習，結果畢業時既不了解真正的項目案例，也不知道項目開發流程，實踐技能非常薄弱;另外還由于實踐教學占用了大量的學時而影響了理論教學，致使理論基礎不扎實，這些都嚴重的影響了工程技術型人才的培養質量。因此，聯系企業的發展現狀，改善實踐教學模式是工程教育中最重要的研究內容之一。

在工程型人才培養中，實踐教學和理論教學一樣，需要循序漸進，環環相扣的體系。實驗環節的安排不僅要考慮專業特色、課程特色、課程間的聯系、實踐形式等，還需要從知識掌握，技能訓練，課程綜合設計，課程間綜合設計，工程理念培養，創新性思維引導等角度考慮，讓學生在不知不覺中掌握工程理念。因此，基于CDIO教育理念，構建一個合理的工程型實踐教學模式，讓學生在實踐中體驗崗位角色，了解企業化管理方式，是培養合格的工程技術型人才的有效方法和手段。

2 CDIO教學模式的構建

CDIO培養大綱將工程型畢業生的能力分為:工程基礎知識、個人能力、團隊合作能力和工程系統開發能力四個層面。CDIO培養大綱強調的是以綜合的培養模式讓學生在這四個層面上達到預定的目標［5］。根據我國高校當前的現狀，實現工程教學，將CDIO培養模式應用在實際教學中，還存在如下問題:

(1)學校對企業的實際人才需求不夠了解、缺乏企業實際項目案例，無法根據社會需求快速更新課程體系;

(2)大多數教師一直在教育領域工作，習慣于傳統的教學，缺少實際的工程經驗，解決企業實際問題存在困難，因此不能很好的運用工程理念進行教學。

(3)學校無法提供工程實踐場所，讓學生在學習工程理念解決問題的同時，培養其團隊協作精神并了解企業文化，實現角色轉換。

鑒于這些問題，深入開展校企合作，并構建與之相適應的課程體系，是有效推廣CDIO工程教育模式的有效途徑。

(1)校企合作模式的構建

圖1 校企合作培養模式

高校目前的教學體制及條件很難滿足CDIO工程教育模式的教學需求，構建合理的校企合作模式，充分利用企業的項目案例及實踐型人才，以及企業在項目管理方面的豐富資源和經驗，才能更好的實施CDIO工程教育，培養合格的工程人才，從而起到校企雙贏的目的。

按照中軟國際的“5R”(5個Real)校企合作培養理念，即真實的企業環境、真實的項目經理、真實的項目案例、真實的工作壓力、真實的就業機會［6］。學校和企業進行全方位的合作，構建如圖1所示的校企合作培養模式。

在這樣的校企合作模式中，學校和企業的合作主要分為三個方面，第一，企業對一些已經成功的項目案例進行提煉和整理，并提出相關教學要求，學校根據企業的案例和要求對培養計劃、實驗大綱和教學大綱進行修改，從而為工程教學形成理論依據;第二，企業派遣資深工程師到高校執教，同時為高校教師提供工程培訓崗位;第三，企業給學生提供階段性實踐場所，讓學生進入企業體驗項目開發過程。

在這樣的校企合作中，將課堂教學與工程實踐教學融為一體，讓學生能夠真實的體驗項目案例團隊合作開發過程及工作環境，實現角色轉換，不僅能夠有效培養工程技術技能，而且能夠培養學生的團隊合作精神及職業道德素養，學生畢業后可以直接勝任企業的工作，而不需要企業再進行崗前培訓，起到了雙贏的目的。另外，在校企合作過程中，現有高校教師也能夠感受工程并接受工程培訓，提高自身的工程理念及工程技術水平，從而使老師能夠更加勝任工程型人才模式的教學工作。

(2)課程體系的構建

構建合理的課程體系是人才培養的重要環節。課程體系是人才培養模式是否能夠落實的重要因素之一，也是人才培養質量的決定因素。圖2是安徽三聯學院基于CDIO模式構建的的工程型人才培養模式的課程體系結構。

該體系結構中將整個教學分為三個階段，即基礎教學階段、專業培養階段和畢業設計綜合實踐階段。在第一階段的基礎通識模塊中，主要學習專業基礎課及素質教育類課程;第二階段主要任務是進行專業技能的培養，將專業課進行模塊劃分，有針對性的進行一個模塊一個模塊的學習，一個模塊學習完了再學習另一個模塊，每個模塊的相關課程集中開課，在同一階段內主攻一個模塊，學生的學習目標非常明確，學習效果能夠很快得到體現，因此可以有效的激發學生的學習動力和積極性。但由于同一模塊中有些課程可能存在前后銜接問題，因而不能平行開設，所以課程開設時不再以一學期作為時間跨度，而是根據相關課程的特點確定開設周期并將一學期進行階段劃分，合理安排。另外，這一階段每個模塊的教學中都會涉及到項目案例，這些項目案例的基本設計流程如圖3所示。

通過這一階段的培養，學生已經具備了基本的項目理論和工作經驗;第三階段進入了頂崗實習階段，此時學生正式進入公司參加項目工程，解決實際問題，承擔公司項目的實質性崗位。為畢業后的工作打下良好的基礎。

圖2 CDIO模式課程體系結構

圖3 項目案例的基本設計流程

3 結語

基于CDIO理念工程型校企合作培養模式能夠讓學生直接體驗項目。學生在實踐學習中能夠多次體驗項目需求分析、項目設計、項目提交和項目驗收的全過程，因而能夠有效的樹立學生的工程理念;提高學生分析問題、解決問題的能力;同時還能夠培養學生良好的職業習慣和職業素養。另外，該培養模式還能夠培養教師的工程技術水平，提高教師的工程教育技能，是培養雙師型的合格的高校教師的有效方法。

［1］宋旭明.構思:21世紀大學生“計算機能力結構”［J］.計算機教育，2009(5):10－12.

［2］陳洋 閆達遠.國家大學生創新性實驗計劃實施的實踐與思考［J］.北京理工大學學報，2009(2):2.

［3］劉書華 張春生.高校計算機專業實驗教學改革實踐探索［J］.教育與職業，2010(5):165－166.

［4］吳玉峰.基于CDIO模式的計算機本科專業人才培養模式［J］.教育與職業，2013(17):115－116.

［5］雷霈.基于CDIO培養模式在計算機本科學生實踐教學中的改革研究［J］.信息與電腦，2013年02月:203－204.

［6］李竹林.基于CDIO教育理念的高校計算機專業課程教學改革探討［J］.教育與職業，2012(20):127－128.