基于CDIO的软件工程综合实训课程的改革

郭 威

基于CDIO的软件工程综合实训课程的改革

郭 威

（盐城师范学院 信息科学与技术学院，江苏盐城 224002）

综合实训是软件工程专业实践教学体系的重要组成部分，其教学效果直接影响专业人才的培养质量。鉴于传统实训模式存在的种种弊端，结合综合实训课程的定位和培养目标，引入CDIO工程教育模式，对软件工程专业综合实训课程进行改革，探索新的实训模式。实践表明，新的实训模式能显著提高学生的工程实践能力和团队协作能力，有利于高水平应用型、工程型软件人才的培养。

CDIO模式；软件工程；工程教育；综合实训

软件工程是一个实践性很强的工程型专业，实践教学的效果直接影响专业人才的培养质量，综合实训作为整个实践教学体系中承上启下的关键环节，对培养学生的自主学习能力、工程实践能力和团队协作与沟通能力具有举足轻重的作用。传统的实训模式不利于培养学生的工程化、系统化意识和综合素质与能力的提高。

CDIO是当前国际高等工程教育的一种创新模式，在培养学生的创新能力、工程实践能力、团队协作能力等方面效果显著［1］。借鉴CDIO工程教育理念和标准，对软件工程专业综合实训课程进行改革与探索，革新传统的教学观念、教学思路和教学模式，对培养出符合产业需求的高水平应用型、工程型软件人才具有重要意义。

1 CDIO工程教育模式概述

CDIO是近年来国际工程教育改革的最新成果。CDIO代表构思（Conceive）、设计（Design）、实现（Implement）和运作（Operate），它以工程项目从研发到运行的整个生命周期为载体，通过项目设计将整个课程体系系统地、有机地结合起来，学生以主动的、实践的方式参与到课程的各个教学环节，强调课程学习要与项目设计相联系，以培养学生的工程实践能力［2］。

CDIO培养大纲将工程毕业生的能力分为工程基础知识、个人与职业技能、人际团队能力和工程系统能力四个层面，要求以综合的培养方式使学生在这四个层面达到预定目标［3］。CDIO不仅继承和发展了欧美20多年来工程教育改革的理念，还提出了系统的能力培养、全面的实施指导、完整的实施过程和严格的结果检验的12条标准，具有很强的可操作性［4］。

2 综合实训课程的定位与培养目标

按照循序渐进，由浅入深，逐层推进的原则，盐城师范学院信息科学与技术学院将软件工程专业的实践教学体系分为四个层次：课程实验、课程设计、综合实训、毕业设计。其中，综合实训是以前期课程实验和课程设计为基础，综合运用多门相关课程（群）知识完成一个工程项目的实战训练，并作为后续毕业设计的预演，是整个实践教学体系中承上启下的关键环节。

在软件工程领域，软件开发与软件测试是目前两个主流的就业方向，也是综合实训课程训练的重点。软件开发综合实训要求以软件生命周期为主线，综合运用程序设计、数据库应用、软件工程、软件项目管理等学科知识，严格遵守软件开发的流程与规范，完成一个软件项目的开发，最后提交软件产品和相关技术文档；软件测试综合实训要求学生以软件开发综合实训所完成的软件产品为被测对象，综合运用软件测试与质量保证、软件测试流程与方法、测试框架与自动化测试等学科知识，使用软件测试的方法与技术，设计测试用例和测试脚本，完成被测软件的功能测试与性能测试，生成测试报告，并对测试结果进行分析。

综合实训的培养目标为：通过软件开发与软件测试项目的实战训练，全面提升学生综合运用所学知识与技术解决实际工程问题的素质与能力，进一步加深学生对工程化、系统化原则与方法的理解，为胜任现代软件工程环境下高质量软件的开发、测试和维护工作奠定坚实的基础。

3 CDIO模式下课程改革与实践

根据综合实训课程的定位和培养目标，借鉴和吸收CDIO工程教育理念和标准，按照“以CDIO培养大纲为指南、以项目为载体任务为驱动、以工程能力培养为目标”的原则，对我们综合实训课程改革进行了探索与实践。

3.1 全真模拟企业环境，实施一体化训练模式

软件开发和软件测试是综合实训的主体内容，传统的训练模式将二者割裂开来，分两个阶段分别完成实训项目，这种方式没有考虑软件开发与软件测试的内在关联与协同性，与企业真实环境也不相符合；并且由于两个实训阶段时间跨度较大，项目衔接性差，效率低下，实训效果也大打折扣；而在真实的企业环境中，软件开发小组和软件测试小组共同对同一个项目负责，各司其职，协同完成整个项目。

鉴于此，我们采取“全真模拟、同步协作、角色互换”的策略，实施软件开发与软件测试一体化的训练模式。具体地说，整个实训过程完全模拟企业真实环境，将某个项目分配给由若干学生临时组成的项目组，该项目组又细分为开发小组和测试小组，分别负责软件的开发与测试工作；项目完成后，开发小组和测试小组角色互换，重做该项目。

实践表明，一体化的训练模式能实现软件开发与软件测试的无缝衔接，学生能在更为真实的环境中参与整个项目过程，体验不同角色的职责范围，并通过不同的角色转换，使学生更深刻认识到开发人员与测试人员协同合作对完成整个软件项目的重要性。

3.2 项目驱动，全面实践CDIO

CDIO的核心就是企业与社会环境下的构思、设计、实现和运作系统，它展示了一个产品或系统完整的开发过程，也体现了“做中学”和“基于项目的教育和学习”的精髓。从软件开发与软件测试的角度，无论是以软件生命周期为主线的开发过程，还是以测试流程为主线的测试过程，无不体现着软件产品从构思到运作的整个生产过程，与CDIO理念不谋而合。这里，我们以项目为载体、任务为驱动，以CDIO方法论为指导，严格按照“构思、设计、实现和运作”四个不同阶段来开展实训过程，以培养学生对产品、过程和系统的构建能力，增强学生的工程化意识。

CDIO与软件开发、软件测试过程的对应关系如表1所示。

表1 对应关系表

3.3 分组互学互助，培养团队协作能力

团队能力是CDIO大纲要求工程毕业生必备的一种能力，也是软件企业非常看重的一种职业能力。在实际实训过程中，我们模拟企业真实环境，将所有学生分为若干项目组，每个项目组又细分为开发小组和测试小组，各小组由一名组长和若干名组员构成。根据任务分工不同，每名学生都被赋予一定的角色，组员在组长的指挥协调下通力合作，共同完成实训项目。实践表明，分组模式能较好地激发学生的学习热情，提高学习效率，而且也营造了良好的学习氛围，组员之间分工协作，互学互助，学生的沟通能力、协作精神和团队意识大为提升。

3.4 面向全体，务实勿虚，促进共同进步

综合实训是一种典型的自主学习课程，学生在任务的驱动下以小组为单位协作完成实训项目，但由于任务分工不合理、学生自制力差等原因，容易导致小组内个别技术较好、自觉性高的学生承担大部分甚至全部工作，而部分学生却人浮于事，使团队分工协作流于形式，不利于全体学生的共同进步与提高。

为避免此类现象的发生，我们考虑在角色分配和任务分工时，尽量使学生都能承担软件设计、编码、测试用例设计、脚本设计、测试实施等较为具体的工作，使学生通过具体的训练来提高专业技能，而对于需求分析、计划制定、总结报告等相对较“虚”的工作则由组长带领全体组员共同完成；同时，任务分工也充分考虑学生原有的技术基础、兴趣爱好和特长。这种分工方式在尊重学生个体意愿的基础上使得每个人都有具体明确而又力所能及的任务分工，能充分调动学生的学习积极性，激发学生的学习潜能，促进全体学生的共同进步与提高。

3.5 实施多维度考评体系，注重过程考核和能力考核

考核是对学生学习成果的认定和评价，良好的考核机制能对学生的学习过程和学习动机产生正确的指引作用，促进培养目标的达成。在实训课程的考核上，我们以CDIO大纲要求的能力培养为导向，学习过程与学习结果并举，实施多维度的考评机制，考评体系表如表2所示。

表2 多维度考评体系表

在表2所示的考评体系表中，每名学生的成绩由平时成绩、所在小组成绩和个人成绩三部分组成。其中，平时成绩主要考评学生的职业态度与能力，小组成绩主要考评学生所在小组的整体表现和工程实作能力，个人成绩主要考评学生个体所承担任务的完成质量，且每项成绩的考评方式也是多元的，力求做到公平、公正、合理。在小组内部，同组学生的小组成绩相同，但平时成绩和个人成绩各异，引导学生在努力完成各自任务的同时，重视组内的协作互助，并通过各个个体的高质量工作提高整个团队的工作质量。

实践表明，该考评体系既重视最终学习成果的呈现也关注学生学习过程中的表现；既重视团队整体的工作效率也关注学生个体在团队中的价值；既强调学生专业技能的训练和工程能力的培养也关注学生职业素养和个人能力的提高，有效避免了传统评价方式只看结果不看过程、评价指标单一化、评价结果趋同化的弊端。

4 结束语

综合实训是软件工程专业实践教学体系的重要组成部分，对培养学生的自主学习能力、工程实践能力和团队协作与沟通能力具有重要作用。为克服传统实训模式存在的不足，引入CDIO工程教育理念和标准，对软件工程专业综合实训课程进行改革，探索了新的实训模式。新模式以CDIO培养大纲为指南，以能力培养为导向，以项目为载体、任务为驱动构建实训过程，将学科知识、专业技能与工程实践有效结合，强调知识应用与拓展、技能训练与提高、工程实践与实作、职业精神与素质、团队沟通与协作等能力的全方位、一体化的培养。实践表明，新的实训模式能较好地激发学生的学习热情和学习兴趣，显著提高学生的工程实践能力和团队协作能力，有利于培养出符合产业需求的高水平应用型、工程型软件人才。

［1］吴玉峰.基于CDIO模式的计算机本科专业人才培养模式［J］.教育与职业，2013（17）：115－116.

［2］郭威.CDIO模式在“软件体系结构”课程中的探究与实践［J］.中国电力教育，2010（24）：121－122.

［3］王硕旺，洪成文.CDIO：美国麻省理工学院工程教育的经典模式—基于对CDIO课程大纲的解读［J］.理工高教研究，2009，28（4）：116－119.

［4］查建中.论“做中学”战略下的CDIO模式［J］.高等工程教育研究，2008（3）：1－6，9.

Reform of Comprehensive Training on Software Engineering Based on CDIO

GUOWei
（College of Information Science and Technology，Yancheng Teachers University，Yancheng 224002，China）

Comprehensive training is an important part of software engineering practical teaching system，the teaching effect of which directly affects the cultivation quality of graduates.In view of the shortcomings of traditional training pattern，according to the curriculum orientation and cultivation goal，the CDIO engineering education pattern was introduced to reform and explore new trainingmode. Practice shows that the new trainingmode can significantly improve the students'engineering practice ability and the team cooperation ability，which is helpful for the cultivation of high level practical and project-based software talents.

CDIOmode；software engineering；engineering education；comprehensive training

G642.0；TP311.5

A

10.3969/j.issn.1672－4550.2014.05.038

2013－11－14

盐城师范学院教改基金资助项目“基于CDIO的工程型软件人才培养模式研究”（12YCTCJY053）。

郭 威（1983－），男，博士研究生，讲师，研究方向：软件工程、数据挖掘。