基于CDIO模式的軟件技術專業教學改革*

朱亞玲　張睿敏（蘭州工業學院，甘肅蘭州730050）

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基于CDIO模式的軟件技術專業教學改革*

朱亞玲張睿敏
（蘭州工業學院，甘肅蘭州730050）

引言

我國大學生工程能力培養過程中目前存在的問題主要有以下幾點：陳舊的培養模式、僵化的課程體系、單一的教學手段、填鴨式教學、不合理的大學生評價和激勵機制、創新環境的缺乏[1]等等。課題組經過多年的探索，認為：激發學生的學習興趣，啟發學生主動學習和實踐，是“三個能力”培養的關鍵所在。課題組針對這一情況，以我國及甘肅省軟件產業發展作為背景，從分析并解決軟件技術專業教學改革過程中的主要矛盾著手，打破傳統教育觀念的桎梏，充分借鑒了CDIO切實可行的工程教育理念及國內同類學校相關專業的教學改革經驗，結合我校的實際教育現狀，采取“邊研究，邊改革，邊實踐”的技術路線，以提升學生的工程設計能力、工程實踐能力和工程創新能力為目標進行了探索與實踐。

一、CDIO工程模式簡介

CDIO是2000年起，麻省理工學院等四所大學經過四年探索研究創立的工程教育理念。CDIO代表構思(Conceive)、設計(Design)、實施(Implement)和運作(Operate)四個部分。它的核心思想是以真實軟件系統為基礎，將軟件產品從構思、設計、研發到運行的生命周期作為載體，教導學生尋找問題、分析問題、解決問題的手段和方法，讓學生主動地把課程知識結構有機地融入到學習、實踐的全部過程當中，培養學生的工程實踐能力。這種工程能力不僅包括專業知識本身，而且還包括學生的終身學習能力、團隊交流能力，從而達到培養適應社會需求的人才目標。

培養理論與實踐相結合，工程技術與市場需求相結合的高級專門人才是應用型高校本科專業的培養目標。所以，CDIO的教學目標完全符合應用型高校本科專業的培養目標。因此，我們借鑒CDIO工程教育理念對我校軟件技術專業進行了教學改革，這種改革不是簡單的教材的變換或課程內容的更新，而是對軟件技術專業的人才培養方案、課程體系、教學模式、評價標準和師資隊伍等多方面進行了工程化的改革[2]。

二、CDIO實施原則

CDIO教學大綱中詳細闡述了工程化人才的培養目標。同時，CDIO教學大綱按照技術知識、個人能力、人際交往能力和在企業與社會環境下的工程綜合能力四個方面，對工程化人才應該具備的知識、能力和態度以逐級細化的方式表達出來，形成具體化的，對教師和學生都具有重要指導意義的目標體系[3,4]。

同時，CDIO組織參照工業界需求提出了12條CDIO改革的評價和實施指南標準。標準1闡述了專業培養理念，標準2、3、4論述了課程計劃開發，標準5、6給出了設計-實現經驗和實踐場所，標準7、8提出教與學的方法，標準9、10考察師資能力的提高，標準11、12是考核和評估標準[3]。12條標準主要圍繞系統能力培養大綱和全面實施指導的培養計劃、教學方法、實施過程和結果檢驗展開，完成了從理念到課程到教學到評估的整體改革。

三、CDIO模式的教學改革

CDIO的標準是對培養方法的具體指引。我們學習并研討了CDIO培養大綱和標準，對照教學大綱，找出現有差距，針對實際情況，明確教改目標，依據CDIO課程計劃設計“一體化課程計劃、工程化導論、設計-實現經驗”[6]的基本準則進行相關的改革。

（一）構建一體化課程教學體系

CDIO標準3是“一體化課程計劃”，要求課程體系按照CDIO教學大綱描述的技術知識、個人能力、人際交往能力和

工程綜合能力四方面進行構建，課程應是跨學科的和相互聯系相互支撐的。在課程設置和教學內容方面，按照“理論、實踐、素質”三條主線構建課程體系，通過基本素質、專業基礎知識與技術、專業應用理論與技術、職業技術和崗位應用能力四個層面遴選內容。以專業優質的核心課程建設為重點，帶動其它課程的建設，建設共享教學資源庫，提升專業整體教學水平；在教學方式上，實行案例教學，將理論教學與實踐教學融為一體，對學生實行分類指導，突出實踐性，注重學生創新意識和創新能力的培養，如圖1所示。

圖1　CDIO理念的一體化教學體系

（二）基于“工作過程”的項目教學

CDIO標準5是“培養設計經驗”，要求課程計劃中包含多門培養設計經驗的課程，既包括培養基本技能的課程，又包括培養高級技能的課程；引導學生在課內外活動中多多參與軟件產品的構思、設計、實施和運行[6]。借鑒CDIO教育理念，課程圍繞項目以軟件系統研發到運行的生命周期作為載體，根據教學內容將軟件產品開發過程中的典型工作任務進行提煉和加工，分解成適宜教學的工作任務，并且將課程依據完成工作任務需要的職業能力進行序列化，以一個完整的工作任務的完成所需要的基本知識、基本技能和素質結構設計教學方案，按照完成一個任務的工作過程組織并實施教學。軟件開發的5個工作環節（需求分析、設計、編碼、測試、運行）分別對應教學過程的5個階段。學生通過課程內容地學習逐步漸進完成教學項目，從而將零散、無頭緒的知識匯聚成整體，并對知識的應用有了更深層次的理解。

（三）分階段分層次主動式學習

CDIO標準7是“綜合性學習經驗”，即通過綜合學習經驗，讓學生獲得基本知識、基本能力、人際關系技能、軟件系統建構技能和軟件產品的設計、實施和運作等能力；CDIO標準8是“主動學習”，即讓學生直接參與到軟件項目開發中，引導學生獨立思考問題，讓學生運用知識去操作、應用、主動解決問題和評測[6]，盡量避免讓學生被動的接受知識。借鑒CDIO先進的工程教育理念，采用“項目教學、分階段分層次實踐”的措施，實現學生工程能力的逐步增長。我們以項目和案例為主線，將職業崗位能力的形成過程分為技能的積累、能力的發展和綜合實踐三個階段，從而將教學氛圍基礎實驗、課程實訓、課程群實訓、綜合性真實實訓四個層次，學生在完成工作任務的過程中，逐步提高職業能力，形成了完整的“初級滲透、中級提高、高級思維”的學習過程，達到人才培養目標的要求。

基礎實驗將項目依據教學內容進行分解成多個實驗任務，學生通過學習課程內容逐步累加地完成實驗任務。

在某門課程學習結束后開設基于該課程的實訓，從構思、設計、實施、運行，全部由學生自主完成，教師從旁協助，培養學生設計、創新、協調、溝通能力，使學生學會以探究方式獲取知識、應用知識，有機會把知識有機的聯系起來，達到由知識積累向能力生成的轉化過程。

針對課程群布置綜合性項目，教師扮演客戶，學生建立項目開發團隊，分別擔任項目組長、系統分析師、程序設計師、測試員、數據庫管理員。各角色成員根據職責劃分任務，相互協作，相互配合完成任務，使學生能夠將課程知識有機的結合成一個整體，認識到有機、關聯的知識群而非孤立的知識點，加強學生對所學知識總體的把握和綜合運用的能力。

依托校企合作、實踐實訓基地建設、或以老師科研中的真實項目為基礎開展綜合性真實實訓，引導學生發現問題，讓學生對問題主動地分析討論，進而給出問題的解決方案，使得學生能夠主動地在學習和實踐過程中將課程知識結構融入其中。通過完成一個真實完整的工程項目，加強對知識的理解、應用和強化，提高學生的工程設計能力、工程實踐能力和工程創新能力。

四、結束語

隨著經濟發展與社會的需要，軟件技術專業人才培養質量的不斷提高是一項艱難的系統工程。以典型工作任務為載體，工學結合為手段，將CDIO先進的工程教育理念貫穿于軟件技術專業人才培養體系，改革人才培養方案，強化實踐教學，加強師資隊伍建設，緊密結合行業需求，培養出高質量的軟件工程師是計算機教育工作者的不懈追求。

參考文獻

[1]康全禮，陸小華，熊光晶.CDIO大綱與工程創新型人才培養[J].高等教育研究學報，2008（12）：15-18.

[2]張樺，溫顯斌，王勁松.基于CDIO模式的計算機專業教學改革[J].計算機教育，2010，6（11）：71-73.

[3]康嵐蘭，胡健，彭潔.CDIO工程教育模式在獨立學院計算機專業中的探索與實踐[J].江西理工大學學報，2012，4（2）.

[4]趙麗萍.基于CDIO的計算機專業項目課程體系構建[J].電腦知識與技術，2011，6（17）.

[5]克勞雷（Crawley.E），等.重新認識工程教育——國際CDIO培養模式與方法[M].顧佩華，譯.北京：高等教育出版社，2010.

[6]易著梁，黃偉.基于CDIO教育模式軟件技術專業項目教學實踐[J].計算機教育，2010，6（11）：140-143.

摘要：本文以高校軟件技術專業學生工程能力的培養問題作為切入點，在軟件技術專業人才培養中引入CDIO工程教育理念。依據CDIO大綱和實施標準，針對軟件技術專業探索改革CDIO人才培養模式的課程體系的建立、理論教學和實踐教學的設置。

關鍵詞：CDIO；教學改革；項目教學；工程教育

*基金項目院全國創新教學方法與創新型教師培養行動研究課題淵CTF120573冤院CDIO創新教育模式在軟件技術類課程教學中的實踐與研究淵GS0961冤曰蘭州工業學院教學改革項目淵基于CDIO的軟件技術類課程教學模式的改革研究冤遙

Abstract:In this paper, the CDIO engineering education concept is introduced into the training of software technology professionals for the aim of improving the engineering ability of software technology professional in uni-versity. According to the CDIO program and the standards of implementation, the paper focuses on the establishment of the curriculum system, theory teaching and practice teaching based on CDIO mode for the software technology specialty.

Keywords:CDIO; teaching reform; project teaching; engineering education

作者簡介：朱亞玲（1983-），女，漢，甘肅蘭州，講師，工學碩士，主要研究方向：數據挖掘。

中圖分類號：G642

文獻標志碼：A

文章編號：2096-000X（2016）02-0117-02