應用型本科軟件工程專業CDIO課程改革研究與實踐

楊秀菊，胡家正

（泉州信息工程學院 軟件學院，福建 泉州 362000）

應用型本科軟件工程專業CDIO課程改革研究與實踐

楊秀菊，胡家正

（泉州信息工程學院 軟件學院，福建 泉州 362000）

為更好地培養與企業要求相符的軟件人才，針對軟件相關人才培養中工程能力較低的問題，根據目前應用型本科院校的實際情況，提出軟件工程專業在CDIO課程體系構建和CDIO階梯遞進式實踐教學體系構建兩個方面的建設方案，以期找到一條適合于應用型本科的課程改革模式.

應用型本科；軟件工程；CDIO課程體系；CDIO實踐教學體系

應用型本科是指以應用型為辦學定位，而不是以科研為辦學定位的本科院校，現階段一般包括所有的本科第二批、本科第三批錄取院校.應用型本科教育對于滿足中國經濟社會發展，對高層次應用型人才需要以及推進中國高等教育大眾化進程起到了積極的促進作用[1].

2014年3月中國教育部改革方向已經明確：全國普通本科高等院校1200所學校中，將有600多所逐步向應用技術型大學轉變，轉型的大學本科院校正好占高校總數的50%.在這種發展形式下，應用型本科課程改革也勢在必行[1].

軟件工程專業是高等院校計算機專業的重要組成部分，是一個實驗、實踐性很強的專業，目前單純的依靠課堂教學或實驗教學很難實現預期的教學目標.因此，我們將CDIO教學理念引入到計算機軟件工程教學工作中，激發學生學習積極性與興趣，在實踐中讓學生掌握專業知識與提高實踐能力的雙重發展.

1 應用型本科院校目前所面臨的問題

強化實踐教學還未形成各高校普遍的理念.部分師生對應用型人才培養模式認識和對強化實踐教學重要性的認識還停留在表面，缺乏深層次的認識.適應高素質應用型人才培養的教學手段和方法仍顯短缺和落后.校外實習基地建設相對較薄弱，遠遠不能滿足高校教學實踐要求.課程模式還待于進一步改進與提高，傳統的教育教學方式亟待進行改革.

目前國內缺乏對應用型本科軟件工程課程的教學實踐，軟件工程基礎課程與部分高級課程需要全新構造，非常難覓教材和成熟的教學資源，從而導致軟件工程專業教學在實施時面臨很大困難，大多數高校只能因循計算機科學專業傳統課程過渡.因此，貫徹軟件工程優先教育理念與落實系統化的軟件工程專業教學體系成為擺在廣大教育工作者面前的一個巨大挑戰.針對這些問題，我們提出對軟件工程課程體系和實踐體系進行改革與探索，以找到一條適合于應用型本科的一種課程模式.

2 軟件工程專業CDIO課程體系構建

軟件產業則迫切需要能夠綜合運用各種工程技術知識解決具體問題的實用性人才.這正是應用型本科大學所研究和追求的目標，根據CDIO（CDIO代表構思（Conceive）、設計(Design)、實現(Implement)和運作(Operate)）工程教育模式，以工程項目從研發到運行的生命周期為載體[2]，通過項目設計將整個課程體系進行整合.分別從基礎理論、專業知識和工程化技能學習，這三個實踐過程強調把工程化素質培養作為學生自始至終關注的主線，從工程觀、系統觀和產品觀，進行規劃專業課程.

圖1 項目案例引入各階段教學

學生應具備專業知識、工程技術能力以及良好的工程素養.結合軟件工程專業人才培養標準、軟件工程行業開發規范和技術特征，如圖1所示，在不同階段將具體項目融入教學，基于項目導向理論知識，培養工程化特征明顯的學生；在項目案例引入各教學階段時，應夯實學生的基礎理論知識與基本實踐技能；在強化工程技術階段，項目案例應涵蓋前端技術課程，工程實訓階段項目案例需引入企業真實項目.通過3個階段的教學，學生能夠具備軟件工程師的基本編程、綜合設計及工程實訓等能力[3].

在基礎理論實踐過程中，基于項目導向的課程體系構建，對多門傳統課程教學內容進行工程化改造，充實工程教學內容，強調在做中學習.課程內容以一個軟件系統的開發過程來組織教學，即軟件系統按照需求、分析、設計、實現和測試等工作流程來進行[4].理論應用部分主要以面向對象程序設計為基礎，鍛煉學生的建模和實現能力，如表1.

表1 軟件過程流程與課程理論內容的關系

3 軟件工程專業CDIO階梯遞進式[5]實踐教學體系構建

根據普通高等院校軟件工程專業課程規劃和CDIO工程認證標準設置課程和學時，構建層次清晰的教學實踐體系及內容，培養應用型軟件工程專業人才；同時，結合國內軟件產業及校內辦學的實際情況，在校企協同育人的基礎上，構建由目標體系、內容體系、管理體系、保障體系和評價體系組成的工程實踐教學體系如圖2所示，各個組成部分形成一個閉環，在運行過程中不斷改進、完善.

圖2 工程實踐教學體系

3.1 工程實踐教學目標體系

以工科應用型人才的工程實踐與創新能力為主線，從工程意識、工程素養和工程能力三個維度確立工程實踐教學目標.

工程意識是培養學生具備良好的創新意識、質量意識、實踐意識、責任意識；工程素養是培養學生良好的觀察、分析、實踐與創造能力，學習、溝通與管理能力，嚴謹的作風、優秀的品格和敬業精神；工程能力是培養學生具備良好的工程設計、工程實施和工程創新能力，具有從事工程實踐活動的實際本領和能力.

圖3 工程實踐教學目標體系

3.2 工程實踐教學內容體系

將CDIO工程教育理念全面滲透于專業基礎課程實踐、專業課程設計和綜合實訓中，形成基于CDIO工程教育理念的階梯遞進式實踐教學體系[4].

圖4 工程實踐教學內容體系

學生在大學四年學習期間，第1學期從企業見習、專業認知、職業生涯教育開始，接受工程認知能力培養；第1-4學期從課程實驗、課程設計和基礎競賽中接受工程實驗能力訓練；第4、5學期從參與專業社團、項目短訓與科技競賽中培養工程設計能力；第5、6學期通過實務專題、綜合實訓和學科競賽提升工程實施能力；第7、8學期從畢業設計、生產實習與創新實踐中培養工程實踐與創新能力.整個實踐教學內容體系，貫穿于整個大學學習過程，由五個環節組成，每個環節側重一種能力的訓練.五個實踐環節按照實踐認知的規律構建，知識點由淺入深、難易度由簡單到復雜，“做中學、學中做”相結合，構建了循序漸進、逐步提升的工程能力培養途徑.

3.3 工程實踐教學管理體系

對實踐教學進行科學有效的管理，是提高和保證工程實踐教學質量的重要舉措，構建一個科學完善的實踐教學管理體系具有重要的意義.實踐教學管理體系主要包括實踐教學組織管理、運行管理和制度管理3個方面.

(一)組織管理.由各二級學院成立實踐教學管理中心對實踐教學進行宏觀管理，制定相應的管理辦法和措施，各專業具體負責實踐教學的組織與實施工作.

(二)制度管理.由學校教務處制定與實踐教學內容和實施過程配套的規章制度、管理文件和獎勵辦法，包括修訂人才培養方案的實踐教學體系要求、實踐教學各個環節的教學管理規定、實踐教學第二課堂的學分認定辦法及獎勵辦法等.

(三)運行管理.運行管理是工程實踐教學管理體系的核心組成部分，根據過程管理的思想，建立一個由計劃管理、執行管理、過程監控、反饋調整組成的閉環.

3.4 工程實踐教學保障體系

“校企合作、協同育人”是提升實踐教學水平和人才培養質量的重要保障.如圖6所示，這就要求與企業全方位、全過程的協同育人，從課程體系構建、師資隊伍培養、實踐平臺建設、教學資源開發和教學過程五個維度加強校企合作，為實踐教學體系的實施提供強有力的保障，實現工程應用型人才培養質量的全面提升.

（一）采用基于工作過程系統化方法，構建實踐教學核心課程體系.通過對行業企業的人才結構現狀、人才需求情況進行調研，確定專業人才培養定位；然后對畢業生對口就業崗位的典型工作任務進行調研、分析，歸納人才成長過程和不同階段的知識能力要求；最后進行學習領域轉換，構建人才培養過程實踐教學的核心課程體系，實現專業實踐與崗位技能對接.

（二）與周邊對口企業建立戰略合作關系，一般選擇具備一定規模，發展勢態良好的企業共建師資隊伍，建立教師、工程師雙向輪崗機制，培養實踐教學需要“雙師雙能型”師資隊伍.

（三）與實力雄厚且對教育感興趣的企業，進行深度合作，共建校內實驗室、實訓室、校外生產性實訓基地和實習基地等平臺，為實踐教學提供場所保障.

（四）加強與合作企業工程師互動，建立專業教學團隊，采取滾動的開展實踐教學核心專業課程和實訓教學資源開發，保證實踐教學內容的先進性和崗位適應性.

（五）優化配置學校與合作企業各種教學資源，合作企業參與進階式工程能力培養全過程，為工程實踐教學的實施提供過程保障.

3.5 工程實踐教學評價體系

客觀準確的評價實踐教學，需要結合實踐教學活動的具體特點進行有針對性的考核與評價.實踐教學評價是一個復雜的問題，要充分考慮專業人才培養目標，突出應用型人才培養的特點，評價的主體與考核的方式都應多元化.如圖7所示，參照斯塔弗爾比姆首創的CIPP評價模式，設計實踐教學評價指標體系由背景評價、投入評價、過程評價和成效評價四部分組成.

(一)背景評價：評價指標主要包括實踐教學目標是否合理明確、是否被知曉與認同及合作企業的專業實力.

(二)投入評價：評價指標主要包括實踐教學平臺、資源、師資和實踐教學經費的投入，以及合作企業的意愿.

(三)過程評價：是評價體系的核心組成部分，主要包括對實踐教學組織、管理、計劃、實施、考核等環節，以及師生投入程度的評價.

(四)成效評價：評價指標包括學生工程實踐能力、競賽獲獎、就業質量與用人單位的評價.

4 結束語

軟件工程專業CDIO課程改革應用于泉州信息工程學院軟件學院，目前已經建立了課程體系，初步建立了階梯遞進式實踐教學體系，還會進一步完善與校外企業實踐基地的深入合作，希望盡快提升應用型本科軟件工程畢業生的工程能力.實踐表明，新的教學改革能較好地激發學生學習熱情和學習興趣，顯著提高了學生的工程實踐能力和團隊合作能力，受到泉州本地軟件企業的熱情歡迎.

〔1〕百度百科.詞條:應用型本科.https://baike.baidu.com/item/應用型本科/7200590?fr=aladdin.

〔2〕廖志芳.軟件工程CDIO“五位一體”實踐教學體系.計算機教育，2010（11）:128-131.

〔3〕范洪輝.基于項目導向與情景模式的軟件工程專業課程教學研究[J].計算機教育，2015（16）:70-73.

〔4〕段恩澤.基于TOPCARES-CDIO的軟件工程專業課程一體化改革與實踐[J].計算機教育，2017（2）:122-125.

〔5〕沈桂芳.基于CDIO的應用型卓越軟件工程師人才培養模式研究[J].吉林工程技術師范學院學報，2017（33）:83-85.

G642

A

1673-260X（2017）09-0135-03

2017-07-20

2016年福建省中青年教師教育科研項目（JAT160616）