基于CDIO理念的创新型软件人才培养模型

张锦华，丁新慧

（周口师范学院 计算机科学与技术学院，河南 周口 466001）

2000年6月，国务院发布《鼓励软件产业和集成电路产业发展的若干政策》，明确提出以市场需求和提高国际竞争能力为导向制订人才培养方案，加强工程管理等方面的教学内容［1］.2002年起开始在35所高校开办国家示范性软件学院，由以培养科学家为目标的精英教育转变为以培养符合市场需求的、创新型的、具有现代工程能力的人才为目标的国民教育.然而，2005年10月Diana Farrell和 Andrew Grant的“Addressing China＇s looming talent shortage”的研究报告表明，目前只有不到10%的中国大学毕业生符合现代企业的要求［2］.因此，对软件人才培养模式进行改革，培养符合现代企业要求的、国际化的、创新型软件人才成为中国软件人才培养模式改革的目标和方向.教育部在《示范性软件学院2003年建设工作会议纪要》中指出：要通过示范性软件学院建设工作，造就一批掌握关键技术、擅长顶层设计的技术带头人；培养具有不同专业背景、有市场开发观念的创新型软件人才；形成具有相当规模和质量的从事软件开发和应用的专业技术人员队伍［3］.这一报告为中国的软件教育发展提出了具体目标，即：中国的软件人才培养应使学生具有创新能力和工程能力.本文将以周口师范学院软件学院为例，结合影响培养创新能力的六大因素和CDIO（Conceive构思、Design设计、Implement实现和Operate运作）人才培养理念与创新能力的契合，构建基于CDIO理念的软件人才创新能力培养模型，以有效提升软件人才的创新能力，为解决现行软件人才创新能力的缺失问题提供科学指导.

1 培养创新型人才的影响因素

众多学者对创新型人才进行了研究，并提出创新型人才的定义.著名学者北京大学教授黄楠森认为：“创新型人才最根本的品质是具有自觉的创新意识、缜密的创新思维和坚强的创新能力［4］.”根据斯滕伯格（Sternberg，R.J）的创新能力理论，创新能力受智力、知识、思维、动机、性格和环境六种因素的影响.

1.1 智力因素

智力是支持人进行认知和行动的基础，是人的各种能力的总和，也是科技工作者进行科技创新的最基本、最重要的心理因素，对人的创新能力表现具有决定性的影响.

1.2 知识因素

知识是人类在生产和生活过程中的经验总结，是进行创新的依据.一般来说，任何一种创新都可以归结为将原有知识从固有模式中分离并重新组合在新的结构中，从而产生新的知识结构.

1.3 思维因素

思维是人脑对客观现实概括的、间接的高级反映形式，是智力结构的核心和主导.创新思维是人类在认识、改造客观世界过程中具有创新意义的思维，在整个创新能力中起着决定性作用.它可以将已有知识和经验从大脑中调用出来，重新组合形成新的分析问题和解决问题的方案.创新思维同时也是抽象思维、形象思维、顿觉思维和社会思维等多种思维方式共同作用的过程，是对常规思维的有效突破.

1.4 动机因素

动机可以理解为人从事某项活动的心理倾向，不同的动机层次则会对科技创新产生不同的影响.在这里，可以将动机层次划分为：为国家利益的动机、为集体利益的动机、为个人利益的动机等.创新过程中，具有的动机层次越高，动机所维持的心理力度越大，活动坚持的时间越长.相反，层次越低，唤起活动的心理力量越弱，活动的维持力量越小.

1.5 性格因素

性格可以理解为人们在生产、生活实践过程中所形成的稳定的、习惯化的态度和行为，在人的心理特征中起着主导作用.良好的性格有着调节人行为方式的作用，是创新成功的重要心理保障.

1.6 环境因素

创新活动更多的是一种社会实践活动，受到社会环境的制约.通常，环境可以分为软环境和硬环境两大类.软环境指社会舆论、风气和人际关系等.硬环境则指实验室、实验设备和科研经费等.因此，整个团队中较好的人际关系能为创新活动提供良好的情绪环境，有利于激发成员创新思维活跃性，从而达到提高团队创新能力和水平的目的.

2 CDIO理念与创新能力的契合

CDIO是2001年由美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所高校共同提出的一种全新的工程教育理念，代表构思、设计、实现和运作，以产品从研发到运行的生命周期为载体，为学生提供理论和实践之间有机关联的教学情境，鼓励学生以主动的、实践的和课程之间有机联系的方式进行学习［5］.CDIO工程教育模式既能培养高水平的、具有创新能力的精英人才，也能产生从事基础行业的普通人才，完全解决现今软件人才缺失问题.同时，CDIO工程教育模式强调综合的创新能力，关注理论联系实践，注重培养学生的实践能力，是培养创新型人才的有效途径.

CDIO工程教育理念的一个标志性成果是大纲的出台.大纲详细规定了CDIO工程教育理念的目标、内容和操作程序.大纲将毕业生的能力分为工程基础知识、个人专业能力、团队协作与交流能力和企业环境下的工程系统能力四个层次［6］.大纲的第一部分是理论层面的知识体系，要求工程师所必须掌握的专业知识，包括基础科学知识、核心科学知识和高级知识等.第二部分为个人专业技能和素质，是实践层面的能力体系，要求一名合格的工程师必须具有熟练的工程思维、科学思维和系统思维三种思维方式.个人专业技能方面包括主动冒险、创造性思维、批判性思维、自省、求知欲和主动规划职业的能力.第三部分是工程师必须掌握的人际交往技巧、团队协作能力和交流能力，为人际交往技能体系，主要包括团队精神、领导能力、技术协作、交流战略、口头表达、人际交往和外语交际能力等，这些要素在一定情况下能有效弥补专业人才的不足，为跨学科交流奠定基础.第四部分是在企业和社会环境下完成构思、设计、实现和运作的过程，要求学生在教育过程中就能接触到真正的工程实践，切身体验复杂工程产品的生命周期过程.

因此，CDIO大纲的能力要求与创新能力非常契合，如表1所示.理论层面的专业技术知识是科技创新的基础.工程思维、科学思维和系统思维三种思维方式完全符合创新的心理运作过程.团队协作能力和人际交往能力则是增强协作创新和打造团队创新的个人品质要求.第四部分提出了在考虑企业和社会环境的影响下，进行新产品的创造和执行，而“新产品”恰为创新能力的综合体现.

表1 CDIO大纲能力要求与创新能力契合

3 构建基于CDIO理念的软件人才创新能力培养模型

3.1 模型框架

依据周口师范学院软件学院专业特点，通过教学实践，构建出软件人才创新能力培养模型，又称为软件人才创新能力成熟度模型（Software Talent Innovative Capability Maturity Model， STICMM），如图1所示.

图1 软件人才创新能力培养模型（STI－CMM）

3.2 模型内涵分析

面向认知的实践阶段在大学本科第一年，学生刚进入大学，一般不具备软件项目实践的相关知识，因此，本阶段课程培养目标是培养学生的软件系统及计算机系统认知，建立软件开发基础知识；实践培养目标是让学生初步接触并了解软件行业及软件应用知识，培养并形成学科兴趣.学习内容方面，学生需要学习计算机和软件相关通识课程，如大学计算机基础、多媒体技术与应用基础、C语言设计和Dreamweaver网页设计与制作等.实践部分主要是对计算机的认识和简单程序设计.软件行业认识方面，要求学生了解本行业相关知识和信息，增加对软件行业的了解和认识.程序设计方面，要求学生能够使用一门编程语言，独立完成简单的编程问题，并了解软件项目开发常识.

面向课程群的实践阶段在大学本科第二年，学生已经学习了一年的通识课程，对软件领域有了基本的认识.因此，本阶段的课程培养目标是让学生学习软件基础知识和软件开发思想；实践培养目标是建立软件开发思想，理解软件开发生命周期.学习内容方面，学生将开始接触软件学院学科基础课程群，如数据结构、网络安全、面向对象的程序设计和动态网页设计与制作等.实践部分则要求学生能够灵活运用所学知识，完成课程所涉及的项目实践，解决行业内一些特定问题.在整个实践过程中做到理论和实践的灵活统一，提高学习者分析与解决问题的能力.

面向项目的实践在大学本科第三年，学生在经过二年的学习后，已经对软件行业有了更为详细的了解，编程能力和水平也有了更大提高.因此，本阶段课程培养目标是重点让学生学习软件开发应用知识，实践培养目标是理解团队开发细节.学习内容方面，主要学习专业核心课程内容，如软件工程、算法设计与分析、ASP.net程序设计等.这时学生不能仅仅局限在掌握实践课程内容，而是开始接触各类小型项目实践活动，根据任务提出自己的解决方案，并运用掌握的理论知识实现所提出的解决方案.在角色模拟方面，学生开始以团队的形式完成项目任务，在整个开发过程中与其他成员分工合作，并担任项目中的具体角色，从而提高学生的问题分析与解决能力、团队协作与沟通能力.

在达到面向企业和社会的级别时，学生已经到了大学本科第四年，专业知识和专业技能都已经得到良好地锻炼.在此阶段，课程培养目标是学习行业前沿技术知识和领域内最新动向；实践培养目标是实现行业深度解决方案的能力和提升职业能力.因此，尽量安排学生进入企业体验业界真实开发环境，感受真实项目开发流程，使学生具备更好的职业素质，以更快更好地实现与企业和社会的对接.同时，加强职业道德教育，使学生在知识和个人素质上成为真正意义上的软件人才.

4 结束语

提高自主创新能力，建设创新型国家，是当前中国发展战略的核心内容，而创新型人才则是提高国家自主创新能力的关键［7］.CDIO作为一种提升专业综合能力和创新能力的人才培养理念，具有很好的借鉴作用.CDIO的经验模式认为高等教育应该根据人才培养规律为人才成长提供更好的教育环境，通过设计“构思——设计——实施——运作”教学过程来有效实现人才培养的课程和实践目标.然而，CDIO模式仍然不能完全解决当前教育中所存在的问题，如领导能力、领域特定问题分析能力的不足等.因此，应将依据构建的STI－CMM模型，从教育环境、教学目标、教学内容和教学过程等方面，根据技术进步和产业需求的发展变化，不断更新和扩充，以满足产业对复合型、创新型和国际型软件人才的需求.

［1］国务院关于印发《进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策》的通知［EB／OL］.［2011－02－09］.ht－tp：／／www.gov.cn／zwgk／2011－02／09／content－1800432.htm.

［2］Diana Farrell，Andrew Grant.Addressing China＇s looming talent shortage［J］.The Mckinsey ＆ Company，2005，15（4）：5－15.

［3］教育部关于印发《示范性软件学院2003年建设工作会议纪 要》［EB／OL］.［2004－02－18］.http：／／www.jyb.cn／info／jyzck／200604／t20060403－14306.html.

［4］黄楠森.创新人才的培养与人学［J］.南昌高专学报，2000（1）：6.

［5］张锦华，吴聪.基于CDIO的多媒体课程教学改革［J］.周口师范学院学报，2011，28（5）：101－104.

［6］Edward F，Crawley.The CDIO Syllabus：A Statement of Goals for Undergraduate Engineering Education［EB／OL ］.2008－07－01.http：／／cdio.org／cdio2syllabus2rept／index.Html.

［7］中国工程院.走向创新——中国工程院迎接创新型工程科技人才培养研究［J］.高等工程教育研究，2010（1）：7－11.