基于CDIO理念的軟件工程專業(yè)改革探索
作者:咸陽師范學院信息工程學院 陜西咸陽 劉敏娜 張晉平
發(fā)布時間:2013-11-13 18:07:24
【摘 要】文章針對目前軟件工程專業(yè)畢業(yè)生工程能力匱乏等問題,提出了基于CDIO工程理念的專業(yè)改革,改革的重點是根據(jù)專業(yè)特點制定符合CDIO大綱要求的培養(yǎng)方案和課程體系,通過多種方式提高學生的創(chuàng)新能力、團隊協(xié)作能力和系統(tǒng)構(gòu)建等能力。
【關鍵詞】軟件工程專業(yè) CDIO 專業(yè)改革
基金項目:本文系2012年咸陽師范學院教改項目“基于CDIO工程模式的實踐類課程教學改革與探索”的研究成果之一。(項目編號:201202010)
軟件工程專業(yè)是2002年國家教育部新增專業(yè)。隨著計算機應用領域的不斷擴大及中國經(jīng)濟建設的不斷發(fā)展,軟件工程專業(yè)已經(jīng)成為一個新的熱門專業(yè)。在國家政策的支持下,軟件工程專業(yè)的就業(yè)前景廣闊,依托學院雖然培養(yǎng)了大批的掌握一定軟件開發(fā)技術的專業(yè)人才,但是人才的素質(zhì)和質(zhì)量得不到滿足。為了提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量,我們結(jié)合軟件工程專業(yè)培養(yǎng)目標,學生特點,崗位需求和教學實際,以CDIO國際先進工程教育模式為主線,對培養(yǎng)符合崗位需求的高素質(zhì)技能型,創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)方法進行探索和實踐[1]。
軟件工程專業(yè)培養(yǎng)目標與特點
1.專業(yè)培養(yǎng)目標:軟件工程專業(yè)以計算機科學與技術學科為基礎,注重軟件開發(fā)的工程性,培養(yǎng)學生在掌握計算機科學與技術方面知識和技能的基礎上熟練掌握從事軟件需求分析、設計、軟件測試、軟件維護和項目管理所必需的基礎知識和基本技能,突出對學生專業(yè)知識和專業(yè)技能的培養(yǎng),培養(yǎng)能夠從事軟件開發(fā)、測試、維護和軟件項目管理的高級專門人才。
2.學生基本情況:以咸陽師范學院信息工程學院為例,受多種因素的影響,本院軟件工程專業(yè)學生的學習能力、學習興趣、基礎知識掌握的能力都存在著很大的差異。尤其是剛進校的學生學習積極性不強,對專業(yè)認識模糊,計算機操作能力比較差。
3.教學的現(xiàn)狀:采用傳統(tǒng)的課上教師講授,課后學生練習的教學方法的弊端早已暴露出來。具體表現(xiàn)在如下幾個方面:
①學生的動手能力差。②自我解決問題能力弱,學生遇到難題不會借助網(wǎng)絡,通過同學之間的相互討論解決問題。③創(chuàng)新能力低。在教學中體現(xiàn)不出創(chuàng)新性。作業(yè)、實驗都是緊密圍繞課本展開,毫無創(chuàng)新而言。④團隊協(xié)作意識淡薄。傳統(tǒng)的教學中涉及的實驗題目都比較少,由學生個人完成,沒有提供小組合作的平臺,不利于學生培養(yǎng)分工和合作的精神的培養(yǎng)。
4.目前的主修課程:宏觀上看這個專業(yè)的主修課程偏重于理論知識的培養(yǎng),而對工程能力培養(yǎng)的課程偏少。微觀方面,這些課程學習時過于孤立,體現(xiàn)不出課程之間、課程群之間的關系和聯(lián)系。
綜上所述,軟件工程專業(yè)教學中存在的問題是學生的動手能力差,系統(tǒng)構(gòu)建能力弱,高校畢業(yè)的學生不能適應企業(yè)崗位需求,無法零距離實現(xiàn)與企業(yè)的對接等問題。擺在高校教學者面前的是如何改變這種局面。
CDIO工程教育模式
CDIO(conceive,design,implement,operate,構(gòu)思,設計,實現(xiàn),運作)是由美國麻省理工學院和瑞典皇家工學院等4所院校在2004年提出的一種工程教育模式。這種工程教育模式重視工程基礎理論知識的積累,重視扎實的專業(yè)知識的培養(yǎng)和良好的團隊協(xié)作能力的培養(yǎng),讓學生以主動的、實踐的方式學習工程[2]。CDIO模式培養(yǎng)的學生深受社會與企業(yè)歡迎,原因在于采用了CDIO工程教育理念組織教學之后,學生的自學能力、解決問題的能力和協(xié)作溝通的能力都得到了提高。
基于CDIO的軟件工程專業(yè)改革
如何借鑒CDIO的工程教學模式,學習同類院校在CDIO改革過程中取得的經(jīng)驗,改革創(chuàng)新,找到適合軟件工程人才培養(yǎng)的新理念,需要進行全面的研究。在研究時,應該以學生畢業(yè)時知識的掌握程度、能力的大小、具備哪些素質(zhì)和掌握何種程度,以及如何更好地讓學生學到這些知識和能力等問題為切入點來研究改革方案。
我們教學研究小組在經(jīng)過大量的調(diào)研和對改革經(jīng)驗的總結(jié)之后,確定了如下的改革方案:
1.教學大綱的改革,制訂基于CDIO工程培養(yǎng)模式的大綱,在大綱中突出能力培養(yǎng)的目標,技術培養(yǎng)目標和CDIO能力培養(yǎng)目標[3]
培養(yǎng)的能力包括:①掌握技術基礎知識的能力。②分析問題,解決問題的能力。③領導新產(chǎn)品、過程或系統(tǒng)的開發(fā)與運行的能力。④團隊協(xié)作能力。⑤創(chuàng)新能力。
2.制訂符合軟件工程專業(yè)特點的軟件系統(tǒng)生命周期模型
軟件工程專業(yè)的核心培養(yǎng)目標是使學生具備一定的編程能力。結(jié)合軟件工程思想和CDIO工程模式的特點確定了生命周期模型[4],在模型中將構(gòu)思——設計——實施——運行作為產(chǎn)品、過程和系統(tǒng)的生命周期。此模型分為4個階段:①構(gòu)思階段,通過經(jīng)濟可行性、技術可行性的調(diào)研來確定軟件系統(tǒng)是否具有開發(fā)的必要;②設計階段,主要負責采集系統(tǒng)的需求,并將需求建模分析,得到評審文檔,對系統(tǒng)進一步進行概要設計和詳細設計;③實現(xiàn)階段通過使用某種編程語言根據(jù)詳細設計確定的模塊結(jié)構(gòu)編碼實現(xiàn)系統(tǒng),對編程實現(xiàn)的模塊通過測試來確定能夠?qū)崿F(xiàn)預定的功能;④運作階段負責對系統(tǒng)進行維護和改進。
3.調(diào)整課程體系
根據(jù)CDIO大綱的四個層次,我們將軟件工程專業(yè)分為基礎模塊、專業(yè)模塊訓練?;A模塊更關注學生的課程基礎知識的掌握程度、CDIO工程基礎能力和個人能力的培養(yǎng)。將若干有一定聯(lián)系的課程組合在一起形成課程群,專業(yè)模塊訓練是對課程群設計相應的實訓。
(1)基礎模塊:基礎模塊是針對單門課程來設計相應的能力培養(yǎng)要求和培養(yǎng)目標[5]。根據(jù)CDIO大綱的第一層次對基礎能力的要求,我們將 軟件工程專業(yè)的課程進行調(diào)整,確定了如表1所示的專業(yè)基礎模塊。
表1軟件工程專業(yè)基礎模塊表
在基礎模塊學習中,注重學生編程能力的培養(yǎng)和基礎知識原理的掌握。通過大量的課程隨堂實訓,使學生對技術基礎知識掌握的能力有所提高。
(2)專業(yè)模塊設置。專業(yè)模塊將多門課程進行打包,形成課程群,課程群圍繞CDIO的工程師培養(yǎng)大綱要求,將軟件工程專業(yè)培養(yǎng)方案中具有邏輯聯(lián)系的若干課程整合構(gòu)建為有機的課程體系。課程群由三種類別的課程組成,分別是前驅(qū)課,當前課程,后續(xù)課程。每個課程群設置一定規(guī)模的實訓項目,由4名學生組成項目開發(fā)小組為單位,來策劃、設計、編輯、編譯、調(diào)試和運行程序,通過協(xié)作完成項目[6]。
在課程群中設置的實訓題目應該具有一定的綜合性,能全方位地培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力,使學生通過開發(fā)項目,能將相關聯(lián)的課程的知識點能融會貫通。在開發(fā)項目的過程中,4名學生組成團隊,每個團隊完成一個具體的項目,從項目的策劃,系統(tǒng)設計,詳細設計,直到運作過程,經(jīng)歷一個構(gòu)思、設計、實現(xiàn)和運作的過程。訓練學生團隊協(xié)作能力,溝通能力和組織能力,這也是CDIO大綱的第三個層面上的要求。
4.多種途徑提高學生學習的主動性
課程中引入討論環(huán)節(jié),鼓勵學生大膽思考,積極發(fā)言;增加課外調(diào)研活動,以報告書的形式匯報調(diào)研結(jié)果。
5.改革考核方式,建立個人能力、團隊合作能力為主體的考核體系
個人能力的測試:根據(jù)教師制訂的要求,要求學生在規(guī)定的時間內(nèi)(例如1天)獨立完成作品,并按照一定評分標準進行成績評定。
團隊合作能力測試:將4名同學組成 1組,每個小組根據(jù)教師給出的開發(fā)要求,在規(guī)定的時間內(nèi)(例如4周)合作完成作品,作品完成后需要小組參加答辯,根據(jù)答辯表現(xiàn)和作品質(zhì)量評定成績[7]。
結(jié)束語
本文針對高等院校軟件工程專業(yè)中普遍存在的團隊協(xié)作能力欠缺,溝通能力、創(chuàng)新精神匱乏等現(xiàn)象,提出了基于CDIO工程模式的專業(yè)改革方案,采用這種方案組織教學,能培養(yǎng)學生的個人編程能力,團隊協(xié)作能力,系統(tǒng)構(gòu)建能力和創(chuàng)新能力。作者已經(jīng)將這種教學模式應用在咸陽師范學院2011級軟件工程專業(yè),經(jīng)過實踐證明這種教學模式能提高學生的學習主動性,培養(yǎng)學生自我解決問題的能力。
參考文獻:
[1]高林,鮑潔.高等職業(yè)教育專業(yè)課程體系改革與創(chuàng)新[M].北京:人民郵電出版社,2009.
[2]查建中.論“做中學”戰(zhàn)略下的CDIO模式[J].高等工程教育研究,2008,16(3).
[3]Woollacott L C.Validating the CDIO syllabus for engineering education using ths taxonomy of engineering competencies [J].European Journal of Engineering Education,2009,34(6):545-559.
[4]顧佩華,包能勝等.CDIO在中國[J].高等工程教育研究,2012,3:24-38.
[5]周勇,夏士雄,陳岱等.電子信息科學與技術專業(yè)層次性創(chuàng)新型實踐教學體系改革[J].西北工業(yè)大學學報(社會科學版),2010,30(105):18-20.
[6]張筱云.應用電子技術專業(yè)人才培養(yǎng)模式的探索與實踐[J].教育與職業(yè),2013,2(750):101-103.
[7]劉道廣,史玲華.基于CDIO理念下的高職教學改革[J].教育與職業(yè),2012,35(747):106-107.



