CDIO在統(tǒng)一建模語言課程教學(xué)中的應(yīng)用探討

商鵬　蘇晶

【摘 要】對于統(tǒng)一建模語言課程，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)和改進(jìn)的案例式教學(xué)在提高課程實(shí)踐應(yīng)用方面具有局限性。將CDIO工程教育模式引入課程教學(xué)，以培養(yǎng)學(xué)生工程能力為目標(biāo)，重點(diǎn)從教學(xué)過程、評價(jià)過程與其他課程結(jié)合等方面進(jìn)行CDIO課程應(yīng)用的探討，著力培養(yǎng)學(xué)生的工程價(jià)值觀和解決工程問題的能力。

【關(guān)鍵詞】統(tǒng)一建模語言；CDIO；工程能力

中圖分類號： TP311.5-4；G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）30-0186-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.30.082

Application of CDIO in UML course teaching

SHANG Peng SU Jing

（College of Computer Science and Technology， ShanDong University of Technology， Zibo Shandong 255049， China）

【Abstract】For the course of Unified Modeling Language， traditional classroom teaching and case-based teaching have limitations in improving the practical application of the course. CDIO engineering education mode is introduced into curriculum teaching， aiming at cultivating students'engineering ability. The application of CDIO course is discussed from the aspects of teaching process， evaluation process and combination with other courses， so as to cultivate students' engineering values and ability to solve engineering problems.

【Key words】Unified Modeling Language； CDIO； Engineering ability

0 引言

目前很多高校的計(jì)算機(jī)專業(yè)和軟件工程專業(yè)都開設(shè)了軟件建模的相關(guān)課程，而統(tǒng)一建模語言是軟件建模的主要構(gòu)成。但課程在開課過程中存在很多問題和限制，按部就班的理論教學(xué)、細(xì)節(jié)知識繁多的課程內(nèi)容和枯燥乏味的抽象表示等都給知識的應(yīng)用帶來很大困難，學(xué)生難以理解UML的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，難以對課程與軟件開發(fā)實(shí)踐的聯(lián)系感同身受。將工程理念和CDIO模式引入統(tǒng)一建模語言課程教學(xué)，注重課程的工程性和實(shí)踐性是課程改革和發(fā)展的必然。

1 CDIO模式介紹

CDIO代表了構(gòu)思、設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)和運(yùn)作。CDIO工程教育模式是近年來國際工程教育改革的最新成果，繼承和發(fā)展了歐美20多年來工程教育改革的理念。CDIO 的理念從產(chǎn)品研發(fā)到產(chǎn)品運(yùn)行，以其生命周期為載體，讓學(xué)生以主動的、實(shí)踐的、課程之間有機(jī)聯(lián)系的方式學(xué)習(xí)工程類課程和知識。

基礎(chǔ)知識、個人能力、人際團(tuán)隊(duì)能力和工程系統(tǒng)能力四個層面的能力是CDIO對學(xué)生的全面要求，采用綜合的培養(yǎng)方式使學(xué)生在這四個層面達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。現(xiàn)今，已有多所世界著名高校加入了CDIO組織，在多個專業(yè)和領(lǐng)域，按照CDIO模式培養(yǎng)學(xué)生。在國內(nèi)，很多高校和專業(yè)已經(jīng)或正在展開CDIO工程教育模式的推廣和普及。

2 CDIO的課程應(yīng)用意義

統(tǒng)一建模語言課程是軟件工程課程體系的重要組成，是面向?qū)ο蠓治雠c設(shè)計(jì)的重要工具和方法。本課程在此之前已經(jīng)拋掉了傳統(tǒng)的填鴨式知識教授方式，采用了案例驅(qū)動式教學(xué)，以案例貫穿教學(xué)過程。但課程特點(diǎn)決定了工程性的內(nèi)容仍讓學(xué)生感到無從下手、難以把握。CDIO工程教育模式是“做中學(xué)”和“基于項(xiàng)目教育和學(xué)習(xí)”的集中概括和抽象表達(dá)，將CDIO工程教育模式應(yīng)用于統(tǒng)一建模語言UML課程教學(xué)，將“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)現(xiàn)—運(yùn)作”融入課程實(shí)踐，不僅有利于進(jìn)一步解決目前教學(xué)中存在的問題，還加快了課程的工程化腳步，更好的達(dá)到工程化教育的目標(biāo)。

3 CDIO課程應(yīng)用探討

CDIO模式在本課程的應(yīng)用規(guī)劃從教學(xué)方式、實(shí)踐鍛煉和教學(xué)評價(jià)考核等多個方面進(jìn)行。在教學(xué)方式和教學(xué)過程上，對教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方案進(jìn)行改革，改進(jìn)前期基于案例項(xiàng)目的學(xué)徒式設(shè)計(jì)，延續(xù)“做中學(xué)”的教學(xué)模式，將項(xiàng)目分析、項(xiàng)目設(shè)計(jì)、文檔能力等融入課程體系，零散知識點(diǎn)之間通過項(xiàng)目銜接，化點(diǎn)為線，形成“知識+能力+素質(zhì)”的培養(yǎng)思路；實(shí)踐鍛煉采用課上+課下、課堂+教學(xué)平臺、小項(xiàng)目+大項(xiàng)目的方式，讓學(xué)生接觸更多的實(shí)踐項(xiàng)目，在實(shí)踐中理解理論知識，體驗(yàn)團(tuán)隊(duì)合作，更好的體會UML在分析和設(shè)計(jì)中的作用；評價(jià)考核，更多的融入對學(xué)生能力和素質(zhì)的考察，通過實(shí)踐鍛煉和成果展示、評議等方式幫助學(xué)生更好的提高綜合能力水平。

3.1 教學(xué)方式設(shè)計(jì)

在教學(xué)方案上，改進(jìn)前期基于案例項(xiàng)目的學(xué)徒式設(shè)計(jì)，延續(xù)“做中學(xué)”的教學(xué)模式，采用以產(chǎn)品為導(dǎo)向的漸進(jìn)式項(xiàng)目。擯棄散碎的知識點(diǎn)羅列，通過項(xiàng)目貫穿和銜接知識點(diǎn)，采用合適的項(xiàng)目產(chǎn)品連接抽象理論知識與具體產(chǎn)品，在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)知識，幫助學(xué)生體會抽象知識的工程價(jià)值。

教學(xué)過程設(shè)計(jì)為理論知識+項(xiàng)目訓(xùn)練并進(jìn)，邊學(xué)邊練，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源輔助的形式。理論知識在項(xiàng)目中學(xué)習(xí)，體現(xiàn)本課程理論與實(shí)踐并重的特點(diǎn)。采用課堂講解、項(xiàng)目串聯(lián)知識點(diǎn)、案例分析與討論、課外拓展等形式，理論指導(dǎo)項(xiàng)目，漸進(jìn)式項(xiàng)目貫穿課程。項(xiàng)目訓(xùn)練設(shè)計(jì)為課堂訓(xùn)練+課外作業(yè)的形式，課堂訓(xùn)練奠定理論基礎(chǔ)，課外作業(yè)以簡單項(xiàng)目為主，強(qiáng)調(diào)作業(yè)之間的相關(guān)性，讓學(xué)生體會到產(chǎn)品建模和開發(fā)的連續(xù)性，通過實(shí)踐向?qū)W生傳輸可持久化的工程理念。充分利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，發(fā)布高階知識內(nèi)容，學(xué)習(xí)案例、訓(xùn)練項(xiàng)目、展開討論、學(xué)生項(xiàng)目展示和評議等，增強(qiáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力培養(yǎng)。教學(xué)過程模式設(shè)計(jì)為“課堂教學(xué)-課堂訓(xùn)練-網(wǎng)絡(luò)提高-課外作業(yè)-討論交流”的閉環(huán)循環(huán)教學(xué)模式。

3.2 實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)

實(shí)踐教學(xué)設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)實(shí)踐+綜合實(shí)踐的形式。基礎(chǔ)實(shí)踐為理論知識提供實(shí)踐支撐，注重專業(yè)知識的掌握和啟發(fā)性，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解UML的各種模型以及它們在系統(tǒng)建模中的作用；綜合實(shí)踐提倡學(xué)生自主選擇項(xiàng)目設(shè)計(jì)，團(tuán)隊(duì)開發(fā)模式，結(jié)合工程案例，以項(xiàng)目小組的方式分工合作，積極主動查閱相關(guān)系統(tǒng)的資料，構(gòu)建系統(tǒng)模型，按照軟件工程思想展開設(shè)計(jì)開發(fā)過程，啟發(fā)學(xué)生在系統(tǒng)中靈活應(yīng)用已學(xué)的知識和方法。盡量采用啟發(fā)式教學(xué)模式，給學(xué)生留下充足的自學(xué)和獨(dú)立思考的余地，以此拓寬思路，培養(yǎng)解決問題能力，并激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新性，加強(qiáng)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力，使實(shí)踐效果得到最大程度的發(fā)揮。

3.3 教學(xué)過程評價(jià)改進(jìn)

教學(xué)過程評價(jià)從教學(xué)過程的各個環(huán)節(jié)得到反饋。通過課堂訓(xùn)練、課外作業(yè)和學(xué)生討論的情況考察學(xué)生對各相關(guān)模型的掌握情況，據(jù)此結(jié)合各模型的特點(diǎn)對教學(xué)過程和教學(xué)方案進(jìn)行差異化設(shè)計(jì)；實(shí)踐訓(xùn)練、自主項(xiàng)目和互動評議等，考察學(xué)生綜合應(yīng)用UML 模型進(jìn)行系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)的能力，據(jù)此制定對實(shí)踐過程項(xiàng)目內(nèi)容和項(xiàng)目過程的改進(jìn)方案；期末考核不以考核而以進(jìn)一步提高能力為目的，反饋教學(xué)改革實(shí)施的效果、不足，據(jù)此改進(jìn)課程的教學(xué)過程。

4 UML與其他課程結(jié)合

統(tǒng)一建模語言UML課程教學(xué)過程和教學(xué)體系成型后，可以將本課程與軟件工程課程體系其他課程，如軟件工程、軟件測試、面向?qū)ο蟆T項(xiàng)目管理等更緊密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)案例互通、項(xiàng)目互通、過程互通，將項(xiàng)目的開發(fā)過程貫穿課程體系的多門課程，避免單門課程與軟件開發(fā)過程的脫節(jié)，使學(xué)生更深入的體會從項(xiàng)目計(jì)劃、構(gòu)建系統(tǒng)模型，編程實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)、項(xiàng)目測試、項(xiàng)目管理等的完整工程過程。

5 總結(jié)

在工程教育認(rèn)證的大背景下，專業(yè)課程與CDIO工程教育理念的融合和應(yīng)用，成為必然要求。本文探討將CDIO工程教育模式應(yīng)用于統(tǒng)一建模語言課程教學(xué)，整個課程教授過程形成“知識+能力+素質(zhì)”的培養(yǎng)思路，通過分析并完成項(xiàng)目模型，學(xué)生可以體會到抽象的軟件工程知識和各種UML模型的工程價(jià)值，將項(xiàng)目設(shè)計(jì)、能力培養(yǎng)、自主學(xué)習(xí)、團(tuán)隊(duì)合作等融入課程體系，培養(yǎng)學(xué)生的綜合工程能力。將理論性強(qiáng)的軟件工程類課程更好的與工程教育、工程培養(yǎng)、工程能力相結(jié)合，使學(xué)生更好的理解軟件工程的應(yīng)用，將專業(yè)理論知識轉(zhuǎn)化為個人的工程能力和專業(yè)技能。

【參考文獻(xiàn)】

[1]宗欣露，徐慧.基于CDIO教育模式的軟件工程課程教學(xué)改革[J].教育教學(xué)論壇，2015（4）：96-97.

[2]付丹丹，王健，蔡朝暉，馬英瑞.基于CDIO的統(tǒng)一建模語言課程教學(xué)改革研究與實(shí)踐[J].福建電腦，2014（4）：53.

[3]商鵬.UML課程實(shí)踐化教學(xué)改革方案研究[J].科技視界，2017（17）：89-90.