基于CDIO模式的软件工程课程教改探讨

宁彬　袁磊　谷琼　熊启军

摘 要： CDIO是以项目为载体，以能力培养为目的，倡导基于项目教育和学习的教学模式。针对目前软件工程导论课程理论教学与实验教学之间存在的严重脱节问题，提出CDIO模式在软件工程导论课程教学改革中的应用，主要包括CDIO的构思、设计、实施和运行四个阶段，从理论、实验和考核三个方面进行教学探索。经过二年多的实践检验，表明CDIO模式在软件工程导论课程中的教学改革是有效的，这为践行应用型教改开辟了一个途径。

关键词： CDIO； 教学模式； 教学改革； 软件工程

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：1006-8228（2014）03-44-02

0 引言

软件工程导论作为计算科学、软件工程等专业的核心课程，具有理论抽象、实践性强等特点，在现实中存在理论教学和实验教学严重脱节的问题，因此对该课程进行教学改革十分重要。本文针对软件工程导论课程教学过程中存在的问题，尝试引入CDIO模式，将能力培养模式和方法应用到软件工程导论课程的理论教学、实验（实践）教学和考核过程中，体现以案例开发过程为驱动来安排教学内容和方法的教学思想。

1 CDIO模式的内涵

CDIO模式是近年来国际工程教育改革的最新成果。从2000年起，由麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学组成的跨国研究团队，经过四年的探索研究，创立了CDIO工程教育理念，并成立了以CDIO命名的国际合作组织。

CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate）四个方面，以产品研发到产品运行的生命周期为载体，让学生以主动的、实践的、课程之间有机联系的方式学习工程[1]。其倡导“做中学”和“基于项目教育和学习”的新型教学方法，在工程基础知识、个人能力、人际团队能力和工程系统能力四个层面上进行综合培养的教学模式。CDIO模式是能力本位的培养模式，本质上区别于传统的知识本位的培养模式[2]。

2 CDIO模式在软件工程导论中的应用

CDIO模式在软件工程导论课程中的应用原则：①根据软件工程课程对学生的培养目标，进一步明确对学生知识、能力和素质的要求，以软件（系统）工程设计为导向，以项目训练为载体，重新设置课堂、实验（实践）和考核模式；②一方面设置小规模实践项目或验证性的项目，加深和强化学生对课程内容的理解与应用，另一方面，选取合适的工程项目案例，将其完整地、前后衔接地贯穿于整个课程的各个教学阶段，使学生得到构思、设计、实现、运作四个层面上的系统训练，以培养学生的综合创新思维能力。

2.1 理论教学改革

软件工程导论所涉及到的理论知识内容相对抽象，需要与实践的案例（项目）构建为一个整体，同时为实践教学做好补充、深化和拓展。这就需要改变传统课题教学模式，主要体现在教师教学与学生学习的过程中，侧重于学习的经验获取方式及技能的训练方法上。

CDIO模式不仅注重培养学生的自学能力，也强调教师团队的指导作用。在理论教学实施过程中围绕某问题、任务或项目开展，以项目为载体，由教师引导学生自主学习和探索。教师成为教学的组织者、引导者、咨询者和评价者；学生不再是知识的被动接受者，而成为知识的主动建构者，即实现三个转变：以教师为中心转变为以学生为中心，由以课本为中心转变为以项目为中心，由以课堂为中心转变为以实际经验为中心[3]。

选择“书店信息管理系统”项目作为教学案例，贯穿整个理论教学过程。将课程项目划分成计划订购管理、书库管理、销售管理和书店日常事务管理等若干个模块，并把每个模块涉及的知识点罗列出来，对其要实现的目标和要求，结合软件工程导论中的需求分析、概要设计、详细设计、测试、维护等方面的理论，进行详细的讲解。

在理论教学过程中，注重由项目案例中的应用，导入基本的概念和方法，提出问题引导学生思考应用，将理论的应用贯穿于软件工程导论课程的教学中，增加学生主动学习和动手实践的兴趣，强调分析问题和解决问题的能力，增强概念学习。

2.2 实验（实践）教学改革

CDIO模式倡导在“在工程项目中学习”的教学理念，遵循“案例导向、项目驱动”的实验教学模式。结合软件开发的实际场景，以团队为单位进行[4]。以团队负责人为核心，组织对员进行需求分析、软件设计、编码、测试、维护等，既可分工协作，也可集中完成某一个阶段的任务。在实验教学过程中，遇到问题，先由学生间讨论来解决，并制定解决方案进行相应的尝试或验证。在学生不能解决问题的情况下，由教师指导完成。在这个过程中，教师肩负着答疑和指导的任务，鼓励学生团队用不同方法完成任务，针对具体情况提出改进建议。借助这种途径，学生共同参与、协作完成项目，从而锻炼了他们的交流与合作能力、自学和思考能力、解决问题和创造性思维能力。

2.3 考核方式改革

在教学过程中，改变过去单一的考试模式，建立多样性的评价模式，以充分调动学生的积极性。在教学任务完成后，针对CDIO模式的构思、设计、实施、运行四个阶段的工作进行总结，指导学生撰写课程学习报告。指导教师对每个团队及其成员的表现进行点评，对发现的亮点进行表扬和推广。考核不仅仅是关注最终的结果，更重要的是借助考核形式，引导学生在教学过程的每一个阶段注重知识学习，积极参与技能练习，全面提高学生的综合职业能力。考核时，主要包括这些方面：①职业素质的考核，考核学生平时的到课率和上课表现，循序渐进地对学生进行职业素质的培养；②学习过程的考核，在CDIO的四个阶段分别进行考核并给定相应的分数，其目的在于调动学生平时学习的积极性、主动性，这项考核是反映和检验学生在学习过程中努力程度的标志；③综合应用能力考核，以演示、答辩的方式展现学生的劳动成果，一方面可以展示学生的学习成果，鼓励学生互相学习，另一方面，可以培养学生的交流能力，从而提高学生的成就感和学习积极性；④职业所需的理论素养考核，对理论知识的考核以笔试的方式进行，侧重于考核职业岗位所需的基本理论与基本知识[5]。

3 结束语

经过两年多的不断探索，基于CDIO模式的软件工程导论课程在我院计算机科学与技术、软件工程本科专业中开展教学改革，打破传统的以验证理论为主的课程教学模式，开设综合性工程实践课程，为学生提供系统连贯的实践机会和创新能力训练的机会，实现了一个新型的教学设计逻辑思路：以软件项目的现实条件为背景，以软件实现过程的构思、设计、实施和运行的生命周期为载体，全面地培养学生的专业知识、专业能力和团队写作能力。这样，既有效地解决了软件工程导论课程在理论教学、实验（实践）和考核之间的矛盾，也为计算机专业的相关专业课程的教学改革提供了借鉴，为培养应用型计算机类专业人才奠定基础。因此，CDIO模式具有很好的推广价值和应用前景。

参考文献：

[1] 易著梁，黄伟.基于CDIO教育模式软件技术专业项目教学实践[J].计

算机教育，2012.13：4661-4663

[2] 毕忠勤，单美静.基于CDIO的软件工程专业培养体系建设[J].计算机

教育，2013.8：23-26

[3] 袁磊，黄健，宁彬.软件工程实训课程体系研究[J].计算机教育，

2010.22：138-141

[4] 宁彬，龚雄兴，袁磊.开放式计算机实验教学体系探索[J].电脑知识与

技术，2012.13：4661-4663

[5] 马培军，刘曙.软件工程专业逐步工业化教学模式的探索[J].计算机

教育，2013.8：85-88