基于CDIO“軟件工程”課程教學模式改革與實踐＊

王 龍，魏麗娟，馬艷娥，武 堯

(1.山西農業大學信息學院，山西 太谷 030800；2.山西農業大學信息科學與工程學院)

基于CDIO“軟件工程”課程教學模式改革與實踐＊

王 龍1，魏麗娟1，馬艷娥1，武 堯2

(1.山西農業大學信息學院，山西 太谷 030800；2.山西農業大學信息科學與工程學院)

文章研究了CDIO的教學模式和方法，通過實踐對CDIO教學模式進行體系構建。實踐證明，CDIO教學模式可以切實加強對學生實踐能力的培養，幫助學生在現代化的團隊模式中進行構思和設計。一套完整的考核標準和處罰措施可以促進學生的學習積極性。真正滿足時代發展提出的新要求。

CDIO；軟件工程；課程教學模式；改革與實踐

0 引言

軟件工程教育最根本的目標是將學生真正培養成具有實踐能力的工程師，簡而言之，就是通過教育使得學生具備較高的職業素養，同時理論知識達到較高的水平。為了實現這一目標，教育者需不斷對本科軟件工程的教學方法進行創新和改革，以提高教育質量。

CDIO教學模式的出現，從一定程度上能夠實現軟件工程教學的改革。本文主要對該模式下的實踐方式進行探討。

1 CDIO教學模式下的培養標準

CDIO教學模式下的培養標準可以劃分為很多層次，具體來說，可以分為三個級別。一共有四個一級指標，其中每個一級指標之下還設有若干個二級指標及三級指標[1]。我們根據CDIO教學模式提出培養標準，并與成都信息工程大學該專業具體的培養目標進行結合，對軟件工程具體的培養標準進行了詳細的制定，其內容見表1。

2 CDIO教學模式下軟件工程課程體系的構建

為了讓CDIO教學模式作用完全發揮，必須對軟件工程專業的課程體系進行改革創新和重建。其中主要涉及到四門學科，這四門學科名稱和學時學分情況見表2。這四門課程在授課學期和培養標準上都有一些差異，但是學時都保持在32學時，每門課程的學分也都是2學分[2]。四門課程的人才培養標準和培養能力指標均按表1實施。

表1 CDIO教學模式下的培養標準

表2 學時學分標準

對軟件工程專業的實踐類課程群進行構建時，要遵循以下的構建思想：一是學生要能夠通過實踐類課程的具體學習，滿足表1中提出的各種能力需求；二是軟件工程專業的實踐課程群應按照從底部向頂部的模式進行，須遵守循序漸進原則。具體來說就是，第三學期之初開設的是工程實踐I課程，教學的目標是實現學生基礎編程能力的培養，實現學生對C語言等一系列基礎程序的熟練運用，并可以利用這一部分專業的軟件解決實際問題，提高學生動手編程能力。該門課程是所有課程中最先開設的課程，可為之后三門實踐課程的開展提供必要的基礎條件[3]。

學校在第四學期開設工程實踐II課程，主要是培養學生的Web編程能力，涉及數據庫等若干軟件，可以提高學生軟件設計能力，培養學生的軟件需求分析能力，提升閱讀和理解設計文檔的能力。

學校第五學期開設工程實踐III課程，主要是培養學生對軟件工程測試計劃進行制定的能力，需通過設計測試實例開展教學。要培養學生對測試方案實施的基本技能，在課程的最終階段須對學生進行具體技能方面的考核，只有滿足考核的學生才能具有雄厚的實踐基礎，為日后的工作奠定堅實的基礎。

第六學期進入工程實踐IV課程的學習，主要教學設想是利用具體的中型軟件工程項目作為實例，讓學生參與整個項目的全過程，從需求分析到進行概要設計，再到程序編程、測試，直至實現最后的系統集成和運行[4]。在參與整個項目之后，學生可以加強構思能力和設計能力，并且可以實現在企業環境和社會大背景下的一次歷練，有助于提高學生的實踐能力。

3 CDIO教學模式下工程實踐課程教學的主要方法

軟件工程專業的所有教學和實踐課程都應圍繞著人才培養的最終目標來進行，教學的具體內容必須覆蓋表1中提到的三級指標，只有這樣，才能真正培養出社會所需要的專業人才。

在具體教學方法上，所有工程實踐課程都應該堅持驅動式的教學方法，教師通過一套案例的引用和講解來進行教學活動的開展，學生在進行基礎知識學習后參照教師引用的案例模板進行模仿學習，完成自己的軟件工程項目，同時要注意必須堅持科學的流程。

除第三學期開展的工程實踐課程I之外，其他三門實踐課程都應該堅持小組學習和實踐的方式，小組學習是4-6個人組成學習小組，進行相關的學習和完成作業。工程實踐的每門課程都需要小組進行答辯，每個人都要參加，在答辯后，要對學生在項目實施中作出的努力和成就進行評析，這樣既有利于實現科學公平的考核，也有利于提高學生的口頭表達能力[5]。一般情況每個實踐課程的項目答辯都是在課程的最后進行，需要花費8-12學時，下面對四門課程的主要教學內容進行介紹。

工程實踐I也稱編碼訓練，主要的教學過程：要求每個學生都根據自愿的原則選擇一個小型的軟件項目，針對該項目制定出具體的開發計劃；在制定計劃的基礎上進行初步的需求分析和設計，完成程序設計文檔的撰寫工作。課程要求學生學習程序編碼的規范，實現規范編碼。在項目投入使用之后進行程序的測試，并在總結成果的基礎上完成項目的答辯工作，提交項目的總結報告和成果。

工程實踐 II課程又稱軟件技術，主要的教學過程：教師為學生提供大量資料，資料種類包括信息管理系統的軟件需求、功能結構、數據庫等；學生小組在對資料進行整理分析后選擇合適的項目跟進，在規定的時間內對項目的原型進行設計并提交中間成果，主要包括功能設計文檔和系統原型。小組成員還需要根據項目文檔提出的原型進行編碼設計，并實現編碼，這需要小組成員進行分工合作，每個人認領一部分任務，同時每個人還必須要在組長的統一指揮下進行系統協調的工作，每個人都要完成相對完整的模塊，并在項目結束時對自己完成的工作進行展示，進而完成個人答辯。

工程實踐III課程也稱軟件測試，教師交給學生待測試軟件的相關文檔，包括需求文檔、設計文檔和源代碼，要求學生分組對這三種文檔資料進行分析和理解，編寫出自己小組的軟件測試計劃書，在計劃書的指引下，設計測試用例并執行，記錄下相關的結果；學生在對結果進行分析的基礎上做出總結報告并提交，學生根據結果進行項目答辯。

工程實踐IV課程又稱綜合訓練，該項目要求學生分小組進行，以小組為單位選擇一個中型軟件項目，或者由老師指定命題，小組確定選題后進行資料的收集，并完成規格說明書和設計說明書的撰寫。每位學生應該有明確分工，學生獨立完成說明書的設計和編碼編寫，并進行測試，記錄測量結果。在每個人完成自己任務的基礎上，學生團隊進行項目的整合和源代碼的提交，并在現場進行展示和答辯。

4 CDIO教學模式下軟件工程專業課程的考核方式

過程化考核方式是實現對軟件工程相關實踐課程進行考核的最佳方式。學生的課堂到課率、小課堂表現和小組展示的情況都應納入考核。此外還應該包括諸多環節，如在項目進行的中間環節要求每個學生提交成果，項目結束之后每個人都要進行答辯。因而最終成績應該由平時成績加上中間成果，再加上項目的最終答辯三部分構成。其中中間成果物應該由滿足三組或以上的數目需求，不同課程對中間成果的要求存在差異，但是每一門課程的考核環節都必須要實現培養指標的全面覆蓋，這是在考核中必須要實現的目標[6]。

5 結束語

本文闡述采用CDIO工程教育改革理念實現軟件工程專業課程教學模式的構建，目的是切實加強對學生實踐能力的培養。經實踐證明，CDIO的教學模式可以實現軟件工程專業學生綜合能力的提升，在長達四年的教學實踐中，該模式的運用確實完成了較佳的課程改革效果，不僅到達了學生自身素質水平的提高，還滿足了企業對軟件工程專業提出的各種需要，為軟件工程專業學生就業打下扎實的專業基礎。這種教學模式現階段仍然存在一定的弊端，需要根據社會發展的現狀進行不斷的健全，根據不同機制反饋的多種信息進行完善，這也將是軟件行業下一步研究的方向。

[1]駱斌,葛季棟,丁二玉等.軟件工程專業課程體系的研究與創新實踐[J].計機教育,2010.23:9-13

[2]陳澎,熊耀華,周慧.基于CDIO模式的軟件工程實踐教學課程建設的研究[J].軟件工程,2016.1:1-3

[3]厲小軍,謝波.軟件工程實踐課程教學改革探索[J].計算機教育,2012.3:106-110

[4]岳希,李超,李蕊等.軟件工程綜合實訓建設與實施[J].計算機教育,2010.8:143-145

[5]韓立華,周穎,胡暢霞等.CDIO理念下工程項目教學案例開發與應用實踐[J].計算機教育,2015.24:139-143

[6]姜大志,孫浩軍.基于CDIO的主動式項目驅動學習方法研究——以Java類課程教學改革為例[J].高等工程教育研究,2012.4:159-164

Reform and practice of the course of“Software Engineering”based on CDIO teaching mode

Wang Long1,Wei Lijuan1,Ma Yan'e1,Wu Yao2
（1.College of Information,Shanxi Agriculture University,Taigu,Shanxi 030800,China;2.College of Information Science and Engineering,Shanxi Agricultural University）

This paper focuses on the teaching mode and method of CDIO,and constructs the system of CDIO teaching mode through practice.Practice has proved that CDIO teaching mode can strengthen the cultivation of students'practical ability,and help students conceiving and designing in the modern team mode.A complete set of evaluation criterion and punishment measures can promote students'enthusiasm in study,which really meet the new requirements of the times.

CDIO;software engineering;course teaching mode;reform and practice

TP311.5

A

1006-8228(2017)10-56-03

2017-08-17

2016年山西省高等學校教學改革創新項目“基于CMM3軟件認證標準的軟件專業項目實訓過程控制與質量評價體系研究與實踐”（J2016146）

王龍（1988-），男，山西孝義人，碩士，講師，主要研究方向：軟件工程。

10.16644/j.cnki.cn33-1094/tp.2017.10.017